Effect of methods application of copper nanoparticles in the growth of avocado plants

Resumo

O objetivo deste estudo em casa de vegetação foi avaliar a irrigação radicular, a pulverização foliar e a injeção no caule para encontrar o melhor método para aplicação da nanofertilização de plantas de abacate com nanopartículas de cobre (NPsCu) de sintetises verde. Plantas de abacate de um ano de idade foram supridas quatro vezes (a cada 15 dias) com 0,25 e 0,50 mg/ml de NPsCu através dos três métodos de fertilização. O crescimento do caule e a formação de novas folhas foram avaliados ao longo do tempo e, após 60 dias de exposição às NPsCu, várias características das plantas (crescimento radicular, biomassa fresca e seca, conteúdo de água da planta, citotoxicidade, pigmentos fotossintéticos e acúmulo total de cobre (Cu) nos tecidos vegetais) foram avaliadas para a melhoria pelas NPsCu. Em relação ao tratamento controle, o crescimento do caule e o aparecimento de novas folhas foram aumentados em 25% e 85%, respectivamente, pelos métodos de fornecimento de NPsCu na ordem: pulverização foliar > injeção no caule > irrigação radicular, com poucas diferenças significativas entre as concentrações de NPs. As plantas de abacate supridas com 0,25 e 0,50 mg/ml de NPsCu mantiveram um balanço hídrico e a viabilidade celular variou de 91 a 96% através dos três métodos de aplicação de NPs. A MET não revelou quaisquer alterações ultraestruturais de organelas induzidas por NPsCu nos tecidos foliares. As concentrações de NPsCu testadas não foram altas o suficiente para exercer efeitos deletérios na maquinaria fotossintética das plantas de abacate, mas também se constatou que a eficiência fotossintética foi melhorada. O método de pulverização foliar mostrou uma absorção e translocação melhoradas das NPsCu, com quase nenhuma perda de Cu. Em geral, a melhoria nas características das plantas indicou que o método de pulverização foliar foi o melhor para a nanofertilização de plantas de abacate com NPsCu.

Abstract

The aim of this greenhouse study was to evaluate root irrigation, foliar spray, and stem injection in order to find the best method for the nanofertilization of avocado plants with green synthesized CuNPs. One-year-old avocado plants were supplied four times (every 15 days) with 0.25 and 0.50 mg/ml of CuNPs through the three fertilization methods. Stem growth and new leaf formation were evaluated over time and after 60 days of CuNPs exposure, several plant traits (root growth, fresh and dry biomass, plant water content, cytotoxicity, photosynthetic pigments, and total Cu accumulation in plant tissues) were evaluated for CuNPs improvement. Regarding the control treatment, stem growth and new leaf appearance were increased by 25 % and 85 %, respectively, by the CuNPs supply methods of foliar spray>stem injection>root irrigation, with little significant differences among NPs concentrations. Avocado plants supplied with 0.25 and 0.50 mg/ml CuNPs maintained a hydric balance and cell viability ranged from 91 to 96 % through the three NPs application methods. TEM did not reveal any ultrastructural organelle changes induced by CuNPs in leaf tissues. The concentrations of CuNPs tested were not high enough to exert deleterious effects on the photosynthetic machinery of avocado plants, but photosynthetic efficiency was also found to be improved. The foliar spray method showed improved uptake and translocation of CuNPs, with almost no loss of Cu. In general, the improvement in plant traits indicated that the foliar spray method was the best for nanofertilization of avocado plants with CuNPs.