Nanopartículas de óxido de zinc como fertilizante

Existe un creciente interés en el empleo de nanopartículas de óxido de zinc en formulaciones agrícolas como bloqueante de la luz ultravioleta o por ser fuente del micronutriente zinc

En una investigación realizada en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (ETSIAAB) de la UPM, en colaboración con investigadores del Laboratorio de Ecotoxicología del INIA, se ha llevado a cabo un estudio para conocer cómo influye la aplicación de nanopartículas de óxido de zinc en plantas de tomate y judía. Los efectos encontrados dependieron del tipo de cultivo, del tiempo de exposición y especialmente del pH del suelo. Los resultados, que han sido publicados en la revista Science of the Total Environment, apuntan a que la utilización de estas nanopartículas no supone un riesgo de toxicidad para estos cultivos por lo que se podrían aprovechar sus propiedades fertilizantes como fuente de micronutrientes.

La aplicación deliberada de nanopartículas en agricultura, aunque incipiente, se considera prometedora. Las nanopartículas debido a su pequeño tamaño poseen propiedades diferentes a las del mismo material en un tamaño convencional, fundamentalmente una elevada área específica y una alta energía superficial que producen cambios en sus propiedades fisicoquímicas, ópticas y eléctricas, así como una alta reactividad. Estas características pueden ser muy útiles para conseguir mejoras en el área de la agronomía, por ejemplo para desarrollar formulaciones más eficaces de fertilizantes o fitosanitarios. En concreto, existe un creciente interés en el empleo de nanopartículas de óxido de zinc en formulaciones agrícolas, bien aprovechando sus propiedades como sustancia bloqueante de la luz ultravioleta o bien sus propiedades fertilizantes como fuente del micronutriente zinc. Este micronutriente es esencial para el desarrollo de las plantas y su deficiencia reduce tanto el rendimiento como el valor nutricional de los cultivos.

Sin embargo, el uso de las nanopartículas no está exento de ciertos riesgos que deben ser evaluados, entre ellos, su posible toxicidad para los cultivos y su potencial acumulación en piensos y alimentos que permitirían su entrada en la cadena alimentaria. Uno de los principales mecanismos causantes de la toxicidad de las nanopartículas es su capacidad de generar radicales libres o especies reactivas de oxígeno que pueden causar estrés oxidativo en los organismos. Estos cambios en el metabolismo celular se pueden medir mediante biomarcadores, como pueden ser las actividades de diferentes enzimas antioxidantes, o bien la medida directa de los radicales generados.

Con el objetivo de estudiar los beneficios y evaluar los riesgos de aplicar óxido de zinc en forma de nanopartículas en los cultivos agrícolas, un equipo de investigadores de la UPM y del INIA está llevando a cabo un estudio que empieza a dar resultados. Uno de los experimentos realizados ha consistido en cultivar plantas de tomate y judía en dos suelos agrícolas de muy diferentes características -uno muy ácido y otro calcáreo, con un pH básico- y aplicar diferentes dosis de nanopartículas de óxido de zinc para estudiar sus efectos en las plantas.

Los resultados han evidenciado que las nanopartículas de óxido de zinc pueden afectar a los biomarcadores de estrés oxidativo, pero los efectos dependen de la especie de planta, del tiempo de exposición y del pH del suelo. En general, los efectos sobre el cultivo fueron más acusados en el suelo ácido que en el calcáreo para el caso de la judía y al contrario para el caso del tomate. El efecto más destacado fue que en ninguno de los dos suelos se produjeron diferencias significativas con respecto a los tratamientos usados tradicionalmente (óxido de zinc convencional y sulfato de zinc), ni en cuanto a la cantidad de zinc potencialmente biodisponible en el suelo, ni en cuanto a la acumulación del mineral en hoja, ni en relación a la posible toxicidad para ambas especies vegetales.

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