Las nanopartículas de biochar reducen la acumulación de ciprofloxacina y restauran el crecimiento y el equilibrio hormonal en plántulas de arroz
Autores: Chen, Xiaohan; Chen, Jieyu; Zhang, Yanhong; Ling, Chen; Shen, Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Las nanopartículas de biochar reducen la acumulación de ciprofloxacina y restauran el crecimiento y el equilibrio hormonal en plántulas de arroz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Ciprofloxacino
Nanopartículas de biochar
Estrés antibiótico
Crecimiento de plantas
Plántulas de arroz
Suelos agrícolas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La ciprofloxacina (CIP), un antibiótico fluoroquinolona de uso generalizado, plantea una creciente preocupación ambiental debido a su persistencia en suelos agrícolas y sus posibles efectos adversos en la producción de cultivos. Aunque estudios anteriores han documentado los impactos negativos de la CIP en el crecimiento de las plantas, las estrategias efectivas para proteger los cultivos del estrés antibiótico siguen siendo limitadas. Los enfoques basados en biochar muestran promesas, pero su aplicación a escala nanométrica para la gestión del estrés antibiótico está en gran medida inexplorada. Este estudio demuestra cómo las nanopartículas de biochar (BNPs) mitigan eficazmente el estrés inducido por la CIP en plántulas de arroz a través de mecanismos de adsorción. Las plántulas de arroz fueron tratadas con 5 y 10 mg L de CIP, con y sin 0.2 g L de BNPs. Los resultados mostraron que la CIP interrumpió significativamente el crecimiento de las plantas, disminuyendo la longitud de los brotes en un 20.5% y la longitud de las raíces en un 45.2%, junto con una reducción de la biomasa. La aplicación de BNPs redujo eficazmente la biodisponibilidad de la CIP en más del 80%, lo que llevó a una disminución de la acumulación de CIP del 49.7% en los brotes y del 33.1% en las raíces. La adición de BNPs mitigó estos impactos en el crecimiento al restaurar la longitud de los brotes al 98.2% de los niveles de control a 5 mg L de CIP y mejorar el crecimiento de las raíces y la acumulación de biomasa. Los BNPs también mitigaron el desequilibrio hormonal inducido por la CIP, evidenciado por una recuperación en los niveles de IAA del 8.9%, un aumento en 6-BA del 152.6% y una mejora en los niveles de SA del 12.7-13.6%. Estos hallazgos demuestran el potencial significativo del biochar a escala nanométrica para reducir el estrés antibiótico en sistemas agrícolas y proporcionan información sobre las respuestas de las plantas bajo estas condiciones. Esta investigación ofrece una estrategia prometedora para mejorar la resiliencia de los cultivos en áreas afectadas por contaminantes farmacéuticos.
Descripción
La ciprofloxacina (CIP), un antibiótico fluoroquinolona de uso generalizado, plantea una creciente preocupación ambiental debido a su persistencia en suelos agrícolas y sus posibles efectos adversos en la producción de cultivos. Aunque estudios anteriores han documentado los impactos negativos de la CIP en el crecimiento de las plantas, las estrategias efectivas para proteger los cultivos del estrés antibiótico siguen siendo limitadas. Los enfoques basados en biochar muestran promesas, pero su aplicación a escala nanométrica para la gestión del estrés antibiótico está en gran medida inexplorada. Este estudio demuestra cómo las nanopartículas de biochar (BNPs) mitigan eficazmente el estrés inducido por la CIP en plántulas de arroz a través de mecanismos de adsorción. Las plántulas de arroz fueron tratadas con 5 y 10 mg L de CIP, con y sin 0.2 g L de BNPs. Los resultados mostraron que la CIP interrumpió significativamente el crecimiento de las plantas, disminuyendo la longitud de los brotes en un 20.5% y la longitud de las raíces en un 45.2%, junto con una reducción de la biomasa. La aplicación de BNPs redujo eficazmente la biodisponibilidad de la CIP en más del 80%, lo que llevó a una disminución de la acumulación de CIP del 49.7% en los brotes y del 33.1% en las raíces. La adición de BNPs mitigó estos impactos en el crecimiento al restaurar la longitud de los brotes al 98.2% de los niveles de control a 5 mg L de CIP y mejorar el crecimiento de las raíces y la acumulación de biomasa. Los BNPs también mitigaron el desequilibrio hormonal inducido por la CIP, evidenciado por una recuperación en los niveles de IAA del 8.9%, un aumento en 6-BA del 152.6% y una mejora en los niveles de SA del 12.7-13.6%. Estos hallazgos demuestran el potencial significativo del biochar a escala nanométrica para reducir el estrés antibiótico en sistemas agrícolas y proporcionan información sobre las respuestas de las plantas bajo estas condiciones. Esta investigación ofrece una estrategia prometedora para mejorar la resiliencia de los cultivos en áreas afectadas por contaminantes farmacéuticos.