Las nanopartículas (NPs) son materiales entre 1 y 100 nm que, debido a su pequeño tamaño, poseen propiedades diferentes a las del mismo material en tamaño tradicional. Estas diferencias producen cambios en sus propiedades fisicoquímicas, ópticas, eléctricas, etc. que les confieren una alta reactividad.
La nanotecnología empieza a tener un papel destacado en la agricultura, donde se aplican con éxito en la liberación controlada de plaguicidas, fertilizantes y material genético para la transformación de plantas. Además, su uso se está extendiendo a otras áreas de interés en agricultura como en la producción de nanosensores para la detección de patógenos o, plaguicidas, así como para la conservación o recuperación de suelos.
Entre las nanopartículas más utilizadas están las de óxido de zinc (ZnO NPs), las cuales se emplean ampliamente en la industria farmacéutica, cosmética, textil, electrónica y otras industrias, incluidos los sectores agrícola y alimentario. Concretamente, en agricultura se aplica como microfertilizante de zinc o formando parte de formulados fitosanitarios, aprovechando sus propiedades como bloqueante de la luz ultravioleta y antibacteriano. Sin embargo, aunque su uso es prometedor, no está exento de ciertos riesgos que deben ser cuidadosamente evaluados. La mayoría de los estudios demuestran que a bajas concentraciones las ZnO NPs no son toxicas y su aplicación a dosis agronómicas no supondría un riesgo para los ecosistemas agrícolas. Sin embargo, ¿qué pasaría si estas sustancias interaccionan con otras sustancias, como por ejemplo los productos fitosanitarios remanentes en el suelo?
En un trabajo colaborativo realizado por investigadoras del INIA-CSIC y de la Universidad Complutense de Madrid (UPM), y publicado recientemente en la revista Agronomy, se estudiaron los efectos potenciales de la interacción de ZnO NPs con la metribuzina, un herbicida ampliamente utilizado en la producción agrícola a nivel mundial. La interacción de estas dos sustancias en el suelo podría afectar a la toxicidad de la metribuzina así como los niveles de residuos de metribuzina y sus productos de degradación tanto en los cultivos como en los suelos. Para realizar este estudio se eligió como modelo la judía (Phaseolus vulgaris) por ser una de las legumbres más consumidas a nivel mundial por su alto valor nutricional como fuente de proteínas y su bajo coste. Se midieron los efectos de diferentes mezclas de ZnO NPs y metribuzina en judía y en los microorganismos del suelo esenciales para mantener la estructura y funcionalidad del mismo. Además, se determinaron los niveles de zinc y de metribuzina y sus principales productos de degradación en suelo y en plantas de judía.
Los resultados de esta investigación llevaron a la conclusión de que si bien, las ZnO NPs aplicadas a bajas concentraciones y de forma individual no fueron toxicas, los efectos de su interacción con otros compuestos podrían ser relevantes. Así, la presencia de ZnO NPs incrementó los efectos adversos de la metribuzina sobre las plantas, disminuyendo su crecimiento, y también la actividad de algunas enzimas en el suelo, como por ejemplo aquellas que afectan al proceso de nitrificación. Además, las ZnO NPs disminuyeron drásticamente la velocidad de degradación de la metribuzina en el suelo, lo que podría traducirse en un incremento en su tiempo de permanencia en suelo, y por tanto mayor riesgo potencial de transferencia desde el suelo a otros compartimentos medioambientales como el agua o los alimentos. Respecto a la acumulación en la planta de judía de metribuzina y sus metabolitos, las ZnO NPs alteraron ligeramente la proporción relativa, pero ello no supuso un incremento global de sus residuos.
Estos resultados ponen en evidencia que para un uso seguro de las nanopartículas en agricultura es importante tener en cuenta su posible interacción con otras sustancias en el suelo. Sin embargo, es necesario recalcar que se trata de un ensayo preliminar, realizado en condiciones de laboratorio y con dosis de metribuzina mayores de las aplicadas en el campo. Por tanto, para confirmar estos resultados sería necesario realizar estudios en invernadero y campo a dosis relevantes de herbicida.
Referencia: Concepción García-Gómez, Rosa Ana Pérez, Beatriz Albero, Ana Obrador, Patricia Almendros, Maria Dolores Fernández, “Interaction of ZnO Nanoparticles with Metribuzin in a Soil-Plant System: Ecotoxicological Effects and Changes in the Distribution Pattern of Zn and Metribuzin”, Agronomy, 13 (2023) 2004. doi:10.3390/agronomy13082004
