Encontros Scientia

Silicon in Terrestrial Systems and the benefits for Agriculture

Sala 2.2.14, FCUL, Lisboa

Lúcia Barão
Post-Doc Researcher (PSE Group)

Silicon (Si) is a chemical element frequently associated with highly abundant silicate minerals in the Earth crust. Over millions of years, the interaction of such minerals with the atmosphere and hydrosphere produces a myriad of processed compounds, and the mineral weathering consumes CO2 during the process. The weathering of minerals also triggers the export of dissolved Si (DSi) to coastal waters and the ocean. Here, DSi is deposited in diatom frustules, in amorphous biogenic form (BSi). Diatoms account for 50% of oceanic primary production and are crucial for the export of carbon into the deep sea. In recent years, it has been acknowledged that terrestrial systems filter Si transitioning from the terrestrial mineral to the aquatic (marine and coastal) biological pool, through the incorporation of DSi into plants. In this process, DSi is taken up by roots together with other nutrients and precipitates in plant cells in amorphous structures named phytoliths. After death, plant tissues become mixed in the top soil, where BSi is available for dissolution and will partly control the DSi availability in short time scales. Additionally, Si originated from soil forming processes (non-BSi) can also significantly interfere with the global cycle, through clay precipitation and Si adsorption. The Si cycle in terrestrial ecosystems is then a key factor in coastal ecology, plant ecology, biogeochemistry and agro-sciences.

The traditional methods, developed to isolate diatoms in ocean sediments, only account for simple mineral corrections. Barão et al. 2015 have adopted a novel continuous analysis method (during alkaline extraction) that uses Si-Al ratios and reactivity to differentiate biogenic from non-biogenic fractions. The method was originally used in marine sediments, but it was adapted to be applicable in a wide range of terrestrial, aquatic and coastal ecosystems. The first focus was soils under strong human impact in temperate (European) zones, since cultivation influences the Si cycle with multiple consequences for the environment. Our results showed that the intensity of the human pressure in the agricultural systems defines the level of BSi depletion, but that parent material and weathering degree can also provide the soil with other reactive non BSi fractions. Secondly we analysed the influence of non-BSi pools of volcanic origin in soils and sediments subjected to volcanic activity. Since BSi is often used as a proxy accounting for the biological Si influence in the soil dynamics or the diatom productivity in lakes, correct measurements are mandatory to make proper interpretations. Results showed that a separation method is fundamental in these systems with volcanic shards and strongly weathered products, both of which are also significantly prone to dissolution in the common alkaline sequential extractions. By separating fractions, the continuous analysis prevented the overestimation of BSi content in soils and sediments while also providing information on other individual Si fractions that might be used as paleo-tools themselves.

Moreover, current research of Si in agricultural fields has shown that particular crops such as cereals, tomatoes or cucumbers are Si-accumulators. The beneficial effects of Si in these accumulator plants range from alleviation of metal toxicity (Al, Zn, Cd …), alleviation of water and salt stress to improvement of nitrogen and phosphorus absorption or increase resistance to pests and diseases. However, the exact soil-plant mechanisms behind this influence and the biotic and abiotic conditions that favour these interactions are unclear. The future work developed will then focus on possible forms of Si fertilization and the adoption of agriculture management practices (AMP) that potentiate the beneficial Si interactions within the plant and with other nutrients in Si-accumulator crops in deficient conditions. The study case will be the cereal production in Alentejo since Cereals are the second most important products in Portuguese agricultural production (24% in mass, 28% in area). Alentejo is the main region where cereals are produced (59% in mass, 55% in area), but while Cereals are key ingredients for many food products and strong contributors to the economic value added by the agri-food sector, soils in Alentejo are of low/medium fertility facing different challenges: water deficiency, P limitation and low levels of organic matter.

12h00-13h00
cE3c - Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais
Logótipo do evento, sobre fotografia dos Açores

Um simpósio internacional que reúne investigadores especializados em várias disciplinas (taxonomia, ecologia da vegetação, biogeografia, filogeografia, paleoecologia ou conservação da biodiversidade), focados na flora e vegetação terrestre e marinha da região da Macaronésia (Açores, Madeira, Selvagens, Canárias e Cabo Verde).

Título/data/local do evento e fotografia do orador

Esta nova série de eventos foi concebida para ajudar investigadores e empreendedores a compreender tópicos-chave de inovação.

Utilizadora de computador portátil numa sala de aula

Esta oficina de formação, já na sua 3.ª edição, capacitará os professores do ensino secundário das ferramentas necessárias para promover a introdução dos estudantes à programação desde o 10.º ano - candidaturas até 15 de setembro.

Quatro investigadores num laboratório

O curso visa capacitar investigadores, docentes e técnicos para integrar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais académicos - candidaturas até 16 de setembro.

Composição de imagens relativas à área das ciências forenses

O curso visa dotar os formandos com os conhecimento necessários à integração de equipas profissionais multidisciplinares nas áreas Médico-Legais e Forenses, em Laboratórios ou Serviços Médico-Legais e Forenses - candidaturas até 27 de julho.

Planta a crescer num frasco cheio de moedas

Workshop no âmbito do projeto "How do we teach math in Europe".

O evento apresentará a investigação utilizada ou derivada do Projeto AM2030.

Estátua representativa do planeta Terra

Seminário Doutoral II (Doutoramento em História e Filosofia das Ciências), por Joana Maria Correia Lima de Oliveira.

Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 17 de setembro.

Logótipo do projeto

Participe no seminário e inscreva-se na observação de aulas nesta 23.ª edição, a decorrer no 1.º semestre de 2025/2026.

Logótipo da iniciativa, sobre uma imagem abstrata

No dia 25 de setembro, a ULisboa dá as boas-vindas aos seus estudantes na Cidade Universitária!

Cientista a trabalhar com tubos de ensaio

Os participantes neste curso irão adquirir os conhecimentos essenciais à integração de equipas profissionais multidisciplinares na área das Análises Clínicas/Patologia Clínica, em laboratórios privados, públicos, hospitalares ou do Estado - candidaturas até 27 de julho.

Como o ambiente modula as representações neurais de objetos em cenários do mundo real, usando EEG e realidade aumentada, num seminário por Alexandra Krugliak (Research Associate at MRC Cognition and Brain Sciences Unit, University of Cambridge).

Logótipo do evento

Um evento promovido pelo Departamento de Física da Faculdade de Ciências da ULisboa, com um duplo objetivo: valorizar a diversidade e excelência da formação dos doutorados e promover um espaço de diálogo direto entre empresas e estudantes.

Iconografia associada à ULisboa

Celebrando o começo de um novo Ano Académico, a Sessão Solene é um importante marco na vida académica da ULisboa, no qual se reúne toda a sua Comunidade.

Logótipo do evento

A grande festa da Ciência está de volta!

Saída de campo (Geologia)

O curso, com candidaturas até 20 de julho, convida os professores do Ensino Básico e Secundário a explorar a Geologia a partir das rochas que afloram nas imediações da sua escola.

Gotas de água

O curso visa capacitar os formandos para a aplicação dos índices de qualidade ecológica utilizados na avaliação da qualidade ambiental em sistemas de transição, no âmbito da Diretiva Quadro da Água (DQA) - candidaturas até 31 de agosto.

Pormenor de mão a apontar para o ecrã de um computador portátil

A formação destina-se a todos os docentes, investigadores e técnicos da ULisboa - inscrições até 14 de setembro.

Fungo

A transição para uma economia verde é fundamental para enfrentar os desafios ambientais e climáticos do século XXI. No centro desta transformação, a microbiologia aplicada assume um papel essencial, fornecendo soluções inovadoras para a regeneração de ecossistemas, a valorização de resíduos e a mitigação das alterações climáticas - candidaturas até 22 de setembro.

Iconografia relacionada com a temática da energia

Inscreva-se até 15 de setembro e explore o que se segue em termos de tecnologias de armazenamento de energia e hidrogénio, num dia repleto de insights, intercâmbio e inspiração.

Logótipo do evento

O ponto de encontro nacional para todos os profissionais e estudantes que acreditam no futuro da reabilitação impulsionado pela tecnologia, inteligência artificial e inovação clínica.

Representação de pessoa a interagir com tecnologia

O curso introduz o conceito de Digital Twins e a sua aplicação estratégica no contexto do serviço público, com foco na modernização digital, otimização de processos e apoio à decisão - candidaturas até 05 de outubro.

Logótipo C-Academy

Combinando teoria e prática, o curso prepara os alunos para compreenderem a infraestrutura digital moderna e aplicarem esses conhecimentos em cenários reais, com foco em arquiteturas robustas, deteção de erros e soluções para redes de alto desempenho - candidaturas até 08 de outubro.

Mão a segurar em globo de vidro

Este curso de formação acreditado convida educadores e outros interessados a aprofundar a sustentabilidade marinha, explorando ferramentas pedagógicas inovadoras e práticas concretas para inspirar a próxima geração - candidaturas até 28 de setembro.

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