Facile Coating of Urea With Low-Dose ZnO Nanoparticles Promotes Wheat Performance and Enhances Zn Uptake Under Drought Stress

Resumo

As nanopartículas de óxido de zinco (ZnO-NPs) são promissoras como novos nutrientes fertilizantes para as plantações. No entanto, seu tamanho ultrapequeno pode dificultar a aplicação em campo em larga escala devido ao potencial de deriva, dissolução intempestiva ou agregação. Neste estudo, a ureia foi revestida com ZnO-NPs (1%) ou ZnO a granel (2%) e avaliada em trigo (Triticum aestivum L.) em uma estufa agrícola, sob condições de seca (40% da capacidade de umidade do campo; FMC) e não seca (80% da FMC), em comparação com a ureia não revestida com ZnO (controle) e a ureia com ZnO-NP separado (1%) ou ZnO a granel (2%). As plantas foram expostas a ≤ 2,17 mg/kg de ZnO-NPs e ≤ 4,34 mg/kg de ZnO em massa, indicando exposição a uma taxa maior de Zn do ZnO em massa. As ZnO-NPs e o ZnO em massa apresentaram eficiências de revestimento de ureia semelhantes, de 74 a 75%. A seca aumentou significativamente (p ≤ 0,05) o tempo para o início da panícula, reduziu a produção de grãos e inibiu a absorção de Zn, nitrogênio (N) e fósforo (P). Sob seca, as NPs de ZnO reduziram significativamente o tempo médio para o início da panícula em 5 dias, independentemente do revestimento e em relação ao controle. Em contrapartida, o ZnO em massa não afetou o tempo de início da panícula. Em comparação com o controle, o rendimento de grãos aumentou significativamente, 51 ou 39%, com a ureia revestida ou não revestida com ZnO-NP. Os aumentos de rendimento da ureia revestida ou não revestida com ZnO a granel foram insignificantes, em comparação com o controle e os tratamentos com ZnO-NP. A absorção de Zn pelas plantas aumentou em 24 ou 8% com ZnO-NPs revestidos ou não revestidos; e em 78 ou 10% com ZnO em massa revestido ou não revestido. Em condições de não seca, o tratamento com Zn não reduziu significativamente o tempo de início da panícula, exceto com o ZnO em massa não revestido. Em relação ao controle, as ZnO-NPs (independentemente do revestimento) aumentaram significativamente a produção de grãos; e as ZnO-NPs revestidas aumentaram significativamente a absorção de Zn. A fertilização com Zn não afetou significativamente a absorção de N e P, independentemente do tamanho da partícula ou do revestimento. Em conjunto, essas descobertas demonstram que o revestimento de ureia com ZnO-NPs melhora o desempenho da planta e o acúmulo de Zn, potencializando assim a implantação em escala de campo de micronutrientes em escala nanométrica. Notavelmente, os menores aportes de Zn das ZnO-NPs aumentaram a produtividade das culturas, comparável aos maiores aportes de ZnO em massa. Isso destaca um dos principais benefícios dos nanofertilizantes: a redução das entradas de nutrientes na agricultura sem penalidades de rendimento.

Abstract