Respuestas de tomate (solanum lycopersicum) a la aplicación de nanoparticulas de zno y tio2

Abstract

"Frente al aumento poblacional del mundo se encuentran diversos obstáculos para la producción de alimentos, los cuales deben mantenerse al día para lograr cubrir las necesidades de los consumidores. Existen diversos desafíos que deben superarse para la producción alimenticia como las sequías, problemas ambientales, cambio climático (Cheng et al., 2016) y sobre todo el uso excesivo de fertilizantes minerales que ocasionan contaminación y problemas en la salud humana. La agricultura es un área en donde comúnmente se aplican tecnologías nuevas para mejorar la calidad, rendimiento de los cultivos y también para aumentar la capacidad de tolerancia de las plantas ante factores bióticos y abióticos (Srilatha, 2011). La nanotecnología emerge como un avance tecno-científico que desarrolla y aplica herramientas (nanomateriales) que ayudan a detectar con mayor rapidez enfermedades fitopatógenas así como aumentar la capacidad de las plantas para la absorción de agua y nutrientes y además eficientar el uso de pesticidas (Lira et al., 2018). Los nanomateriales se definen como partículas a nanoescala cuyo tamaño oscila entre 1- 100 nanómetros (Venkatesh et al, 2018). Las aplicaciones más comunes de la nanotecnología han sido en forma de nanopesticidas (Np) y nanofertilizantes (Nf) (Chhipa, 2017); los primeros consisten en la encapsulación de insecticidas, fungicidas y herbicidas; diversos autores han reportado que la encapsulación de los anteriores mostraron que la dosis necesaria y el riesgo ambiental se reducen significativamente además la eficiencia de éstos aumenta (Caballero et al., 2019; Memarizadeh et al., 2014; Mattos et al., 2016; bin Hussein et al., 2005). Por otro lado los Nf son nanomateriales que pueden proporcionar uno o más nutrientes para ayudar al crecimiento y desarrollo de las plantas (Liu y Lal, 2015; Chhipa, 2017). Diversos autores han estudiado los efectos de los Nf en la agricultura, por ejemplo, se emplearon NPs de hidroxiapatita modificadas superficialmente con urea como fuente de N, éstas mostraron la capacidad de liberación lenta y controlada durante un tiempo prolongado (Kottegoda et al., 2011), en otro estudio se desarrollaron y aplicaron NPs de Ca y P en semillas de Glycine max y los resultados obtenidos mostraron un efecto positivo con un aumento de 33% en el rendimiento de la semilla (Liu y Lal, 2014). La aplicación de NPs de óxido de hierro en el cultivo de soya redujo la clorosis ocasionada por la deficiencia de hierro y aumentó la clorofila en las hojas (Ghafariyan et al., 2013). Por otra parte, se aplicaron NPs de CeO2 al cultivo de pepino a una concentración de 400 mg Kg-1, estas NPs incrementaron el contenido de globulina, sin embargo al combinar NPs CeO2 + NPs ZnO el contenido de almidón aumentó significativamente comparado con el control (Zhao et al., 2014). La aplicación de NPs Ag intervino en el crecimiento y metabolismo de Bacopa monnieri aumentando los niveles de proteína y carbohidratos esto ocasionado porque NPs indujeron estrés a las plantas tratadas (Krishnaraj et al., 2012). En semillas de tomate expuestas a NPs SiO2 se mejoró el porcentaje y tiempo de germinación, vigor, peso seco y fresco de las plántulas de tomate (Siddiqui y Al-Whaibi, 2014). En este contexto, los resultados obtenidos con el uso de NPs son satisfactorios, sin embargo, durante la síntesis de las NPs, debido a su alta energía y tamaño superficial, éstas tienden a aglomerarse dificultando la dispersión (Betancourt et al., 2010) y por ello algunas investigaciones se han enfocado en la búsqueda de métodos de modificación o encapsulamiento de NPs con compuestos orgánicos e inorgánicos (Hong et al., 2006; Siddiquey et al., 2008; Grasset et al., 2003). Las investigaciones anteriormente realizadas nos llevaron a determinar el efecto de la NPs en el crecimiento y desarrollo de las plantas de tomate tomando en cuenta los factores de morfología de las NPs, modificación superficial con maltodextrina (MDX y la forma de aplicación"