Evaluación del desarrollo de Zea mays a través de la fotosíntesis mediante la aplicación de nanopartículas de óxido de zinc

Abstract

In this thesis work, the synthesis and characterization of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) were investigated using the sol-gel method, as this method showed effects on the growth of Zea mays from the early stages of development. The ZnO NPs were characterized using XRD, SEM, Raman spectroscopy, and FT-IR, obtaining an average size of 20.903 nm and a semi-oval morphology with diverse porosity. Seeds of Zea mays were impregnated with the nanoparticles at various concentrations (1-256 μg/mL), and their germination, photosynthesis, and growth biomarkers were evaluated. It was demonstrated that at concentrations of 16-32 μg/mL, germination significantly improved, as did photosynthetic activity. Chlorophyll levels, plant biomass, leaf area, and root biomass also increased, whereas concentrations above 128 μg/mL showed toxic effects. The obtained results are consistent with published studies that show both the benefits and risks of using nanoparticles in agriculture. Therefore, careful management of ZnO NPs is needed to exploit their benefits in enhancing plant growth while minimizing adverse effects.

En este trabajo de tesis, se investigó la síntesis y caracterización de nanopartículas de óxido de zinc (NPsZnO) mediante el método sol-gel como este mostraba efectos sobre el crecimiento de Zea mays desde etapas tempranas de su desarrollo. Las NPsZnO se caracterizaron mediante DRX, SEM, espectroscopia Raman y FT-IR, obteniendo un tamaño promedio de 20.903 nm y una morfología semi ovalada con porosidad diversa. Mediante las nanopartículas se impregnaron semillas de Zea may en diversas concentraciones (1-256 μg/mL), se evaluó su germinación, fotosíntesis y biomarcadores de crecimiento. Se demostró que en concentraciones de 16-32 μg/mL la germinación mejoro significativamente, así como la actividad fotosintética, también se incrementaron los niveles de clorofila, biomasa vegetal, área foliar y radical por su parte concentraciones arriba de 128 μg/mL mostraron efectos tóxicos. Los resultados obtenidos concuerdan con estudios publicados que muestran beneficios, así como riesgos del uso de nanopartículas en la agricultura. Por lo que se necesita un manejo cuidadoso de NPsZnO para explotar sus beneficios en la mejora del crecimiento vegetal y disminuir efectos adversos.