Nanopartículas que estimulan la producción y calidad de frutos de pepino (Cucumis sativus L.)

Palabras clave: nanopartículas de óxido de silicio, quitosano, Cucumis sativus L., calidad nutraceútica

Resumen

Debido al alto consumo de pepino (Cucumis sativus L.) y su relevancia económica, es prioritario mejorar la eficiencia en el uso de recursos para maximizar los rendimientos. La combinación de óxido de silicio (SiO2), quitosano y micronutrientes, son beneficiosos para el crecimiento y desarrollo de las plantas. El objetivo del presente trabajo fue determinar la influencia de nanopartículas de SiO2 provistas con micronutrientes, encapsuladas en un gel de quitosano, en el crecimiento, rendimiento y calidad de los frutos de pepino. Se desarrolló en casa de cultivo donde se evaluaron tres concentraciones de nanopartículas de silicio y un control, en un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas. Se realizaron evaluaciones del crecimiento de las plantas (altura y diámetro del tallo), días transcurridos hasta la floración, número de frutos por planta, rendimiento y calidad de los frutos. La aplicación foliar de NPs-Si, permitió un mayor crecimiento de las plantas con la concentración más alta (2.000 mg.L-1), así como mejoró la calidad nutraceútica de los frutos de pepino al incrementar los contenidos de antioxidantes, flavonoides, fenoles y sólidos solubles totales.

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Allard, S.M., Ottesen, A.R., and Micallef, S.A. 2020. Rain induces temporary shifts in epiphytic bacterial communities of cucumber and tomato fruit. Scientific Reports, 10(1), 1765. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-58671-7.
Canuto, L., Mendes, G.A., de Oliveiram, M., Araújo, J.L., Trotsk, S., Santos, M.D., Ribeiro, V.G., da Silva, J., Lopes, C., y Queiroga, F. 2021. O papel do silício nas plantas. Research, Society and Development, 10, 7: e3810716247. DOI: https://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16247.
Cázarez-Flores, L.L., Angulo-Castro, A. Vega-Gutiérrez, T.A., Ayala-Tafoya, F., and Aguilar-Quiñonez, J.A. 2023. Producción de tomate en respuesta a dosis de silicio. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios 10(3): e3851. DOI: 10.19136/era.a10n3.3851.
Chagas, Y., Herrera, O., y Pereira, E. 2022. Uso da quitosana na agricultura: uma revisão com ênfase na aplicação em sementes. Research, Society and Development, 11(2), e39911225782. DOI: https://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25782.
Erreyes, B., Montoya, J., y Luna-Romero, E. (2023). Rendimiento del cultivo de pepino (Cucumis sativus L.) bajo condiciones de mulch plástico, Ecuador. Revista Científica Agroecosistemas, 11(1), 44-51. https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes/index.
Farouk S (2023). Role of biostimulants in plant’s life cycle. In Biostimulants in Alleviation of Metal Toxicity in Plants (pp. 75-106). Academic Press. DOI: 10.1016/B978-0-323-99600-6.00010-4.
Galindo-Guzmán AP, Fortis-Hernández M, De La Rosa-Reta CV, Zermeño-González H, Galindo-Guzmán L (2022). Síntesis química de nanopartículas de óxido de zinc y su evaluación en plántulas de Lactuca sativa. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 13: 299-308. https://doi.org/10.29312/remexca.v13i28.3284.
Guillén, R., Zuñiga, L., Ojeda, L., Rivas, T., Trejo, R., y Preciado, P. 2022. Efecto de la nanobiofortificación con hierro en el rendimiento y compuestos bioactivos en pepino. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 13(28), 173-184. https://doi.org/10.29312/remexca.v13i28.3272.
Henriquez, C., Aliaga, C., and Lissi, E. 2002. Formation and decay of the ABTS derived radical cation: A comparison of different preparation procedures. International Journal of Chemical Kinetics 34(12):659-665. https://doi.org/10.1002/kin.10094.
Insanu, M., Azkia-Zahra, A, Sabila, N., Silviani, V., Haniffadli, Ariranur., Rizaldy, D., and Fidrianny, I. 2022. Phytochemical and Antioxidant Profile: Cucumber Pulp and Leaves Extracts. Open Access Macedonian Journal of Medical Sciences 10(A):616-622..https://doi.org/10.3889/oamjms.2022.8337.
Jin, W., Li, L., He, W., and Wei, Z. 2024. Application of Silica Nanoparticles Improved the Growth, Yield, and Grain Quality of Two Salt-Tolerant Rice Varieties under Saline Irrigation. Plants, 13, 2452. https:// doi.org/10.3390/plants13172452.
Karamchandani, B.M., S. Dalvi, M. Bagayatkar, I.M. Banat. and S.K. Satpute. 2024. Prospective applications of chitosan and chitosan-based nanoparticles formulations in sustainable agricultural practices. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 58:103210. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2024.103210
Kolbert, Z., Szollosi, R., Rónavári, A., and Molnár, Á. 2022. Nanoforms of essential metals: from hormetic phytoeffects to agricultural potential. Journal of Experimental Botany, 73(6),1825-1840. https://doi.org/10.1093/jxb/erab547.
Kovács, S., Kutasy, E. and Csajbók, J. 2022. The multiple role of silicon nutrition in alleviating environmental stresses in sustainable crop production. Plants, 11(9), 12-23. https://doi.org/10.3390/plants11091223.
Laguna-Estrada, M., Ramírez-Pérez, N.V., Araujo-Rodríguez, J.A. y Rubín-Ramírez, N.N. 2024. Un breve resumen sobre la implementación de los sistemas expertos en problemas de agricultura. Research in Computing Science, 153(9), 239-245. https://rcs.cic.ipn.mx.
Morteza, S., Moharrami, F., Sarikhani, S., and Padervand, M. 2020. Selenium and silica nanostructure based recovery of strawberry plants subjected to drought stress. Scientifc Reports, 10:17672. https://doi.org/10.1038/s41598-020-74273-9.
Navarro-López, N.E., González-Torres, A.M., Pérez-Pérez, A.E., Morales-Mazariego, N., y González-Moscoso, M. 2024. Nanotecnología en la agricultura: Innovación para la producción sostenible de alimentos. Azcatl, 3, 23-27. doi: 10.24275/AZC2024B005
Paris, L., López, H., Medina, R., y Pérez, I. 2021. Efecto de bioestimulantes sobre el crecimiento de la Vainilla Tahitensis en Daule, Ecuador. Revista Científica Ecociencia, 8(6), 1-14. https://doi.org/10.21855/ecociencia.86.570.
Pérez-Velasco, E.A., Betancourt-Galindo, R., Valdez-Aguilar, L.A., González-Fuentes, J.A., Puente-Urbina, B.A., Lozano-Morales, S.A., and Sánchez-Valdés, S. 2020. Effects of the morphology, surface modification and application methods of ZnO-NPs on the growth and biomass of tomato plants. Molecules, 25(6), 1282.DOI:10.3390/ molecules25061282.
Picos-Corrales, L. A., Morales-Burgos, A.M., Ruelas-Leyva, J.P., Crini, G., García-Armenta, E., Jimenez-Lam, S.A., Ayón-Reyna, L.E., Rocha-Alonzo, F., Calderón-Zamora, L., Osuna-Martínez, U., Calderón-Castro, A., De-Paz-Arroyo, G., and Inzunza-Camacho, L.N. 2023. Chitosan as an outstanding polysaccharide improving health-commodities of humans and environmental protection. Polymers 15:526 https://doi.org/10.3390/polym15030526.
Quirino-García, A., Martínez-Alonso, C., Sabino-López, J.E., Espinosa-Rodríguez, M., Vázquez-Villamar, M., y Maldonado-Peralta, M.Á. 2024. Aspersión foliar de nanoestructuras con zinc en plántulas de pepino (Cucumis sativus L.). Ecosistemas y Recursos Agropecuarios IV: e4095. DOI: 10.19136/era.a11nIV.4095.
Rastogi, A., Kumar-Tripathi, D., Yadav S., Kumar-Chauhan, D., and Živčák, M., Ghorbanpour, M., El‑Sheery, N.I., y Brestic, M. 2019. Application of silicon nanoparticles in agriculture, Biotechnology, 3, 9-90. DOI: 10.1007/s13205-019-1626-7.
Reyes-Pérez, J.J., Llerena-Ramos, L.T., Torres-Rodriguez, J.A., Hernández-Montiel, L.G., Macías-Pettao, R.K., Aragón-Sánchez, E., y Palacios-Espinosa, A. 2024. Silicio como bioestimulante en el cultivo del pepino (Cucumis sativus L.). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27, art. 123. https://doi.org/10.56369/tsaes.5359.
Rivera-Fernández, R.D, Pinos, H., Saltos, M., Bósquez, A., Camposano, C., y Verdezoto, C. 2021. Efecto del riego deficitario aplicado en etapa inicial del cultivo de pepino (Cucumis sativus L.) en un suelo franco. Revista Ciencia y Tecnología, 14(1), 55-60. DOI:https://doi.org/10.18779/cyt.v14i1.459.
Rivera-Guetierrez RG, Preciado-Rangel P, Fortiz-Hernández M, Betancourt-Galindo R, Yescas-Coronado P, Orozco-Vidal JA (2021) Nanopartículas de óxido de zinc y su efecto en el rendimiento y calidad de melón. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 12: 791-803. https://doi.org/10.29312/remexca.v12i5.2987.
Saberi, R., Vatankhah, M., Hassanisaadi, M., and Varma, R.S. 2024. A review of chitosan nanoparticles: Nature's gift for transforming agriculture through smart and effective delivery mechanisms. International Journal of Biological Macromolecules, 60(2):129522. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.129522.
Sangwan, S., P. Sharma, L. Wati and S. Mehta. 2023. Effect of chitosan nanoparticles on growth and physiology of crop plants. Engineered nanomaterials for sustainable agricultural production, soil improvement and stress management Chapter 4, 99-123. Eds: Azamal Husen. Wolaita Sodo University, Wolaita, Ethiopia. https://doi.org/10.1016/C2021-0-00054-7
Singleton, V.L., Orthofer, R., and Lamuela, R.M. 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of folin-ciocalteu reagent. Methods Enzymol. 299:152-178. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(99)99017-1
Sun, W., Shahrajabian, M.H., Petropoulos,S.A., and Shahrajabian, N. 2023. Developing Sustainable agriculture systems in medicinal and aromatic plant production by using chitosan and chitin-based biostimulants. Plants, 12(13), 24-69. DOI: https://doi.org/10.3390/plants12132469
Tejeda-Villagómez, E.A., Hernández-Adame, L., Nieto-Navarro, F., and Anzaldo-Montoya, M. 2023. Nanopartículas de silicio como vehículos de transporte para moléculas de interés agrícola. Mundo Nano, 16(30), 1e-20e. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2023.30.69732.
Tymoszuk A, Wojnarowicz J (2020) Zinc oxide and zinc oxide nanoparticles impact on In vitro germination and seedling growth in Allium Cepa L. Materials 13: 2784. https://doi.org/10.3390/ma13122784.
Ucan-Tucuch, O., Betancourt-Galindo, R., Juárez-Maldonado, A., Sánchez-Vega, M., Sandoval-Rangel, A., y Méndez-López, A. 2023. Efecto de maltodextrinay nanoparticulas de óxido de zinc sobre biomasa y rendimiento en pepino. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 3, e3699. DOI:10.19136/era.a10nIII.3699.
Velásquez, L., Pirela, L., Chirinos, A., y Avelizapa, I. 2019. Nuevos retos en agricultura para los biopolìmeros de quitina y quitosano. Parte 1: efectos beneficiosos para los cultivos. Revista Iberoamericana de Polímeros, 20(3), 118-136. eviberpol.org/2019/05/01/nuevos-retos-en-agricultura-para-los-biopolimeros-de-quitina-y-quitosano-1-efectos-beneficiosos-para-los-cultivos/
Yan, G., Huang, Q., Zhao, S., Xu, Y., He, Y., Nikolic, M., Nikolic, N., Liang, Y., and Zhu, Z. 2024. Silicon nanoparticles in sustainable agriculture: synthesis, absorption, and plant stress alleviation. Front. Plant Sci. 15:1393458. DOI: 10.3389/fpls.2024.139345.
Zhishen, J., Mengcheng, T., and Jianming, W. 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food chemistry 64(4):555-559. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(98)00102-2
Publicado
2025-09-15
Cómo citar
Reyes-Perez, J., Ramos-Remache, R., Jerez , E., Nazareno-Ortiz, R., Murillo-Noboa, K., García- Hernández, J., & Márquez-Guerrero, S. (2025). Nanopartículas que estimulan la producción y calidad de frutos de pepino (Cucumis sativus L.). Revista De La Facultad De Agronomía De La Universidad Del Zulia, 42(3), e254243. Recuperado a partir de http://www.produccioncientifica.luz.edu.ve/index.php/agronomia/article/view/44427
Sección
Producción Vegetal