elocation-id: e4068
La producción de plántulas de calidad en cultivos hortícolas es un paso fundamental para su éxito, para ello, la fertilización juega un papel muy importante. El selenio (Se) se ha evaluado por sus efectos benéficos en la fisiología de las plantas. Sin embargo, los estudios en etapa de plántula son escasos. Por lo anterior, el presente estudio se realizó en la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México en 2025 con el objetivo de evaluar la aplicación foliar de dos fuentes de selenio: selenito de sodio (Na2SeO3) y nanopartículas de Se (NPSe) en la producción de plántulas de lechuga (Lactuca sativa L.). Los tratamientos fueron: 1) testigo absoluto, 0 ppm Se (aspersión con agua); 2) 1.5 ppm de NPSe; 3) 3 ppm de NPSe; 4) 4.5 ppm de NPSe; 5) 1.5 ppm de Na2SeO3; 6) 3 ppm Na2SeO3; 7) 4.5 ppm Na2SeO3. Después de 30 días de la germinación se determinó el peso seco, peso fresco, altura, área foliar, índice brote/raíz, relación de área foliar, índice de clorofila, índice de balance de nitrógeno e índice de flavonoides. Los resultados indicaron que la aplicación foliar de 3 y 4.5 ppm de NPSe mejoran la calidad de las plántulas de lechuga, ya que generaron un mejor balance de brote/raíz, mayor peso seco de raíz y un buen balance de nitrógeno. Estos indicadores sugieren que las plántulas pueden tener mayor sobrevivencia al postrasplante y un crecimiento continuo al poder presentar mayor capacidad para absorber agua y nutrientes. No se encontraron efectos fitotóxicos en el crecimiento de las plántulas.
elemento benéfico, estimulación vegetal, hortalizas, nanotecnología
En cultivos hortícolas, la producción de plántulas representa el inicio del proceso de producción y es parte fundamental del éxito o fracaso del cultivo. Para ello es necesario obtener plántulas con características que les permitan tener un alto nivel de establecimiento en campo y garantizar un crecimiento continuo al trasplante. En su primera etapa de vida, los cuidados principales para las plántulas son el riego, prevención de plagas y enfermedades, protección del clima y fertilización.
Recientemente, diversos estudios se han enfocado en evaluar los efectos de algunos elementos benéficos para los cultivos, los cuales no son considerados esenciales para las plantas, pero que en dosis bajas pueden mejorar el crecimiento y el desarrollo. Entre estos se destaca el selenio (Se), que es reconocido como un elemento esencial en mamíferos y en otros organismos, ya que participa en diversos procesos fisiológicos (Garza-García et al., 2022). En la naturaleza existen diferentes formas de Se, las orgánicas que consisten en los seleno aminoácidos y las inorgánicas como el selenito y el selenato. Las formas inorgánicas se han empleado en los sistemas agrícolas mediante la biofortificación o la bioestimulación; sin embargo, pueden ser tóxicas para las plantas en altas concentraciones.
De esta manera, surge el desarrollo de las nanopartículas de selenio (NPSe), que se caracterizan por tener un tamaño de 1 a 100 nm en algunos de sus lados, tienen mayor biodisponibilidad y mejores propiedades biológicas comparadas con las fuentes inorgánicas de Se (Garza-García et al., 2022). Las NPSe están implicadas en la estimulación de pigmentos fotosintéticos, la tasa de fotosíntesis neta, el intercambio de gases, la acumulación de osmoprotectores y la síntesis de metabolitos secundarios, considerados como los principales mecanismos de acción en las plantas (El-Ramady et al., 2014). Dichos mecanismos están relacionados con el tamaño de partícula a escala nanométrica y a sus características fisicoquímicas, que les permiten ingresar a la planta con mejor eficiencia, lo que hace suponer que su aplicación puede beneficiar la producción de plántulas de lechuga, así como mejorar la calidad.
Por lo anterior, el objetivo del presente estudio fue evaluar la aplicación foliar de dos fuentes de selenio: selenito de sodio (Na2SeO3), como fuente inorgánica, y nanopartículas de Se (NPSe) en la producción de plántulas de lechuga. Se evaluaron siete tratamientos de aspersión foliar en la producción de plántula de lechuga: 1) testigo absoluto, 0 ppm Se (aspersión con agua); 2) 1.5 ppm de NPSe; 3) 3 ppm de NPSe; 4) 4.5 ppm de NPSe; 5) 1.5 ppm de Na2SeO3; 6) 3 ppm Na2SeO3; 7) 4.5 ppm Na2SeO3.
El nano selenio fue sintetizado siguiendo la metodología descrita por Hernández-Díaz et al. (2021), en el Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ). Se hicieron tres aplicaciones foliares de los tratamientos a las plántulas de lechuga a partir del desarrollo pleno de cuatro hojas verdaderas, una cada semana, entre 9:30 am y 10 am. Se utilizó la variedad de lechuga Carregón tipo iceberg (Enza Zaden México). El diseño experimental consistió en bloques al azar con siete tratamientos y tres repeticiones. Las unidades experimentales fueron charolas de poliestireno de 338 cavidades, la parcela experimental tenía 112 plántulas por tratamiento (1/3 de charola). Las plántulas se regaron diariamente con 1 g de fosfato diamónico (DAP) por litro de agua. Como parcela útil, se tomaron plántulas del centro para eliminar el factor de orilla.
La evaluación de los tratamientos con abono orgánico y manejo convencional se hizo a los 30 días de la germinación. De cada tratamiento se tomaron siete plántulas al azar del centro de la parcela útil. Las variables de respuesta fueron las siguientes: peso seco (PS), peso fresco (PF), altura de plántulas, área foliar, índice brote/raíz (IBR), relación de área foliar (RAF), índice de clorofila (IC), índice de balance de nitrógeno (NBI) e índice de flavonoides (IF), los últimos se midieron con equipo portátil DUALEX (Optical Leafclip Meter, Pessl Instruments GmbH, Weiz, Austria).
El análisis estadístico consistió en un ANOVA, en caso de tener diferencias significativas (p ≤ 0.05), se procedió a realizar una prueba de medias de Tukey (p ≤ 0.05). Se realizó un análisis de componentes principales (PCA) para visualizar las diferencias de las diferentes concentraciones de NPSe (tratamientos) en la producción de plántula de lechuga, utilizando los paquetes FactoMineR (V. 3.5.3) y Factoextra (V. 3.5.3). Todos los análisis y la figura se realizaron con el software R (V 4.1.0.) en RStudio (V 1.4.1717).
Los resultados de la aplicación foliar de las nanopartículas de Se (NPSe) y el selenito de sodio (Na2SeO3), como fuente de Se inorgánico, se presentan en el Cuadro 1 y 2.
En las variables de peso seco y fresco (total y brote) no se obtuvieron diferencias significativas; aunque, en el peso seco de la raíz se encontraron diferencias entre el testigo y los tratamientos con 3 y 4.5 ppm de NPSe. Tampoco se obtuvieron diferencias significativas en la altura de las plántulas (p > 0.05) (Cuadro 1); lo que podría indicar que los tratamientos evaluados no provocaron un efecto fitotóxico. En las variables de área foliar, relación de área foliar (RAF), índice de brote/raíz (IBR), clorofila, índice de balance de nitrógeno (NBI) y flavonoides se encontraron diferencias significativas (p < 0.05) (Cuadro 2).
El PCA mostró que los tratamientos tuvieron efectos diferentes en las variables evaluadas de las plántulas (Figura 1). Dos dimensiones (dimensión 1 y 2) explicaron el 54.58% de la variación total de los datos; en la dimensión 1 se observó un efecto diferente de los tratamientos con 3 ppm y 4.5 ppm de NPSe, con respecto al resto de los tratamientos (Figura 1).
Los tratamientos con NPSe destacaron para la producción de plántula de lechuga debido a que propiciaron una mejor IBR y NBI, dos indicadores importantes de calidad de plántula. Los tratamientos con 3 y 4.5 ppm de Na2SeO3 tuvieron mayor área foliar. El IBR indica el balance entre el brote y la raíz de las plántulas, un buen balance puede garantizar una mejor supervivencia al trasplante, ya que se evita que la transpiración supere la capacidad de absorción de agua del suelo. Así mismo, un valor bajo de RAF también es indicador de mayor resistencia al estrés postrasplante. Entre las dosis de NPSe, las dosis más sobresalientes fueron de 1.5 y 4.5 ppm que, además de los índices de calidad mencionados, pudieron propiciar los mejores valores de clorofila y NBI, dos indicadores importantes del estado del nitrógeno de las plantas, que podrán ayudar a su nutrición y crecimiento rápido en postrasplante.
Los resultados obtenidos son relevantes en función de la poca información sobre el uso de NPSe en la producción de hortalizas en su primera etapa fenológica. La mayoría de los estudios se han enfocado en las etapas postrasplante y en la evaluación de variables de producción final (Gaucin-Delgado et al., 2024; Golubkina et al., 2024). Un estudio realizado por Huang et al. (2023), en lechuga variedad crispa “Purple Rome”, obtuvieron que dosis menores de 8 µM de Na2SeO3 promovieron significativamente el crecimiento en plántulas. También encontraron que la actividad enzimática y la expresión génica de las enzimas antioxidantes aumentaron significativamente con la aplicación exógena de Se. Otro efecto importante que reportan es el aumento de la acumulación de nutrientes de lechuga en la etapa de plántula.
Otros autores han demostrado un efecto positivo de las NPSe en la ontogénesis de las plántulas (Malagoli et al., 2015), así como en la organogénesis y fisiología que promueve su crecimiento y las protegen contra el estrés abiótico (Mozafariyan et al., 2014; Tarrahi et al., 2021). El mecanismo de acción de las NPSe sobre el crecimiento de la raíz se ha relacionado con la regulación en la biosíntesis de fitohormonas como las auxinas, giberelinas y citoquininas (Khai et al., 2024). También se ha reportado mayor acumulación de glicerato y un enriquecimiento en el ciclo del citrato (ciclo de Krebs) en raíces de plántulas de chile (Campos-García et al., 2025). Por otro lado, se ha reportado que dosis mayores de Na2SeO3 (16 µM) inhiben el crecimiento de las plántulas e inducen la producción de especies reactivas de oxígeno, causando daño oxidativo a los lípidos de la membrana y provocando muerte celular (Bano et al., 2021; Huang et al., 2023).
La aplicación foliar de nanopartículas de selenio (NPSe) pueden mejorar la calidad de plántulas de lechuga, en específico, con dosis de 3 y 4.5 ppm de NPSe, ya que generaron un mejor balance de brote/raíz (IBR), debido a un mayor peso seco de raíz y un buen balance de nitrógeno (NBI), indicadores que le confieren alta capacidad de sobrevivencia al postrasplante, mejor establecimiento y crecimiento continuo del cultivo. No se identificaron efectos fitotóxicos en el crecimiento de las plántulas de lechugas por los tratamientos con ambas fuentes de Se.
Campos-García, T.; Hernández-Soltero, M. F.; Hernández-Fernández, O. B.; Vázquez-Martínez, J. and García-Morales, S. 2025. Selenium nanoparticles induce differential shoot/root response of Capsicum annuum seedlings revealed by non-targeted metabolomic analysis. Plant Nano Biology. 11:100139. https://doi.org/10.1016/j.plana.2025.100139.
Garza-García, J. J. O.; Hernández-Díaz, J. A.; Zamudio-Ojeda, A.; León-Morales, J. M.; Guerrero-Guzmán, A.; Sánchez-Chiprés, D. R.; López-Velázquez, J. C. and García-Morales, S. 2022. The role of selenium nanoparticles in agriculture and food technology. Biological Trace Element Research. 200(5):2528-2548. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02847-3.
Gaucin-Delgado, J. M.; Hernández-Montiel, L. G.; Ramírez-Rodríguez, S. C.; López-Salazar, R.; Ramirez-Aragón, M. G.; Hermosillo-Alba, M. C. and Preciado-Rangel, P. 2024. Foliar fertilization of nano-selenium and its effects on bioactive compounds and enzymatic activity in lettuce. Revista Terra Latinoamericana. 42:1-12. https://doi.org/10.28940/terra.v42i0.1939.
Golubkina, N.; Kharchenko, V.; Moldovan, A.; Antoshkina, M.; Ushakova, O. V Sękara, A.; Stoleru, V.; Murariu, O. C.; Vincenzo-Tallarita, A.; Sannino, M. and Caruso, G. 2024. Effect of selenium and garlic extract treatments of seed-addressed lettuce plants on biofortification level, seed productivity and mature plant yield and quality. Plants. 13(9):1-15. https://doi.org/10.3390/plants13091190.
Hernández-Díaz, J. A.; Garza-García, J. J.; León-Morales, J. M.; Zamudio-Ojeda, A.; Arratia-Quijada, J.; Velázquez-Juárez, G.; Zamudio-Ojeda, A.; López-Velázquez, J. C. and García-Morales, S. 2021. Antibacterial activity of biosynthesized selenium nanoparticles using extracts of Calendula officinalis against potentially clinical bacterial strains. Molecules. 26(19):5929. https://doi.org/10.3390/molecules26195929.
Khai, H. D.; Hiep, P. P. M.; Tung, H. T.; Phong, T. H.; Mai, N. T. N.; Luan, V. Q.; Cuong, D. M.; Vinh, B. V. T. and Nhut, D. T. 2024. Selenium nanoparticles promote adventitious rooting without callus formation at the base of passion fruit cuttings via hormonal homeostasis changes. Scientia Horticulturae. 323:112485. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112485.