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
Título "European Strategy Discussion" e mapa estilizado da Europa

O encontro visa promover o diálogo entre investigadores e consolidar ideias para a contribuição nacional - uma oportunidade única para alinhar as prioridades científicas de Portugal com a estratégia europeia, discutir os desafios da área e reforçar a colaboração entre investigadores.

Seminário de Lógica Matemática, por Luís Pereira (Universidade de Lisboa).

Seminário do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e do Centro de Matemática Computacional e Estocástica, por Milan Stehlík (Institute of Statistics, Universidad de Valparaíso, Valparaíso, Chile).

Representação antiga da cidade de Lisboa

Evoluir Juntos para Co-Criar o Futuro de Lisboa e Inspirar Portugal.

Sessão com a participação de membros de CIÊNCIAS.

Título/data/local do evento e fotografia de barragem

Concerto pelo Coro de Câmara da Universidade de Lisboa (CCUL) da Associação Coral da Universidade de Lisboa (ACUL), e que integra a iniciativa Música na Universidade de Lisboa.

O evento, que conta com a participação do CIUHCT, terá a participação, entre outros, do matemático e historiador da matemática Professor Robin Wilson (Reino Unido) e do criador do primeiro museu de ciência dedicado inteiramente à matemática, Professor Albrecht Beutelspacher (Alemanha).

Minicurso por Pedro M. Silva (Pós-doc - CEMS.UL).

Dois estudantes em frente a um computador

Uma iniciativa integrada no Projeto de Promoção de Sucesso e Redução de Abandono no Ensino Superior, com inscrições até 25 de janeiro.

Logótipo da ULisboa, título/data/local do evento e fotografia de professora e estudantes numa biblioteca

Workshop no âmbito do Programa de Promoção da Saúde Mental e do Bem-Estar na ULisboa.

Título/data/local do evento e fotografia de Vítor Cardoso

Prémio atribuído a Vítor Cardoso, Professor Catedrático no Departamento de Física do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa e Diretor do Centro de Gravidade do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga, Dinamarca.

Título do curso e logótipo do CEAUL

Aprenda a organizar e analisar dados com foco na obtenção de soluções orientadas para a resolução de problemas.

Data/título do evento/frase "(Re)começa agora. É a tua vez!", sobre fotografia de balões de ar quente

(Re)começa agora. É a tua vez!

Com o Inverno já a deixar a sua marca nos ramos nus das árvores, é tempo também de as ajudarmos a crescer na Primavera que se seguirá!

Logótipos CIÊNCIAS/CEAUL, indicação do título/data/orador e representação do cérebro humano

Participants will be introduced to using R in real life situations. From the start, this hands-on practical workshop will focus on following good programming and data analysis practices. 

Ação de formação para docentes e investigadores de CIÊNCIAS.

Fotografia de João Paulo Dias

A Celebration of his 80th Birthday - registration until 24 January.

Título e datas de candidaturas aos prémios, sobre uma imagem abstrata

Candidaturas abertas até 14 de fevereiro - em 2025, serão atribuídos 26 Prémios e 52 Menções Honrosas.

Banner do Dia do DEGGE 2025.

Um evento dedicado às três áreas de estudo do Dia do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia: Engenharia da Energia e Ambiente; Meteorologia, Oceanografia e Geofísica; Engenharia Geoespacial.

Título "Bolsas de Doutoramento Unite! ULisboa", logótipos das entidades promotoras e fotografia de jovem investigadora a utilizar um laptop na esplanada de um café

O 4.º concurso decorre até 28 de fevereiro.

Composição de imagens relativas à área das ciências forenses

O curso visa disponibilizar aos profissionais com formação universitária inicial ao nível da licenciatura os conhecimentos básicos e a informação necessária ao eventual futuro ingresso e exercício de funções em áreas Médico-Legais e Forenses - candidaturas até 05 de fevereiro.

Reitoria da ULisboa

O ato eleitoral decorrerá nos dias 31 de março e 01 de abril de 2025.

O maior evento de empregabilidade de CIÊNCIAS, a decorrer nos dias 08 e 09 de abril.

A leading venue for presenting and discussing the latest research, industrial practice and innovations in dependable and secure computing.

Um concurso de programação dirigido aos alunos do ensino secundário (11.º e 12.º anos), que visa promover a prática e o gosto pela programação.

Páginas