Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid UPM y del Instituto Nacional de Investigación y Experimentación Agraria INIA han estudiado los efectos del uso de nanopartículas de óxido de zinc en la agricultura.
Una investigación realizada en la Escuela de Ingeniería Agraria, Alimentaria y Biosistema ETSIAAB de la UPM en colaboración con investigadores del grupo de Ecotoxicología del INIA, ha estudiado cómo las nanopartículas de óxido de zinc afectan a las plantas de tomate y frijol.cultivo, tiempo de exposición y especialmente pH del suelo.
Los resultados, que han sido publicados en la revista Science of the Total Environment, sugieren que el uso de estas nanopartículas no presenta un riesgo de toxicidad para estos cultivos y esto nos permitiría utilizar sus buenas propiedades fertilizantes como fuente de micronutriente de zinc.
La aplicación deliberada de nanopartículas en agricultura, aunque incipiente, es prometedora. Debido a su pequeño tamaño, las nanopartículas tienen propiedades diferentes a un mismo material en su tamaño regular. Esencialmente, tienen un área específica alta y una energía superficial alta queproducir cambios en sus propiedades fisicoquímicas, ópticas y eléctricas, así como una alta reactividad.
Estas características pueden ser útiles para lograr mejoras en el área de la agronomía, por ejemplo, para desarrollar formulaciones de fertilizantes y fitosanitarios más eficientes. Más específicamente, existe un interés creciente en el uso de nanopartículas de óxido de zinc en formulaciones agrícolas mediante el uso desus buenas propiedades como sustancia bloqueadora de la luz ultravioleta o utilizando sus propiedades fertilizantes como fuente de micronutriente de zinc. Este micronutriente es esencial para el desarrollo de las plantas porque su deficiencia reduciría tanto el rendimiento como el valor nutricional de los cultivos.
Sin embargo, el uso de nanopartículas no está exento de ciertos riesgos que conviene evaluar, por ejemplo, su posible toxicidad y su potencial acumulación en piensos y alimentos que podría suponer su entrada a la cadena alimentaria. Uno de los principales mecanismos causantes dela toxicidad de las nanopartículas es su capacidad para desarrollar radicales libres o especies reactivas de oxígeno que pueden causar estrés oxidativo en los organismos.
Estos cambios en el metabolismo celular se pueden medir usando biomarcadores, por ejemplo, actividades de diferentes enzimas antioxidantes.
Con el fin de estudiar los beneficios y evaluar el riesgo del uso de nanopartículas de óxido de zinc en cultivos, un equipo de investigadores de la UPM y el INIA ha realizado un estudio que comienza a dar resultados. Un experimento consistió en cultivar plantas de tomate y frijol en dos cultivossuelos con características muy diferentes un suelo ácido y un suelo calcáreo con un pH básico y aplicando diferentes dosis de nanopartículas de óxido de zinc para estudiar sus efectos en las plantas.
La fracción potencialmente biodisponible de zinc dada en nanopartículas se estimó mediante una extracción química del suelo con una mezcla de ácidos orgánicos débiles que simulaba la mezcla de ácidos secretados por el sistema radicular de las plantas. Además, los investigadores tomaron muestras de hojas en diferentes momentos encon el fin de establecer la acumulación de zinc, así como determinar posibles alteraciones de diferentes parámetros bioquímicos contenido en pigmentos fotosintéticos y proteínas y muestras de biomarcadores de estrés oxidativo.
Además de las nanopartículas de óxido de zinc, se utilizaron otros dos productos tradicionalmente utilizados como fertilizantes para suministrar zinc a los cultivos: polvo de óxido de zinc con un tamaño de partícula convencional y sulfato de zinc, que proporciona el ion micronutriente.
Los resultados muestran que las nanopartículas de óxido de zinc pueden afectar los biomarcadores de estrés oxidativo, pero los efectos dependen de la especie vegetal, el tiempo de exposición y el pH del suelo. En general, los efectos en los cultivos fueron más pronunciados en suelos ácidos que en suelos calcáreos en el caso deel cultivo de frijol y lo contrario en el caso del cultivo de tomate.
Un efecto destacado fue que no hubo diferencias significativas entre los dos suelos con respecto al tratamiento tradicional óxido de zinc convencional y sulfato de zinc, ni en la cantidad de zinc potencialmente biodisponible en el suelo, ni en la acumulación del mineral en elhoja y ninguno en la posible toxicidad para ambas especies de plantas.
Ana Obrador, investigadora responsable del proyecto UPM dice: "de los experimentos llevados a cabo hasta ahora, todavía no podemos concluir que el uso de nanopartículas de óxido de zinc como fertilizantes proporcione ventajas adicionales en comparación con los compuestos utilizados tradicionalmente. Es necesarioseguir estudiando otras variables como la distribución del zinc utilizado en suelo y planta, así como realizar otros ensayos con diferentes suelos y tipos de nanopartículas otros tamaños y recubrimientos. "
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Materiales proporcionado por Universidad Politécnica de Madrid . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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