Resultados positivos del suelo tratado con nanopartículas de TiO2

Resultados positivos del suelo tratado con nanopartículas de TiO2


Dióxido de titanio (TiO2) Las nanopartículas (NP) son los nanomateriales más utilizados, y su uso cada vez mayor plantea interrogantes sobre su impacto potencial en el medio ambiente del suelo. Un artículo reciente presentado a la revista Chemosphere evaluó los efectos potenciales del TiO en dosis bajas2 Nanopartículas sobre las propiedades bioquímicas del suelo.

Resultados positivos del suelo tratado con nanopartículas de TiO2

Estudio: Interacción de nanopartículas de TiO2 con suelo: impacto en características microbiológicas y químicas. Crédito: Piyaset/Shutterstock.com

Influencia de las nanopartículas en la rizosfera

La rizósfera es un ambiente bioactivo que consiste en una capa delgada de suelo adherida a las superficies del sistema radicular en la zona no saturada del subsuelo. La rizósfera alberga una gran cantidad de microbios valiosos, y las interacciones entre las bacterias y las superficies de las plantas son fundamentales para el correcto funcionamiento de los ciclos de nutrientes.

La integridad de la rizosfera es fundamental para el desarrollo de las plantas, y cualquier agente externo que interrumpa la función de la rizosfera puede afectar el crecimiento de las plantas. Las nanopartículas, ingeridas de varias fuentes, pueden tener un profundo impacto en la forma y función de las comunidades microbianas del suelo.

¿Qué es el dióxido de titanio (TiO2) nanopartículas?

Las nanopartículas de dióxido de titanio son partículas de menos de 100 nanómetros de tamaño que encuentran uso en una variedad de aplicaciones avanzadas, incluida la construcción fotoconductora, la fotodegradación de contaminantes, la filtración de agua, los sensores biomédicos y los sistemas de administración de fármacos.

Aplicaciones de nanotecnología agrícola de TiO2 Las nanopartículas como fertilizantes libres de nutrientes aún están en pañales. Investigaciones anteriores han confirmado que TiO2 Las nanopartículas tienen un doble impacto en las comunidades microbianas del suelo, es decir, efectos tanto beneficiosos como adversos. Esto elimina la influencia del TiO2 Las nanopartículas sobre las propiedades bioquímicas del suelo deben investigarse a fondo.

Importancia de los microorganismos del suelo

Los microorganismos del suelo son reguladores cruciales de los procesos bioquímicos en el suelo. Al afectar el estado de humedad del suelo, los sólidos suspendidos totales, el consumo total de oxígeno, las propiedades eléctricas, la actividad de las enzimas del suelo y los fertilizantes orgánicos accesibles, la presencia de nanopartículas de dióxido de titanio adaptadas en el suelo puede afectar la diversidad bacteriana y el funcionamiento de la comunidad.

La influencia del TiO2 Se han documentado nanopartículas en las poblaciones microbianas del suelo, el desarrollo de las plantas y la absorción de nutrientes. Algunos estudios también han demostrado que el tratamiento de TiO2 Las nanopartículas influyen en el suministro de nutrientes en el suelo. Sin embargo, estos estudios no representan una metodología completa para evaluar el efecto de bajas concentraciones de TiO2 Tratamiento de nanopartículas.

Efecto de bajas concentraciones de TiO2 Nanopartículas de química del suelo

En este estudio, los investigadores se centraron en los efectos de dosis bajas (hasta 20 mg/L) de TiO2 Nanopartículas sobre las propiedades químicas y biológicas del suelo de cultivo de frijol mungo. Para comprender los efectos del tratamiento con NP, se examinaron varias variables bioquímicas, microbianas y enzimáticas del suelo en diferentes intervalos de tiempo.

Además, se realizó un estudio cuantitativo de reacción de polímeros en cadena de transcripción inversa (RT-PCR) para determinar los cambios proporcionales en la expresión de genes asociados con la transformación de N en oxidantes de amoníaco del suelo y bacterias fijadoras de nitrógeno.

Conclusiones clave del estudio

Los investigadores descubrieron que la aplicación de TiO2 Pequeñas dosis de nanopartículas mejoraron la química del suelo y la disponibilidad de nutrientes. Mayor disponibilidad de nutrientes mediante el uso de TiO2 Las nanopartículas conducen a una mayor absorción de nutrientes por parte de las plantas. Tratamiento adicional con TiO2 Las nanopartículas en bajas concentraciones (hasta 10,0 mg/L) mejoraron la actividad microbiana del suelo y la concentración de enzimas.

El análisis cuantitativo de RT-PCR mostró que la transcripción inversa de los oxidantes de amoníaco era incompatible con la viabilidad celular de los oxidantes de amoníaco. El aumento en el cambio de pliegues podría deberse a la presencia de bacterias no cultivables y desfavorables en el suelo.

Un estudio de correlación de varios componentes del suelo mostró una correlación positiva entre la producción de proteasa y ureasa. La proteasa es una enzima digestiva que ayuda a descomponer los complejos proteicos en aminoácidos.

Perspectiva de futuro

Los resultados del estudio muestran que TiO2 Las nanopartículas pueden mejorar el reciclaje de nitrógeno en el suelo de la rizosfera. Además, las NP estimulan los oxidantes de amoníaco en el suelo. Por lo tanto, el tratamiento de TiO2 Las nanopartículas en bajas concentraciones pueden mejorar la calidad general del suelo, y su uso regulado como fertilizantes de nanonutrientes para el desarrollo de plantas tiene un potencial significativo para futuras aplicaciones.

referencia

Kaur H, Kalia A, Sandhu JS, Dheri GS, Kaur G y Pathania S (2022). Interacción de las nanopartículas de TiO2 con el suelo: impacto en las características microbiológicas y químicas. Quimiosfera: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653522011225?via%3Dihub

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