| Livestock Research for Rural Development 33 (6) 2021 | LRRD Search | LRRD Misssion | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Los fitolitos son microrrestos que se forman en los distintos órganos de la plantas por la polimerización del ácido mono-orto-silicio que éstas absorben del suelo. En esta reseña se examina su definición y características para clasificarlos según tipos y tamaños, se analizan los procesos de formación y deposición, así como las funciones en la planta. El rol en la actividad ganadera se aborda en cuatros acápites relacionados con la diferenciación de especies, recuperación de áreas contaminadas, influencia en la digestibilidad de rumiantes y herramienta como mecanismo de secuestro de carbono. Finalmente, se analizan las técnicas clásicas para la cuantificación y determinación de su composición química en plantas y suelos.
Palabras clave: fitolitos, ganadería, métodos químicos, recursos vegetales
Phytoliths are micro-remnants that are formed in the different organs of plants by the polymerization of mono-ortho-silicon acid that they absorb from the soil. This review examines their definition and characteristics to classify them according to types and sizes, the formation and deposition processes are analyzed, as well as the functions in the plant. The role in livestock activity is addressed in four sections related to the differentiation of species, recovery of contaminated areas, influence on ruminant digestibility and a tool as a carbon sequestration mechanism. Finally, the classical techniques for the quantification and determination of its chemical composition in plants and soils are analyzed.
Key words: chemical methods, livestock, phytoliths, plant resources
El silicio es el séptimo elemento más abundante en el universo y el segundo en el suelo (Tréguer y De La Rocha 2013). Las plantas pueden acumular la sílice disuelta en el suelo la cual se polimeriza y se deposita en las paredes celulares, lumen y espacios intercelulares de los tejidos aéreos (Kumar et al 2017). En muchas especies estos polímeros existen en forma de una matriz esquelética conocida como fitolitos.
Las gramíneas tienen gran capacidad para acumular la sílice, formando cantidades sustanciales de fitolitos en sus tallos y hojas (Hodson et al 2005). Según Luz et al (2015), la sílice amorfa en las gramíneas desempeña funciones importante al promover el crecimiento de las plantas y reforzar la rigidez y la resistencias a las plagas.
Diversas áreas de las ciencias, como la Botánica, la Arqueología, la Paleontología, Geología, Microscopía, Ecología y otras desarrollan estudios sobre cuerpos silícicos, ya que son relativamente estables en los suelos y resisten a la disolución por miles de años (Strömberg et al 2018). Según Parr y Sullivan (2005), estos cuerpos silícicos pueden ser utilizados para determinar la edad de las capas de sedimentos ya que el carbono retenido en ellos puede preservarse por mucho tiempo.
En el ámbito de la alimentación animal son múltiples los estudios que abordan la relación del contenido de sílice con la digestibilidad de los pastos y forrajes. En Cuba, estos trabajos han demostrado disminución del valor nutritivo fundamentalmente en gramíneas (Valenciaga et al 2009). No obstante, el efecto del contenido de fitolitos en la calidad nutritiva de gramíneas, leguminosas y otras plantas de interés para la alimentación animal y el papel de éstos en los agroecosistemas ganaderos para potenciar la captura de carbono y su posible utilización en estrategias para la recuperación de la fertilidad de los suelos ha sido poco abordado.
En tal sentido el objetivo de esta reseña es abordar en las características de los fitolitos, sus aplicaciones en la actividad ganadera y las principales técnicas para su determinación.
Los fitolitos son estructuras microscópicas de sílice producidas dentro y entre las células de las plantas (Piperno 2006). Los fitolitos varían en tamaño (10-200 micrones) y forma (pesa de gimnasia, barco, silla de montar, forma de cuenco, entre otros) y son a menudo característicos de las especies de plantas en que se producen (figura 1). Su color va desde el transparente al marrón claro y opaco (Coe et al 2011).
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| Figura 1. Principales tipos y tamaños de fitolitos encontrados en Poaceae. (Adaptado de Coe et al 2011 y Rasbold 2011) | |
Varios estudios en la literatura muestran que los fitolitos están compuestos por alrededor de un 66 a un 98% de Si, cantidades de agua que oscilan entre el 4% y el 9% y pequeñas cantidades de Al, Fe, Mn, Mg, P, Cu, N y C orgánico, que van desde <1% hasta aproximadamente el 5% del peso total de fitolitos (Anala y Nambisan 2015; Bhat et al 2018).
La composición de los fitolitos hace que estos sean muy resistentes al paso del tiempo, pudiendo recuperarse en niveles de varios millones de años (Strömberg et al 2018). También son resistentes a los procesos de combustión y permanecen morfológicamente inalterados hasta temperaturas cercanas a los 850° (Albert y Cabanes 2007). Sin embargo, en ambientes alcalinos con pH superior a 8,5-9 pueden llegar a disolverse (Piperno 2006).
La principal forma de absorción del Si por las raíces es a través del ácido mono-orto-silicio H4SiO4 (Kumar et al 2017). La absorción de la sílice soluble por parte de la planta puede darse por dos vías: activa y pasiva. La primera hace referencia al transporte de sílice bajo estricto control de la planta, la cual asigna una porción de los recursos para el uso de la sílice, diseñando funciones para este dióxido absorbido, ya sea en estado sólido o soluble. La segunda vía consiste en el flujo no selectivo de todos los elementos absorbidos de las aguas subterráneas, esta gasta menos energía a través de las rutas de transpiración. En algunas especies una misma planta puede usar los dos mecanismos en diferentes lugares (Piperno 2006).
La sílice se transporta en gran parte hasta las estructuras aéreas de la planta y se ubica como dióxido de silicio tanto en las paredes como en el interior de la célula, en la superficie exterior de la misma e inclusive en los espacios intracelulares (Kumar et al 2017)
Estudios revelan que muchas angiospermas presentan proteínas transportadoras de silica, lo cual evidencia las bases genéticas para la captación y transporte de silica en las plantas (Deshmukh et al 2016).
El desarrollo de fitolitos dentro de la planta se relaciona con múltiples factores tales como: la naturaleza del suelo, el lugar donde se ubican los depósitos de sílice, la edad de la planta y el taxón productor. El taxón productor es el factor que más influye en la concentración de fitolitos que presenta una planta. La concentración de fitolitos oscila entre el 0,5% o menos en la mayoría de las dicotiledóneas, entre el 1% y el 3% en las gramíneas típicas de las tierras secas, y pueden comprender entre el 10% y el 15% en Cyperaceae y otras Poaceae presentes en los humedales (Parr et al 2010).
La cuantificación de fitólitos en clones y variedades de Cenchrus purpureus pertenecientes al banco de germoplasma del Instituto de Ciencia Animal en Cuba, posibilitó ordenar los genotipos evaluados en grupos de alto contenido de fitólitos (8.33%), niveles intermedios (6.46%) y bajos (4.37%) y según sus autores esta distribución puede facilitar la selección de individuos promisorios para la producción de forraje en regiones con sequía y salinidad (González et al 2018). Al mismo tiempo permitirá estimar el impacto ambiental de las variedades que se liberen en términos de su potencial de acumulación de carbono.
Las células del esclerenquima que refuerzan las láminas vasculares como fibras en gramíneas y esclereidas en hojas de árboles eudicotiledoneas, a menudo silifican (Piperno 2006). Ya sean esencial o no para el crecimiento apical, la sílica es más rentable (10 a 20 veces más barato) que la lignina (Raven 1983). Las plantas que utilizan los fitolitos como soporte pueden aumentar la productividad primaria, dándoles ventajas competitivas con respecto a las plantas sostenidas por lignina (Schoelynck et al 2010). También ayuda a las plantas a producir follaje robusto más rápido para competir de manera más eficiente por luz o espacio (Quigley y Anderson 2014).
Otra función fundamental de los fitolitos se encuentra a nivel celular como elemento compreso-resistente, ayuda a prevenir que las paredes celulares colapsen durante la transpiración cuando incrementan su contenido de agua (Piperno 2006).
Existen estudios de las respuestas de las gramíneas a los herbívoros mediante el depósito de fitolitos en sus tejidos. Los resultados muestran respuestas de inducción de silica ante insectos, herbívoros y pequeños mamíferos, pero hasta el momento hay poca evidencia sobre el mismo efecto ante mamíferos de mayor tamaño (Hartley y De Gabriel 2016).
Este patrón indica que las gramíneas responden a señales específicas de los herbívoros, como pueden ser compuestos particulares de la saliva. Por esta vía, los insectos y pequeños mamíferos pueden distinguir y evitar las plantas con altos contenidos de sílice (Reynolds et al 2009) mientras que los mamíferos más grandes no pueden diferenciar entre plantas con diferentes niveles de fitolitos (Massey et al 2009).
Los fitolitos de la epidermis también previenen la extracción de nitrógeno y agua por herbívoros invertebrados y vertebrados. Es posible que las células llenas de sílice impidan la compresión y ruptura de las células acompañantes durante la masticación (Hartley y De Gabriel 2016).
La clasificación y nomenclatura de los fitolitos son tópicos vitales para el campo de la taxonomía, paleoecología y arqueobotánica. La producción de fitolitos es múltiple y redundante de modo que el mismo morfotipo puede producirse en diferentes tejidos de la planta pero también en diferentes taxas que pueden o no estar taxonómicamente relacionados (Vrydaghs et al 2016). Esto se debe a que los tejidos y las células con similares funciones fisiológicas están presentes en diferentes órganos de la planta, además estos tejidos y células pueden estar replicados en plantas taxonómicamente relacionadas o no (Shillito 2013).
La clasificación de los fitolitos sigue tres enfoques principales: taxonómico, tipológico y taxonómico-tipológico. Todos se basan en la apariencia morfológica de las partículas siliceas. El enfoque taxonómico enfatiza la morfología en relación con la estructura del tejido original de la planta y considera los fitolitos como una de las características anatómicas de la planta. Los fitolitos con significado taxonómico son por ejemplo los tricomas, los estomatales, los buliformes. Cada una de estas categorías tienen un origen anatómico definido y una forma que es repetitiva bien determinada y fácil de identificar. Este enfoque permite la distinción entre grupos taxonómicos y partes anatómicas de la planta (Madella 2008).
El enfoque tipológico se basa en el estudio y la interpretación de los tipos en este caso de las formas morfológicas de los cuerpos siliceos. A menudo estas formas no presentan una estructura bien definida. Las formas pueden variar y los límites entre diferentes tipos a menudo son arbitrarios. Mientras más se diferencien los tipos mayor será la precisión y la distinción entre formas. La tipología se usa para separar morfotipos en función de las diferencias en partes específicas del morfotipos (Lu y Liu 2003). Sin embargo este enfoque adolece de objetividad, debido a la gran variación. El principal reto para la tipología de los fitolitos es la clasificación de los morfotipos por análisis automático de imágenes.
Una de las aplicaciones más significativas de los fitolitos es la caracterización taxonómica y la demarcación de taxones vegetales. Las formas y tamaños que adoptan los fitolitos difieren con su ubicación en los tipos de células y la edad de la planta. Esto posibilita la delimitación de taxones de plantas (Bhat et al 2018; Naskar y Bera 2018).
Los conjuntos de tipos de fitolitos y las frecuencias de varios tipos permiten la demarcación taxonómica entre especies de plantas (Bhat et al 2018). En la actualidad existen varios estudios que muestran las potencialidades de los fitolitos en esta rama. Rudall et al (2014) emplearon las formas de los morfotipos de fitolito costal y su orientación para dilucidar las relaciones filogenéticas entre diferentes subfamilias de gramíneas.
(Kealhofer et al 2015) llevaron a cabo análisis de fitolitos de hojas e inflorescencias del mijo cola de zorra [S. italica (L.) Beauv.]. Los estudios realizados por (Jattisha y Sabu 2015) destacaron la importancia taxonómica de las fitolitos como marcadores de diagnóstico en algunas gramíneas del sur de la India. (Shakoor et al 2016) emplearon fitolitos de la parte subterránea (raíz) y aérea (culmo, hoja e inflorescencia) para la demarcación taxonómica de Arundo donax L. y Phragmites karka.
A partir de esta potencialidad, dada por la tipificación específica para cada especie, los fitolitos pudieran considerarse una herramienta para determinar que especies vegetales fueron consumidas por animales en estudios fitosociológicos y constituir una alternativa a las técnicas de histología.
La contaminación de los suelos con metales pesados debido a la actividad humana y a las condiciones edáficas específicas provocan perturbaciones fisiológicas que incluyen en la producción de biomasa, inhibición de la fotosíntesis o perturbaciones en la captación de nutrientes (Sarwar et al 2010).
Varios estudios describen los efectos positivos de la aplicación de Si en plantas bajo estrés por metales pesados o elementos tóxicos peligrosos como Al, Cd, Pb. Cr o Cu (Keller et al 2015). Se estima que el uso de Si para estimular el crecimiento y aliviar la toxicidad puede ser una tendencia emergente en la agricultura del futuro cercano y se conoce como fitorremediación.
El Si tiene efectos tanto en el suelo como en la planta sobre la captación de metales trazas (Bhat et al 2018). En los estudios realizados por (Anala y Nambisan 2015) se encontró que los metales pesados tóxicos como Al, Cu, Fe estaban presentes en los fitolitos estudiados, especialmente en los pequeños redondos en forma de espiga. Estos resultados indican que la deposición de sílice en fitolitos es un mecanismo para captar y aliviar la toxicidad asociada con estos elementos.
El exceso de estrés salino parece ser abordado también por este mecanismo, lo que se evidencia en la presencia de K, Ca y Mg en los fitolitos. Dado que los fitolitos una vez formados no se movilizan (Raven 1983), sus contenidos de Si y otros minerales se aíslan efectivamente de la planta. Por lo tanto, la formación de fitolitos se considera una estrategia para la eliminación no solo de la sílice que no tiene significación fisiológica, sino también de los minerales tóxicos o en exceso del cuerpo de la planta por transpiración.
La digestibilidad de la materia seca de las plantas forrajeras disminuye con el aumento del porcentaje de sílice. Cuando el SiO2 es mayor del 2%, la digestibilidad de la materia seca disminuye 3 unidades por unidad de sílice (Van Soest y Jones 1968). Este efecto negativo puede deberse a la barrera física formada por la capa externa de sílice o a una acción inhibidora de enzimas hidrolizantes que reduce la accesibilidad de los carbohidratos de la pared al ataque de microorganismos digestivos (Agbagla-Dohnani et al 2003).
Los estudios realizados en la paja de arroz por (Agbagla-Dohnani et al 2003) muestran que la sílice reduce la palatabilidad y degradabilidad en el rumen debido a su acción directa en la prevención de la colonización por microorganismos ruminales. Se apreció que la sílice limitaba la degradación del parénquima. Esto podría deberse a la inhibición de las enzimas celulolíticas ya que no se encontraron evidencias en los estudios miroscópicos.
Según Santos et al (2010), la ubicación morfológica de la sílice en la planta provoca diferencias en la producción de gas in vitro de la paja de arroz. Otra posibilidad puede estar relacionada con la baja palatabilidad del alimento para el animal, debido a la presencia de células altamente silicificadas proyectadas en el borde de la hoja, haciendo que el material sea áspero al tacto.
El aumento de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) es un grave problema ambiental que incrementa el calentamiento climático. Entre los enfoques más prometedores de secuestro de CO2 atmosférico a largo plazo se encuentra el secuestro de carbono biogeoquímico terrestre (Das et al 2016).
Con respecto a este tema los fitolitos son muy estudiados en la actualidad porque durante su formación, del 0.1 al 6% del C orgánico es secuestrado dentro de ellos (Zuo et al 2017). Comparado con otras fracciones de C orgánico, el C ocluido en los fitolitos es estable y puede persistir en el suelo durante milenios debido a su fuerte resistencia a la descomposición. El carbono ocluido en los fitolitos juega un papel principal en el ciclo del C del suelo ya que contribuye del 15 al 37% de la acumulación biogeoquímica a largo plazo de C en los suelos (Parr y Sullivan 2005).
El secuestro de C en fitolito de muchos ecosistemas terrestres, como el bambú (Li et al 2014), los pastizales (Song et al 2012), los humedales (Li et al 2013), los bosques (Song et al 2013) y las tierras de cultivo (Song et al 2014) se investiga con gran frecuencia.
Los ecosistemas de pastizales son muy estudiados ya que pueden jugar un papel importante en la producción terrestre global de fitolitos debido a su gran área, alta productividad primaria neta y alta concentración de Si (Blecker et al 2006). Se estima que contribuyen al menos con el 20% de la tasa total de producción de fitolitos terrestres. Song et al 2016 plantean que suponiendo un contenido medio de carbono ocluido en fitolitos del 1,5%, se estima que las tasas medias de producción de PhytOC en la superficie de los pastizales del mundo es de 41.4x106 t CO 2 año-1.
También se realizan estudios en el trigo y la caña de azúcar obteniéndose valores de 0.25 y 0.36 Mg-e-CO2 ha−1año−1 respectivamente (Zuo y Lu, 2011 y Parr et al 2009).
Con respecto a este tema Parr et al (2010) sugieren que si toda la tierra con potencial cultivable (4.100 millones de ha) se explota para cultivar bambú u otros cultivos similares, teniendo en cuenta que el potencial de biosecuestro de C por fitolito es de 1,5 × 109 Mg CO2 por año, se reducirían al 11% las emisiones globales actuales de CO2 en la atmósfera.
En la actualidad se utilizan una amplia gama de metodologías para la extracción de fitolitos del material vegetal. En general los más comunes son las cenizas secas y la digestión ácida (Kameník et al 2013). Estas técnicas están bien establecidas y estandarizadas y las versiones de estos métodos se utilizan con gran frecuencia.
Con respecto a esto (Kameník et al 2013) realizaron una comparación entre tres procedimientos de extracción: incineración, digestión ácida y digestión ácida seguida de la incineración. Se comprobó que con el empleo del método de la incineración y de la digestión ácida seguida de la incineración, se obtuvieron muestras de fitolitos que contenían del 85 al 98% en peso de SiO2. Con dicho estudio se concluyó que estos dos procedimientos se deben emplear para la extracción de fitolitos del material vegetal.
También (Issaharou-Matchi et al 2016) realizaron la determinación del contenido de fitolitos en 12 cultivares de Pennisetum pedicellatum Trin. mediante el empleo de dos métodos de cuantificación. El primero empleó la digestión con Na2CO 3 al 1% y la cuantificación con un espectrofotómetro y el otro método se basó de una extracción física que consiste en digestiones ácidas y oxidaciones de las muestras de la planta.
Los resultados obtenidos con el empleo del procedimiento de extracción física son más altos que los que utilizaron la técnica espectrofotométrica. Esto se debe a que el primer procedimiento sobreestima el contenido de fitolitos debido a una digestión incompleta de la fracción orgánica real. Esto fue comprobado al observar tejidos orgánicos aún unidos a los fitolitos (Issaharou-Matchi et al 2016).
Otro método que se utiliza en la actualidad para la cuantificación de fitolitos es la digestión por microondas (Parr et al 2001). Este procedimiento es sencillo y consume poca cantidad de reactivos y equipos. Un ejemplo del empleo de este método es el estudio realizado por (Ru et al 2018) en el que utilizan una modificación de dicho procedimiento y miden la pureza de los fitolitos por la digestión tipo Walkley-Black (Parr y Sullivan 2014).
La cuantificación del carbono unido a los fitolitos es estudiada en la literatura actual con gran frecuencia para dar respuestas a problemas ambientales. Ru et al (2018) determinaron los contenidos de carbono unido a fitolitos (PhytOC) en pastizales arenosos del este de Mongolia Interior con el objetivo de evaluar el potencial de secuestro de C de los fitolitos presentes en los pastizales arenosos. La concentración de PhytOC de la solución se midió mediante el método tradicional químico con dicromato de potasio (Li et al 2013).
Como los fitolitos son los principales depósitos de Si en tejidos vegetales, el contenido de fitolitos presenta una correlación significativamente positiva con el contenido de SiO2 (Figura 2a). Este resultado coincide con los estudios de (Huang et al 2015) y (Yang et al 2016). A pesar de que el contenido de C ocluido por fitolitos no tiene correlación con la cantidad de fitolitos (Figura 2b), el porcentaje de PhytOC en peso seco en las plantas muestra una correlación significativamente positiva con el contenido de fitolitos (Figura 3c). Esto se atribuye al fenómeno de que las plantas que producen muchos fitolitos presentan mayor probabilidad de poseer más PhytOC en su biomasa (Ru et al 2018).
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| Figura 2.
a) Correlación entre el contenido de fitolitos y el contenido de sílice, b)
Correlación entre el carbono en los fitolitos y el contenido de fitolitos, c) Correlación entre el contenido de fitolitos y el PhytOC en peso seco. (Ru et al 2018) |
Para la determinación de la composición química de los cuerpos de sílice vegetal hay muchas técnicas disponibles como microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), análisis de espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDXA), técnicas de difracción de rayos X y espectrometría de emisión atómica (ICP) (Song et al 2016).
En la literatura se realizan varios estudios para determinar la composición química de los fitolitos. Un ejemplo de ello son los reportados por (Anala y Nambisan 2015) en la superficie de la hoja de arroz mediante espectrometría de dispersión de energía de rayos X. Se confirmó que los distintos cuerpos sólidos manifestados en toda la superficie de la hoja de arroz eran fitolitos al observar que poseían Si, O y algunas veces otros elementos como C, Al, Fe, K, Ca, Cu y Mg.
La formación de fitolitos se produce a partir de los minerales absorbidos en la solución del suelo y, por lo tanto, la composición de cada capa de fitolito depositada depende de los contenidos de absorción durante el período. (Anala y Nambisan 2015) encontraron una diferencia significativa en la pureza del Si en los fitolitos globulares grandes al compararlos con los fitolitos redondos con forma de espiga. Este hallazgo no puede generalizarse y se atribuye a la absorción y la mayor demanda de las células vegetales por los minerales que estaban en exceso para expulsarse durante la formación de esos fitolitos. En este estudios los autores observaron además, que los fitolitos ocluyen el carbono en forma elemental en lugar de en forma orgánica. Esto se comprobó por la ausencia de H en todos los fitolitos analizados.
Al determinar la composición química de los fitolitos de diferentes órganos de tres especies de Saponarias (S. pumila, S. verticillata y S. viridis), utilizando la técnica de espectrometría de dispersión de energía de rayos X, (Bhat et al 2018) reveló un total acumulativo de 16 elementos químicos con 12 en S.pumila, 14 en S. verticillata y 11 en S. viridis. Los autores plantearon que la deposición e inmovilización de minerales como Al, Cu, Fe, K, Ca y Mg en el proceso de silicificación es una estrategia de la planta para deshacerse de estos materiales a través de su oclusión final en fitolitos.
En este estudio la comparación de los datos de composición elemental de las muestras de suelo y los morfotipos de fitolitos revelaron que la geoquímica del suelo controla la composición de los fitolitos. Sin embargo, algunos elementos estaban presentes en las muestras de fitolitos en trazas pero no se detectaron en muestras de suelo. Esta diferencia en la composición elemental de muestras de suelo y fitolitos podría atribuirse a algún tipo de "acumulación" de estos elementos en las células vivas que producen fitolitos (Bhat et al 2018)
Después de la muerte y descomposición de las plantas o la quema de las mismas, los fitolitos se liberan en suelos que mantienen su integridad morfológica y características geoquímicas (Stromberg y McInerney 2011). Suelos de casi todos los ecosistemas terrestres contienen de 2 a 5% de fitolitos (Li et al 2013). La distribución y el almacenamiento de fitolitos en los suelos dependen del equilibrio entre la entrada y salida de fitolitos. La entrada de fitolitos incluye la producción de fitolitos, mientras que la salida de fitolitos incluye la pérdida por cosecha, translocación, disolución química y erosión (Song et al 2016).
Para la mayoría de los perfiles de suelo, los fitolitos se acumulan mayormente cerca de la superficie y disminuyen bruscamente con la profundidad (Pan et al 2017). Esta distribución refleja el equilibrio entre la tasa de entrada de fitolitos vía hojarasca, y la tasa de salida vía disolución.
El contenido y almacenamiento de fitolito en los suelos varían significativamente entre los diferentes ecosistemas terrestres. En general, suelos en ecosistemas con pasto dominante tienen un contenido y almacenamiento de fitolito más alto que los de otros ecosistemas (Li et al 2013) debido al mayor flujo de entrada de fitolitos. Las tierras de cultivo tienen menos contenido y almacenamiento de fitolitos, lo que indica que la recolección de fitolitos puede disminuir la acumulación de fitolitos en el suelo sin entrada externa de Si (Keller et al 2012).
Todos estos factores se deben tener en cuenta al cuantificar fitolitos en suelo. Por ello en la literatura existen muchos estudios en donde se determina no solo la concentración de fitolitos sino la acumulación y el flujo de entrada de los mismos en diversos ecosistemas terrestres (Pan et al 2017; Zhang et al 2016).
Se emplean diferentes métodos para identificar y cuantificar en el suelo la sílice amorfa. El método gravimétrico separa las partículas de sílice amorfa del resto del suelo mediante el uso de líquidos densos lo cual permite la observación y cuantificación de las partículas de sílices y los fitolitos (Saccone et al 2007).
Una técnica alternativa para cuantificar los fitolitos del suelo es por disolución. Contrario al gravimétrico este es un método destructivo de modo que la proporción de fitolitos con respecto a otras partículas amorfas de sílice, no puede ser evaluada.
Saccone et al (2007) utilizaron extracciones alcalinas con el empleo de NaOH y Na2CO3. Estos métodos se basan en el hecho de que la solubilidad de la sílice amorfa aumenta fuertemente a valores de pH más altos (Song et al 2016).
En los estudios realizados por (Pan et al 2017) se determinó el contenido de fitolitos en suelos de pastizales con distintos grados de degradación. Las muestras de suelo se trataron con un método de oxidación seguido de un método de extracción líquida (ZnBr2, 2.36 g cm − 3) (Zuo et al 2014). Todos los fitolitos extraídos se secaron a 65 °C durante 24 h antes de la determinación del peso. También se determinó el carbono ocluido en dichos fitolitos mediante el método del dicromato de potasio, después de que se diluyeron las muestras en ácido fluorhídrico (1 mol L − 1) (Li et al 2013)
En este estudio el contenido de fitolitos del suelo disminuyó con la profundidad y varió significativamente (de 1.52 ± 0.13 a 2,63 ± 0,48 g kg − 1) para los diferentes grados de degradación del pastizal. El contenido de fitolitos en las capas de 0–10 y 30–50 cm del suelo fue más alto en los pastizales con degradación ligera que en pastizales con degradación moderada y grave (Figura 3a).
El carbono ocluido en lo fitolitos (PhytOC) mostró sus valores más altos en los primeros 10 cm del suelo (Figura 3b) y también varió entre los diferentes grados de degradación del pastizal con valores desde 0.008 ± 0.001 a 0.045 ± 0.004 g kg − 1 (Pan et al 2017).
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| Figura 3. Contenido de fitolitos (a) y PhytOC (b) en suelos que contienen pastos de diferentes grados de degradación. (Pan et al 2017) |
Estas investigaciones demostraron la variación que tenían los valores de fitolitos y carbono ocluidos en fitolitos con la profundidad del suelo y los diferentes grados de degradación de los pastizales.
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