Zinc encapsulated chitosan nanoparticle to promote maize crop yield

Resumo

O solo deficiente/alcalino em zinco é um problema globalmente difundido e o cultivo de cereais nesse solo resulta em depressão severa no crescimento das plantas, maior incidência de doenças e menor rendimento de grãos. Para resolver tais problemas, nanopartículas de Zn-quitosana (NPs) sintetizadas em laboratório foram avaliadas por meio de condicionamento de sementes e aplicação foliar em plantas de milho. NPs de Zn-quitosana (0,01–0,16%) mostraram fortes atividades antifúngicas in vitro e promoção do crescimento de mudas. Além disso, as NPs de Zn-quitosana exibiram controle significativo de doenças por meio do fortalecimento da imunidade inata da planta , elevando as enzimas antioxidantes e de defesa, balanceamento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e aumento do acúmulo de lignina. No campo, o tratamento de sementes e a aplicação foliar de NPs desenvolvidas (0,01–0,16%) controlaram significativamente a Curvularia.

Abstract

Zinc deficient/or alkaline soil is globally widespread issue and cultivation of cereals in such soil results in severe depression in plant growth, higher disease incidence and lower grain yield. To address such problems, laboratory synthesized Zn-chitosan nanoparticles (NPs) were evaluated via seed priming and foliar application in maize plants. Zn-chitosan NPs (0.01–0.16%) showed strong in vitro antifungal and seedling growth promotry activities. Further, Zn-chitosan NPs exhibited significant disease control through strengthening of plant innate immunity by elevating antioxidant and defense enzymes, balancing of reactive oxygen species (ROS) and enhancing lignin accumulation. In field, seed treatment and foliar application of developed NPs (0.01–0.16%) significantly controlled Curvularia.