Las amplias aplicaciones del óxido de grafeno (GO) conducen inevitablemente a su entrada en el entorno acuático natural. Sin embargo, la información sobre su toxicidad para las plantas emergentes aún es escasa. En este estudio, se expuso a una planta emergente a GO (1, 20, 80 y 140 mg·L) en condiciones hidropónicas durante 15 semanas. Se evaluaron los cambios en el crecimiento de la planta analizando la biomasa vegetal y los contenidos de pigmentos fotosintéticos; la respuesta de la fotosíntesis se verificó midiendo la fluorescencia de clorofila; y se evaluaron los niveles de nutrientes de la planta. Los resultados mostraron que el GO a 20-140 mg·L aumentó significativamente el peso seco de la planta en un 37-84% y los contenidos de pigmentos fotosintéticos en un 26-178%, siendo 80 mg·L la concentración óptima. La actividad de PSII, las capacidades de ajuste del transporte de electrones en PSII, la agrupación o conectividad energética entre las unidades de PSII, la eficiencia de conversión de energía luminosa, los índices de rendimiento de la fotosíntesis (en un 11-51%) y los contenidos de varios elementos nutrientes (N, Fe y Cu) aumentaron en un 49-69%, 34-84% y 11-38%, respectivamente. Estos hallazgos indican que el GO puede mejorar el crecimiento de las plantas al promover el rendimiento de la fotosíntesis y mejorar los niveles de nutrientes de la planta, y tiene un gran potencial de aplicación en la promoción del crecimiento y desarrollo de esta planta emergente como agente de fitoremediación.