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Agronanotecnología: una nueva herramienta para la agricultura moderna
Nanotechnology (NT) is focused to study the materials at the atomic and molecular scale (1-100 nm), the most studied are metallic nanoparticles (NPs) and those derived from carbon. In modern agriculture NPs are investigated because they offer the possibility to control plant pathogens and to increase the yield of plant crops. Nanotechnology provides scientific tools to design and prepare important products such as fertilizers and plant growth promoters. However, scientific literature is plenty of mix results; for example, some papers reports the benefits obtained from the application of carbon nanotubes and metal NPs, promoting plant growth effects, while others papers mention inhibition and phytotoxicity on seeds and plants. NT in agriculture to produce nanofertilizers and pesticides is still being investigated; however, derivative products and applications have been steadily increasing in recent years and are expected to continue growing. Currently, the worldwide demand for food is increasing and research and products to enhance crops yield are still insufficient. Therefore, the industry needs to generate nanoproducts for the development of a sustainable agriculture. Consequently, this review presents recent results about the use of NPs in agriculture, and its potential uses as nanofertilizers and plant growth promoters.La nanotecnología (NT) estudia los materiales cuyo tamaño corresponde a la escala atómica y molecular (1-100 nm), destacando como los más estudiados a las nanopartículas (NPs) metálicas y las derivadas del carbono. En lo que respecta a la agricultura moderna, los estudios relacionados a este tipo de materiales han ido avanzando y se prevé un importante crecimiento en los reportes de resultados de investigación en el área, debido a la posibilidad de incrementar con su uso, la producción de alimentos. En este sentido, la NT brinda la posibilidad de generar nanofertilizantes y promotores del crecimiento. No obstante, actualmente existen imprecisiones sobre los resultados obtenidos, por una parte, algunas investigaciones muestran que la aplicación de los nanotubos de carbono y las NPs metálicas tienen un efecto benéfico en el crecimiento de las plantas, mientras que otros trabajos reportan inhibición y fitotoxicidad. Actualmente, la demanda de alimentos básicos a nivel mundial aumenta, pero las investigaciones y productos para incrementar el rendimiento de los cultivos son aún insuficientes. Por lo tanto, una opción para el desarrollo de una agricultura sustentable pudiese ser la generación de nanoproductos. Debido a lo antes señalado, este artículo analiza recientes investigaciones relacionadas con la utilización de las NPs en la agricultura y sus usos potenciales como nanofertilizantes y promotores de crecimiento de las plantas
Agronanotechnology : a new tool for modern agriculture
La nanotecnología (NT) estudia los materiales cuyo tamaño corresponde a la escala
atómica y molecular (1-100 nm), destacando como los más estudiados a las nanopartículas
(NPs) metálicas y las derivadas del carbono. En lo que respecta a la agricultura moderna,
los estudios relacionados a este tipo de materiales han ido avanzando y se prevé un
importante crecimiento en los reportes de resultados de investigación en el área, debido
a la posibilidad de incrementar con su uso, la producción de alimentos. En este sentido,
la NT brinda la posibilidad de generar nanofertilizantes y promotores del crecimiento.
No obstante, actualmente existen imprecisiones sobre los resultados obtenidos, por una
parte, algunas investigaciones muestran que la aplicación de los nanotubos de carbono y
las NPs metálicas tienen un efecto benéfico en el crecimiento de las plantas, mientras que
otros trabajos reportan inhibición y fitotoxicidad. Actualmente, la demanda de alimentos
básicos a nivel mundial aumenta, pero las investigaciones y productos para incrementar
el rendimiento de los cultivos son aún insuficientes. Por lo tanto, una opción para el
desarrollo de una agricultura sustentable pudiese ser la generación de nanoproductos.
Debido a lo antes señalado, este artículo analiza recientes investigaciones relacionadas
con la utilización de las NPs en la agricultura y sus usos potenciales como nanofertilizantes
y promotores de crecimiento de las plantas.Nanotechnology (NT) is focused to study the materials at the atomic and molecular
scale (1-100 nm), the most studied are metallic nanoparticles (NPs) and those derived
from carbon. In modern agriculture NPs are investigated because they offer the possibility
to control plant pathogens and to increase the yield of plant crops. Nanotechnology
provides scientific tools to design and prepare important products such as fertilizers
and plant growth promoters. However, scientific literature is plenty of mix results; for
example, some papers reports the benefits obtained from the application of carbon
nanotubes and metal NPs, promoting plant growth effects, while others papers
mention inhibition and phytotoxicity on seeds and plants. NT in agriculture to produce
nanofertilizers and pesticides is still being investigated; however, derivative products
and applications have been steadily increasing in recent years and are expected to
continue growing. Currently, the worldwide demand for food is increasing and research
and products to enhance crops yield are still insufficient. Therefore, the industry needs
to generate nanoproducts for the development of a sustainable agriculture. Consequently,
this review presents recent results about the use of NPs in agriculture, and its
potential uses as nanofertilizers and plant growth promoters.Fil: Lira Saldivar, Ricardo Hugo.
Centro de Investigación en Química
Aplicada (Coahuila, México)Fil: Méndez Argüello, Bulmaro.
Centro de Investigación en Química
Aplicada (Coahuila, México)Fil: Vera Reyes, Ileana.
Centro de Investigación en Química
Aplicada (Coahuila, México)Fil: De los Santos Villarreal, Gladys.
Centro de Investigación en Química
Aplicada (Coahuila, México
Nanotecnología: Un nuevo paradigma cientíco en la producción agropecuaria del siglo XXI/Nanotechnology: A new scientic paradigm on agricultural production of the XXI century
El avance de la ciencia está llevando a la humanidad
a la era de la nanotecnología (NT), que en
términos sencillos, se reere a la tecnología practicada
sobre los materiales a nivel molecular. La NT,
es la ciencia que está sustentada en la capacidad
de medir, manipular y organizar la materia a escala
nanométrica, entre 1 y 100 nanómetros (10−9 m),
tiene la capacidad de impulsar el incremento de la
producción de alimentos por medio de la agricultura
sustentable, debido a que permite usar agua,
pesticidas y fertilizantes de forma más eciente y
en menor cantidad (Duhan et al. 2017). Las aplicaciones
de la NT son enormes, como los nanosensores
para el monitoreo tosanitario, zeolitas nanoporosas
para la liberación lenta de fertilizantes, nanoaditivos
alimenticios, medicamentos, nanoemulsiones
para el tratamiento y la prevención de enfermedades
(Ganesh 2017). En el sector agrícola los reportes sobre
la aplicación de nanopartículas (NPs) metálicas
con Fe, Cu y Zn, indican que mejoran la germinación
de las semillas, el crecimiento, el contenido
nutricional, la actividad enzimática y el rendimiento
(Bradeld et al. 2017).
Algunas NPs de ZnO y CuO muestran
efecto positivo sobre la reactividad de tohormonas
como las citoquininas (zeatina), auxinas (ácido indolacético)
y ácido salicílico, compuestos que promueven
elongación, división celular y crecimiento
en las plantas (Lira-Saldivar et al. 2016). Algunas
respuestas a las NPs podrían estar relacionadas con
la producción del esteroide diosgenina y precursores
hormonales, que contribuyen en la producción endógena
de tohormonas como las citoquininas, auxinas
y giberelinas (Vankova et al. 2017). Las NPs
derivadas del carbono (C) como grafeno, fullereno
y nanotubos de carbono (NTC) también son de importancia
en la agricultura, debido a que tienen
un efecto estimulante del crecimiento. Los NTC
promueven el crecimiento de las plantas debido a
que los nanotubos se comportan como canales de
agua similares a las acuaporinas, lo que promueve
mayor presión hidrostática dentro de las células; induciendo
absorción de agua, ujo de nutrientes y
por consiguiente mayor crecimiento de la planta.
Las NPs de óxido de grafeno también mejoran
el crecimiento y la producción de biomasa en plantas,
mientras que otras NPs como las de óxido de
titanio causan incrementos en la actividad de varias
enzimas y promueven la absorción de nitrato, el cual
acelera la transformación del nitrógeno inorgánico a
orgánico, haciéndolo más asimilable para las plantas.
Un estudio con NPs de óxido de cerio demostró
que también incrementan la producción de biomasa
fresca, longitud de raíz y la actividad enzimática
del sistema antioxidante (Gui et al. 2017). Lo que
evidencia que las plantas cultivadas responden de
forma favorable a los NPs metálicas o derivadas del
carbón, y aun cuando algunos de estos nanocompuestos
no actúan como micro o macro nutrientes,
impactan en la siología y bioquímica de las plantas,
efectos que no están bien dilucidados.
En la producción animal, los nanoaditivos e