Síntesis y aplicación de nanopartículas de dióxido de sílice derivadas del extracto acuoso de Verbesina sphaerocephala y su eficiencia como bioestimulante de crecimiento en Cucumis sativus L.

Abstract

RESUMEN La agricultura moderna enfrenta graves retos derivados del uso excesivo de agroquímicos, la degradación ambiental y el cambio climático, lo que amenaza la seguridad alimentaria global. En este contexto, la nanotecnología verde surge como una alternativa innovadora y sustentable para mejorar la productividad agrícola sin aumentar la huella ecológica. El silicio (Si) se reconoce como un elemento clave en la fisiología vegetal, capaz de fortalecer las paredes celulares, mejorar la tolerancia al estrés y optimizar la absorción de nutrientes. En forma de nanopartículas de dióxido de silicio (SiO₂-NPs), obtenidas mediante síntesis verde, su efectividad aumenta debido a su alta reactividad y biocompatibilidad. La síntesis verde utiliza extractos vegetales ricos en compuestos fenólicos, flavonoides y terpenoides como agentes reductores y estabilizantes, evitando el uso de químicos tóxicos. Este método es económico, ecológico y genera nanopartículas estables y bioactivas, ideales para aplicaciones agrícolas. En este marco, la planta Verbesina sphaerocephala, endémica del occidente de México, destaca por su alto contenido de metabolitos antioxidantes y bioactivos. Sus extractos presentan propiedades medicinales, antimicrobianas, bioestimulantes y nematicidas, lo que la convierte en una especie con potencial dual: medicinal y biotecnológico. La combinación de extractos de V. sphaerocephala con SiO₂-NPs ha demostrado mejorar la germinación, el desarrollo vegetal y la resistencia ante estrés en cultivos como pepino (Cucumis sativus), uno de los productos agrícolas más importantes de México. Estas nanopartículas funcionalizadas estimulan el crecimiento radicular, activan enzimas antioxidantes, mejoran la absorción de nutrientes y aumentan la calidad postcosecha del fruto. Asimismo, su aplicación reduce la dependencia de fertilizantes y fungicidas sintéticos, favoreciendo una agricultura más sostenible y competitiva. Sin embargo, aún se requieren estudios detallados sobre su impacto ambiental, estabilidad y efectos en la microbiota del suelo. Este trabajo propone la síntesis, caracterización y aplicación agronómica de nanopartículas de SiO₂ funcionalizadas con extractos de V. sphaerocephala, estableciendo un puente entre la innovación biotecnológica y la producción hortícola sustentable, en alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la FAO.