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Crean nanopartículas de óxido de zinc para utilizar menos fósforo en los cultivos

Nanotecnología Estados Unidos

Los científicos están trabajando diligentemente para prepararse al esperado aumento de la población, este aumento de la producción requerirá de más alimentos en las próximas décadas, es por ello que un equipo de ingenieros de la Universidad de Washington en St. Louis ha encontrado una manera sostenible para impulsar el crecimiento de un grano rico en proteínas mediante la mejora en la forma en que absorbe los nutrientes.

Ramesh Raliya, un científico de investigación, Pratim Biswas, Lucy y Stanley Lopata profesor y presidente del Departamento de Energía, Medio Ambiente e Ingeniería Química, descubrieron una manera de reducir el uso de fertilizantes para mejorar el crecimiento de los cultivos de alimentos mediante el uso de nanopartículas de óxido de zinc.

La investigación fue publicada el 7 de abril en la revista Journal of Agricultural and Food Chemistry donde Raliya dijo que éste es el primer estudio que muestra cómo movilizar el fósforo nativo en el suelo usando nanopartículas de óxido de zinc durante el ciclo de vida de la planta, desde la semilla hasta la cosecha.

Los cultivos de alimentos necesitan fósforo para crecer y los agricultores están utilizando fertilizantes a base de fósforo más y más a medida que aumentan los cultivos. Sin embargo, las plantas sólo pueden utilizar el 42 por ciento del fósforo aplicado al suelo, por lo que el resto se escurre en las corrientes de agua, donde crecen algas que contamina las fuentes de las aguas. Además, casi el 82 por ciento del fósforo del mundo se utiliza como fertilizante, pero se trata de una oferta limitada, dice Raliya.

"Si los agricultores utilizan la misma cantidad de fósforo, que se está utilizando ahora, la oferta mundial se agotaria en unos 80 años", dijo Raliya. "Ahora es el momento para que el mundo aprender a utilizar el fósforo de una manera más sostenible."

Raliya y sus colaboradores, entre ellos Jagadish Chandra Tarafdar del Instituto de Investigación de Zonas Áridas central en Jodhpur, India, crearon nanopartículas de óxido de zinc a partir de un hongo que se encuentra alrededor de la raíz de la planta que la ayuda a movilizar y absorber los nutrientes en el suelo. El zinc también es un nutriente esencial para las plantas, ya que interactúa con tres enzimas y las moviliza de una forma compleja para que la planta pueda absorber el fósforo en el suelo.

"Debido al cambio climático, la temperatura y las cantidades de lluvias diarias", dijo Raliya. "Hace que cambien, la microflora en el suelo también, y una vez que se agota el fósforo en el suelo no se puede movilizar, por lo que el agricultor aplica más. Nuestro objetivo es aumentar la actividad de las enzimas por varias veces, por lo que podemos movilizar el fósforo nativo varias veces ".

Cuando Raliya y el equipo aplicaron las nanopartículas de zinc a las hojas de la planta del frijol, aumentó la absorción del fósforo en casi un 11 por ciento y la actividad de las tres enzimas desde el 84 por ciento a 108 por ciento. Eso conduce a una menor necesidad de añadir fósforo en el suelo, dijo Raliya.

"Cuando la actividad de la enzima aumenta, no es necesario aplicar fósforo externo, porque ya está en el suelo ", dijo.

El frijol mungo es una leguminosa que se cultiva principalmente en China, en el sudeste asiático y la India, donde el 60 por ciento de la población es vegetariana y se basa en las fuentes de proteínas de origen vegetal. El frijol es adaptable a una variedad de condiciones climáticas y es muy asequible para las personas.

Raliya dijo que el 45 por ciento del uso de fósforo en todo el mundo para la agricultura se lleva a cabo en la India y China. Gran parte del suministro de fósforo en los países en desarrollo se importa de los Estados Unidos.

"Esperamos que este método de utilización de nanopartículas de óxido de zinc se puede implementar en los países en desarrollo donde los agricultores están utilizando una gran cantidad de fósforo," dijo Raliya.

Si los cultivos puede crecer de una manera más sostenible, será útil para todos. "Se trata de un esfuerzo más amplio en curso para la sostenibilidad de los alimentos, energía y agua", dijo Biswas.

"La tecnología de nanopartículas habilitado por la ciencia del aerosol ayuda a desarrollar soluciones innovadoras para hacer frente a este problema que es un desafío global al que nos enfrentamos todos los días."

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