Título en español.

Sugarcane studies have shown that the desiccants Paraquat and Diquat cause severe sucrose losses as a result of interrupted photosynthesis and abnormal behavior of sugar-metabolizing enzymes. It was theorized that an appropriate agent, selective for the sucrose-limiting enzymes, could modify the sugar-destroying features of otherwise useful chemicals. Experiments are reported herein in which silicon (Si), an in vitro inhibitor of cane enzymes, was applied to sugarcane foliage prior to treatment with Paraquat and Diquat. There were three objectives: 1, To incorporate sufficient Si into living tissues to control hydrolytic and oxidative enzymes; 2, to help retain photosynthetic activity; and 3, to maintain higher sucrose levels as a consequence of lessened sugar metabolism and continued photosynthesis. Plants of the variety P.R. 980 were grown in sand culture and treated with the following percent solutions of Paraquat and Diquat: 0, 0.0002, 0.0006, 0.0018, 0.0054, and 0.0162. For each experiment half of the plants were pretreated with 500 p.p.m. of Si (Na2SiO3-9H2O) as a foliar spray at 8, 4, and 1 day prior to desiccant application. The following results were obtained: 1. The 0.0018 to 0.0162 percent levels severely damaged cane foliage, desiccated leaves and sheaths, and caused major sucrose losses in plants not pretreated with Si. 2. Si-pretreated plants retained near-normal foliage and near-normal sucrose levels for approximately two Paraquat increments above those of non-pretreated plants. For example, damage typical of the 0.0018 percent level, without Si, did not appear until the 0.0162 percent level was reached when Si was present. 3. Paraquat desiccation, as reflected by sheath-moisture values, was ultimately constant regardless of Si treatment. 4. Paper chromatography revealed ribose in leaf extracts of Paraquat-and Diquat-treated plants. Si pretreatment retarded the appearance of ribose below the 0.0162 percent level of Paraquat, and at all Diquat levels. This indicated a Si "protection" of photosynthetic reactions, possibly those of phosphoribose isomerase. 5. The leaf enzymes phosphatase, ATP-ase, and peroxidase were suppressed by increasing desiccant concentrations. Si pretreatments acted to preserve near normal enzyme levels regardless of desiccant action. Leaf amylase, and invertase from immature storage tissue, were greatly stimulated by Paraquat. In these instances Si served to suppress the excessive enzyme activity. 6. Si did not seem to act as an inhibitor in living tissues, as it is known to do in the test tube. Rather, a series of Si-enzyme complexes appeared to form and to retard activity shifts in either direction. 7. A third experiment involving 0.001 percent Paraquat, and a single Si pretreatment given 1 day prior to Paraquat, generally verified the sucrose, enzyme, and visible foliar effects noted earlier with more severe desiccant and Si treatments. The results support the thesis that undesirable effects of a chemical on plants can be selectively modified by control of critical enzymes. The value of this concept in increasing the scope and productivity of agricultural chemicals is noted.Los estudios con la caña de azúcar han demostrado que los desecantes Paraquat y Diquat causan graves pérdidas de sacarosa como resultado de una fotosíntesis interrumpida y un comportamiento anormal de las enzimas metabolizadoras del azúcar. Se teorizó sobre que un agente apropiado, selectivo para las enzimas limitativas de la sacarosa, podría modificar las propiedades que poseen ciertos compuestos químicos útiles en otros respectos, para destruir el azúcar. Se informan aquí experimentos en los que el silicio (Si), inhibidor in vitro de las enzimas de la caña, se aplicó al follaje de la planta con anterioridad al tratamiento con Paraquat y Diquat. Fueron tres los objetivos: 1, Incorporar suficiente silicio al tejido vivo para controlar las enzimas hidrolíticas y oxidantes; 2, ayudar a retener la actividad fotosintética; y 3, mantener altos niveles de sacarosa como consecuencia de un menguado metabolismo del azúcar y una fotosíntesis prolongada. Plantas de la variedad P.R. 980 se cultivaron en arena y se trataron con soluciones de Paraquat y Diquat al 0, 0.0002, 0.0006, 0.0018, 0.0054 y 0.0162 por ciento. En cada experimento la mitad de las plantas se trataron con 500 p.p.m. de Si (Na2SiO3-9H2O) en forma de aspersión foliar 8 días, 4 y 1 antes de la aplicación del desecante. Se obtuvieron los siguientes resultados: 1. Los niveles de 0.0018 a 0.0162 por ciento fueron marcadamente nocivos al follaje de la caña de azúcar, desecaron las hojas y yaguas y causaron pérdidas mayores de sacarosa en las plantas no tratadas con Si. 2. Las plantas pretratadas con Si conservaron un follaje casi normal y niveles de sacarosa cercanos al normal en aproximadamente dos incrementos de Paraquat más elevados que los de las plantas no pretratadas. Por ejemplo, el daño típico al nivel de 0.0018 por ciento, sin silicio, no apareció hasta no alcanzarse el nivel de 0.0162 por ciento en presencia de Si. 3. La desecación con Paraquat, reflejada en los valores de humedad de las yaguas, fue esencialmente constante, sin importar el tratamiento son Si. 4. La cromatografía sobre papel reveló la presencia de ribosa en los extractos foliares de las plantas tratadas con Paraquat y Diquat. El pretratamiento con Si retardó la aparición de ribosa a un nivel inferior al 0.0162 por ciento de Paraquat, y en todos los niveles de Diquat. Esto indica que el Si "protege" a las reacciones fotosintéticas, posiblemente las de la isomerasa de fosforribosa. 5. Las enzimas foliares tales como la fosfatasa, la ATP-asa y la peroxidasa fueron reprimidas mediante un aumento en la concentración del desecante. Los pretratamientos de Si mantuvieron cerca de la normalidad los niveles enzimáticos, a pesar de la acción del desecante. La amilasa foliar y la invertasa del tejido reservante tierno fueron grandemente estimuladas por el Paraquat. En estos casos el Si sirvió para reprimir la excesiva actividad enzimática. 6. Parece que el Si no actuó como inhibidor en el tejido vivo, tal como ocurre in vitro. Al contrario, tal parece que se formaron una serie de complejos Si-enzima, los cuales retardaron los cambios de actividad en una y otra dirección. 7. Un tercer experimento que incluía 0.001 por ciento de Paraquat y un pretratamiento único de Si dado 1 día antes del tratamiento con Paraquat, verificó, en general, los efectos en la sacarosa, en las enzimas y los efectos visibles en el follaje, que se observaron antes con tratamientos más severos del desecante y Si. Los resultados confirman la tesis de que los efectos indeseables de un compuesto químico pueden ser selectivamente modificados mediante la regulación de las enzimas críticas. Se señala el valor que puede tener este concepto al aumentar el alcance y la utilidad de los productos químicos en la agricultura