La mezcla de nanobiochar y nanopartículas de óxido de cobre aumenta sinérgicamente la disponibilidad de nutrientes en el suelo y mejora la producción de trigo
Autores: Rashid, Muhammad Imtiaz; Shah, Ghulam Abbas; Sadiq, Maqsood; Amin, Noor ul; Ali, Arshid Mahmood; Ondrasek, Gabrijel; Shahzad, Khurram
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La mezcla de nanobiochar y nanopartículas de óxido de cobre aumenta sinérgicamente la disponibilidad de nutrientes en el suelo y mejora la producción de trigo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Nanomateriales
Sector agrícola
Nanofertilizantes
Nanopartículas metálicas
Nanobiochar
NanoCu
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, los nanomateriales han recibido una atención considerable en el sector agrícola, debido a sus características distintivas como el pequeño tamaño, la alta relación superficie-volumen y la superficie cargada. Estas propiedades permiten que los nanomateriales se utilicen como nanofertilizantes, que pueden mejorar la gestión de nutrientes de los cultivos y reducir las pérdidas de nutrientes en el medio ambiente. Sin embargo, después de la aplicación en el suelo, se ha demostrado que las nanopartículas metálicas son tóxicas para la biota del suelo y sus servicios ecosistémicos asociados. La naturaleza orgánica del nanobiochar (nanoB) puede ayudar a superar esta toxicidad mientras se mantienen todos los efectos beneficiosos de los nanomateriales. Nuestro objetivo fue sintetizar nanoB a partir de estiércol de cabra y utilizarlo con nanopartículas de CuO (nanoCu) para influir en los microbios del suelo, el contenido de nutrientes y la productividad del trigo. Un difractograma de rayos X (XRD) confirmó la síntesis de nanoB (tamaño de cristal = 20 nm). El espectro de XRD mostró un pico de carbono distinto a 2 = 42.9 grados. La espectroscopía de transformada de Fourier de la superficie de nanoB indicó la presencia de enlaces C=O, CN-R y C=C, y otros grupos funcionales. Los micrografías electrónicas de nanoB mostraron formas cúbicas, pentagonales, en forma de aguja y esféricas. NanoB y nanoCu se aplicaron solos y como mezcla a una tasa de 1000 mg kg de suelo, en macetas donde se cultivó trigo. NanoCu no influyó en ningún parámetro del suelo o de la planta, excepto en el contenido de Cu en el suelo y la absorción de Cu por la planta. El contenido de Cu en el suelo y en el trigo en el tratamiento con nanoCu fue un 146 y un 91% más alto, respectivamente, que en el control. NanoB aumentó la biomasa microbiana N, el N mineral y el P disponible para las plantas en un 57, 28 y 64%, respectivamente, en comparación con el control. La mezcla de nanoB y nanoCu aumentó aún más estos parámetros, en un 61, 18 y 38%, en comparación con nanoB o nanoCu solos. En consecuencia, los rendimientos biológicos y de grano del trigo, así como la absorción de N, fueron un 35, 62 y 80% más altos en el tratamiento de nanoB+nanoCu en comparación con el control. NanoB también aumentó la absorción de Cu por el trigo en un 37% en el tratamiento de nanoB+nanoCu en comparación con el nanoCu solo. Por lo tanto, nanoB solo, o en mezcla con nanoCu, mejoró la actividad microbiana del suelo, el contenido de nutrientes y la producción de trigo. NanoB también aumentó la absorción de Cu por el trigo cuando se mezcló con nanoCu, un micronutriente esencial para la producción de semillas y clorofila. Por lo tanto, se recomendaría una mezcla de nanobiochar y nanoCu a los agricultores para mejorar la calidad de su suelo arcilloso y aumentar la absorción de Cu y la productividad de los cultivos en tales agroecosistemas.
Descripción
Recientemente, los nanomateriales han recibido una atención considerable en el sector agrícola, debido a sus características distintivas como el pequeño tamaño, la alta relación superficie-volumen y la superficie cargada. Estas propiedades permiten que los nanomateriales se utilicen como nanofertilizantes, que pueden mejorar la gestión de nutrientes de los cultivos y reducir las pérdidas de nutrientes en el medio ambiente. Sin embargo, después de la aplicación en el suelo, se ha demostrado que las nanopartículas metálicas son tóxicas para la biota del suelo y sus servicios ecosistémicos asociados. La naturaleza orgánica del nanobiochar (nanoB) puede ayudar a superar esta toxicidad mientras se mantienen todos los efectos beneficiosos de los nanomateriales. Nuestro objetivo fue sintetizar nanoB a partir de estiércol de cabra y utilizarlo con nanopartículas de CuO (nanoCu) para influir en los microbios del suelo, el contenido de nutrientes y la productividad del trigo. Un difractograma de rayos X (XRD) confirmó la síntesis de nanoB (tamaño de cristal = 20 nm). El espectro de XRD mostró un pico de carbono distinto a 2 = 42.9 grados. La espectroscopía de transformada de Fourier de la superficie de nanoB indicó la presencia de enlaces C=O, CN-R y C=C, y otros grupos funcionales. Los micrografías electrónicas de nanoB mostraron formas cúbicas, pentagonales, en forma de aguja y esféricas. NanoB y nanoCu se aplicaron solos y como mezcla a una tasa de 1000 mg kg de suelo, en macetas donde se cultivó trigo. NanoCu no influyó en ningún parámetro del suelo o de la planta, excepto en el contenido de Cu en el suelo y la absorción de Cu por la planta. El contenido de Cu en el suelo y en el trigo en el tratamiento con nanoCu fue un 146 y un 91% más alto, respectivamente, que en el control. NanoB aumentó la biomasa microbiana N, el N mineral y el P disponible para las plantas en un 57, 28 y 64%, respectivamente, en comparación con el control. La mezcla de nanoB y nanoCu aumentó aún más estos parámetros, en un 61, 18 y 38%, en comparación con nanoB o nanoCu solos. En consecuencia, los rendimientos biológicos y de grano del trigo, así como la absorción de N, fueron un 35, 62 y 80% más altos en el tratamiento de nanoB+nanoCu en comparación con el control. NanoB también aumentó la absorción de Cu por el trigo en un 37% en el tratamiento de nanoB+nanoCu en comparación con el nanoCu solo. Por lo tanto, nanoB solo, o en mezcla con nanoCu, mejoró la actividad microbiana del suelo, el contenido de nutrientes y la producción de trigo. NanoB también aumentó la absorción de Cu por el trigo cuando se mezcló con nanoCu, un micronutriente esencial para la producción de semillas y clorofila. Por lo tanto, se recomendaría una mezcla de nanobiochar y nanoCu a los agricultores para mejorar la calidad de su suelo arcilloso y aumentar la absorción de Cu y la productividad de los cultivos en tales agroecosistemas.