elocation-id: elocation-id: e4213
El maguey pulquero es una especie emblemática de México, por su importancia productiva, ecológica y cultural; sin embargo, a pesar de ello, la reproducción sexual ha sido poco aprovechada, limitando la disponibilidad y conservación de las plantas. En este contexto, la nanotecnología, representa una alternativa innovadora para mejorar el establecimiento inicial del cultivo. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la imbibición de semillas de Agave salmiana cv. Xaminí en soluciones de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO-NPs) y su combinación con plata (ZnO+Ag1%-NPs) sobre la emergencia y el crecimiento inicial. El estudio se realizó en condiciones semicontroladas en el Instituto Tecnológico Superior de Huichapan, Hidalgo, México en 2025. Se evaluaron concentraciones de 50, 100 y 200 mg L-1 y un testigo en agua desionizada, bajo un diseño completamente al azar con tres repeticiones. Las variables evaluadas fueron porcentaje de emergencia, días al máximo de emergencia, índice de velocidad de emergencia y altura de hoja cotiledonar. Los datos se analizaron mediante Anova y prueba de Tukey (p≤ 0.05). Los resultados mostraron que los tratamientos se mantuvieron estadísticamente similares en el porcentaje de emergencia, con valores superiores al 90%, promoviendo una emergencia más rápida y uniforme y reduciendo hasta nueve días el tiempo necesario para alcanzar el máximo establecido, principalmente en los tratamientos con ZnO+Ag 1%. Las concentraciones intermedias favorecieron el crecimiento inicial, incrementando hasta 33% la altura de la hoja cotiledonar y mejorando el índice de velocidad de emergencia. El efecto positivo se atribuye al zinc, elemento necesario en procesos fisiológicos esenciales relacionados al crecimiento vegetal, así como al posible efecto de estimulación fisiológica de la plata en bajas concentraciones. La imbibición de semillas con nanopartículas mejora el establecimiento inicial de A. salmiana, representando una herramienta prometedora para la propagación y conservación de esta especie de alto valor en México.
establecimiento inicial, maguey pulquero, nanotecnología.
En agave pulquero (Agave salmiana Otto ex Salm-Dyck cv. ‘Xaminí’) es un cultivo de importancia económica (SIAP, 2026), ecológica (Mota et al., 2024), cultural (Navarrete y García, 2021) y gastronómica (Velázquez et al., 2021) debido a su alta capacidad de adaptación a condiciones ambientales limitadas (Roldan-Cruz et al., 2023).
En el estado de Hidalgo se produce el 54% de la producción nacional (SIAP, 2026); sin embargo, la producción de plantas de esta especie se ha disminuido durante los últimos 30 años en un 56% (Soto-Alarcón et al., 2022), debido al predominio de la reproducción asexual y abandono del cultivo (Sánchez et al., 2024) y dificultando las estrategias de conservación, manejo y producción de plántulas (Trejo et al., 2020).
Las investigaciones en agronomía se realizan en base a prácticas sostenibles (Cerroblanco-Vázquez, 2025), siendo la nanotecnología, importante en este sentido (Zulfiqar et al., 2019). Las nanopartículas de zinc y plata han mostrado efectos positivos en germinación de semillas (Spinoso-Castillo et al., 2017; Mazumder et al., 2020), desarrollo de raíces y crecimiento de plantas (Shaik et al., 2020).
El uso de nanopartículas en plantas minimiza el uso de fertilizantes, aumentan la disponibilidad de nutrientes y la eficiencia de estos (Nandhini et al. 2019), además de mostrar efectos positivos sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas, en comparación del uso de fertilizantes usados de forma convencional (Kolĕncík et al., 2019).
Sin embargo, la información sobre su uso en la reproducción sexual de A. salmiana es inexistente. El objetivo del estudio fue determinar el efecto de la imbibición de semillas en solución de nanopartículas de óxido de zinc y de óxido de zinc en combinación con plata en la emergencia y desarrollo inicial de plántulas.
El trabajo se realizó en el Instituto Tecnológico Superior de Huichapan, Huichapan, Hidalgo, México durante 2025. Se utilizaron semillas de A. salmiana del cv. Xaminí, colectadas en el Valle del Mezquital, Hidalgo entre las coordenadas geográficas latitud: 20° 22’ 12” latitud norte, 99° 39’ 36” longitud oeste.
Las semillas se embebieron durante 24 h en soluciones de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO-NPs) y óxido de zinc combinadas con plata (ZnO + Ag1%-NPs) a 50, 100 y 200 mg L-1 (Akbay y Yalçın, 2025).
Los tratamientos consistieron en distintas concentraciones utilizadas para la imbibición: T1= testigo (las semillas se embebieron en agua desionizada), T2= 50 mg L-1 de ZnO-NPs, T3= 100 mg L-1 de ZnO-NPs, T4= 200 mg L-1 de ZnO-NPs, T5= 50 mg L-1 de ZnO + Ag-NPs, T6= 100 mg L-1 de ZnO + Ag-NPs y T7= 200 mg L-1 de ZnO + Ag-NPsl.
Las semillas se sembraron a 0.5 cm de profundidad en charolas de poliestireno de 50 cavidades, colocando una semilla por cavidad utilizando turba comercial peatmoss como sustrato, las cuales se mantuvieron en condiciones semicontroladas (25 ±5 °C, fotoperiodo 12:12 h y 60 ±10% HR) en cámara bioclimática Prendo® modelo CB-14. El riego se suministró cada 48 h por aspersión con agua corriente, manteniendo la humedad a capacidad de campo.
Para cada tratamiento se realizaron tres repeticiones, y cada repetición consistió en una charola.
Se contabilizo cada una de las plántulas emergidas hasta el día 19 después de la siembra (dds) (día en el que se presentó el mayor porcentaje de emergencia en los tratamientos), los datos se convirtieron a porcentaje de emergencia utilizando la siguiente ecuación:
Se contabilizaron los días transcurridos hasta el día en el que se obtuvo el mayor porcentaje de emergencia.
Se obtuvo a través del conteo diario de las plántulas emergidas. Se calculó mediante la expresión propuesta por Maguire (1962):
Donde: IVE= índice de velocidad de emergencia; Xi= número de plántulas emergidas por día; Ni= número de días después de la siembra; n= número de conteos 1, 2 …, n conteos.
Se obtuvo a los 19 dds, midiendo la longitud de la hoja cotiledonar utilizando un vernier metálico (marca Truper® con rango 0-150 mm).
El diseño experimental fue completamente al azar. Los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza (Anova) utilizando el paquete estadístico Minitab® y para identificar las diferencias entre los tratamientos se utilizó una prueba de medias de Tukey (p≤ 0.05).
La imbibición de semillas con nanopartículas, tuvo un efecto significativo sobre la emergencia y el crecimiento inicial de A. salmiana. Los tratamientos redujeron el tiempo requerido para alcanzar el mayor porcentaje de emergencia y aumentaron el índice de velocidad de emergencia respecto al testigo.
El porcentaje de emergencia observado confirma la viabilidad de las semillas. El análisis estadístico indicó que no existen diferencias significativas entre ellos (p= 0.1641; α= 0.05).
El testigo presentó una emergencia promedio de 90.3 ±4.5%, con mayor variabilidad entre repeticiones (86-95%), en los tratamientos con ZnO 50 mg L-1, el porcentaje de emergencia promedio fue 95 ±5%, sin diferencias estadísticas marcadas frente al testigo (Figura 1).
En contraste, los tratamientos con ZnO100 y ZnO200 mostraron valores más estables y elevados, con promedios de 93.3 ±2.9% y 96.7 ±2.9%. Los tratamientos con ZnO+Ag NPs presentaron los valores más consistentes, con promedios de 98.3 ±2.9% en Zn+Ag 50 mg L-1, 96.7 ±2.9% en Zn+Ag100 mg L-1 y 95 ± 0% en Zn+Ag 200 mg L-1, aunque ningún tratamiento mostró diferencia estadística, fueron superiores al testigo.
El estudio de Sturikova et al. (2018), mencionan que el zinc, es un micronutriente biológico que promueve el metabolismo de auxinas para el crecimiento de plantas, incidiendo en elongación y división celular, así como su actividad protectora ante estrés ambiental y estabilizador de membranas celulares, promoviendo el desarrollo inicial de cultivos.
Los tratamientos con nanopartículas redujeron significativamente el tiempo de emergencia con respecto al testigo (p= 0.0001; α= 0.05).
El testigo alcanzó el máximo de emergencia entre 16 y 19 días (d), con un promedio de 17.3 ±1.5 d, siendo el tratamiento más lento, la aplicación de ZnO 50 mg L-1 redujo los DME a valores entre 13 y 16 d (promedio 14.3 ±1.5 d), mientras que ZnO 100 mg L-1 lo redujo de forma más marcada (12-14 d, promedio 12.7 ±1.2 d). El tratamiento ZnO 200 mg L-1 mostró valores de 10-13 d (promedio 12 ±1.7 d), lo que representa una reducción de hasta 5 d respecto al testigo (Figura 2).
Los tratamientos combinados ZnO+Ag alcanzaron el mayor porcentaje de emergencia en el menor tiempo. ZnO+Ag 50 mg L-1, ZnO+Ag 100 mg L-1 y Zn+Ag 200 mg L-1 registraron promedios de 10.7 ±0.6, 10.3 ±0.6 y 10.3 ±0.6 d, respectivamente, siendo estadísticamente inferiores al testigo y a los tratamientos con ZnO solo (Tukey, p≤ 0.05). Esta reducción equivale a un adelanto de 6-9 d en el establecimiento inicial.
En forma nanoparticulada, el ZnO presenta una mayor área superficial y reactividad, lo que facilita su interacción con la cubierta seminal y su posible ingreso durante la imbibición, favoreciendo procesos metabólicos tempranos asociados a la emergencia (Mazumder et al., 2020; Shaik et al., 2020), lo anterior se relaciona con los resultados obtenidos en el presente estudio, donde los tratamientos con ZnO-NPs y ZnO+Ag-NPs redujeron significativamente los días necesarios para alcanzar el mayor porcentaje de emergencia y aumentaron el índice de velocidad de emergencia, promoviendo una emergencia más rápida y uniforme de las plántulas de A. salmiana.
Se ha reportado que las ZnO-NPs incrementan la velocidad y uniformidad de la germinación y emergencia en cultivos agrícolas, atribuyéndose al aumento en la actividad antioxidante y la movilización de reservas durante la fase heterotrófica inicial (Mazumder et al., 2020; Manh-Cuong et al., 2021).
Lo cual coincide con lo reportado por Pivaral et al. (2026) sobre la importancia del uso de nanopartículas en plantas. Méndez-Andrade et al. (2024) reportan que las nanopartículas de plata mejoran la absorción de agua al activar enzimas necesarias para la germinación.
Sin embargo, la respuesta positiva no lineal, concuerda con el fenómeno conocido como hormesis, la cual describe una estimulación biológica a bajas dosis y una inhibición a concentraciones elevadas, atribuida a la generación de estrés oxidativo cuando se supera la capacidad antioxidante de las células (Calabrese, 2008; Calabrese et al., 2021).
En este sentido, se ha documentado que las nanopartículas pueden activar respuestas antioxidantes en las plantas (Moreno-Guerrero et al., 2025). Estudios previos en tomate, han reportado efectos similares dependientes de la dosis de nanopartículas de plata, donde las dosis altas mostraron efectos negativos (Noori et al., 2020).
Estos resultados adquieren relevancia considerando que la propagación sexual de A. salmiana ha sido poco utilizada en sistemas productivos, a pesar de su importancia para la conservación y sostenibilidad del cultivo (Trejo et al., 2020; Soto-Alarcón et al., 2022), representando una herramienta biotecnológica prometedora para mejorar en las plantas su capacidad para absorber nutrientes y crecer con mayor velocidad (Lira et al., 2018).
La imbibición de semillas con ZnO-NPs y ZnO+Ag-NPs mejora significativamente la emergencia de A. salmiana, particularmente al reducir el tiempo necesario para alcanzar altos porcentajes de emergencia, lo cual coincide con reportes previos en otros cultivos y refuerza el potencial de la nanotecnología como alternativa sostenible en la propagación de especies de interés agrícola y ecológico (Rodríguez-González et al., 2024), al respecto, Raliya et al. (2017), quienes reportan que la nanotecnología mejora la eficiencia en el uso de nutrientes e incrementa la productividad de las plantas.
El análisis de varianza muestra diferencias estadísticas significativas en la altura de la hoja cotiledonar entre tratamientos (p= 0.0003; α= 0.05), evidenciando un efecto del tipo y concentración de nanopartículas aplicadas (Figura 3).
El tratamiento testigo presentó las menores alturas, con valores entre 4.47 y 4.65 cm y un promedio de 4.56 ±0.09 cm, lo que indica un crecimiento inicial limitado en ausencia de nanopartículas. Los tratamientos con ZnO 50 mg L-1 mostraron alturas superiores (4.25-5.48 cm, promedio 4.82 ±0.63 cm), sin diferencias estadísticas con respecto al testigo (Tukey, p> 0.05).
Al incrementar la concentración de ZnO a 100 mg L-1, la altura aumentó significativamente (5.41-5.71 cm, promedio 5.52 ±0.15 cm), representando un incremento de 21% respecto al testigo. El tratamiento ZnO 200 mg L-1 presentó un aumento en la altura (5.80-6.58 cm, promedio 6.06 ±0.43 cm), siendo estadísticamente superior al testigo y a ZnO 50 (Tukey, p≤ 0.05).
Este incremento equivale a un aumento de 33% en comparación con el control. Los tratamientos combinados ZnO+Ag mostraron un comportamiento diferenciado. Zn+Ag50 y Zn+Ag100 alcanzaron las mayores alturas registradas, con promedios de 5.89 ±0.36 cm y 6.02 ±0.19 cm, respectivamente, sin diferencias estadísticas entre ellos, pero significativamente superiores al testigo y a ZnO 50 (Tukey, p≤ 0.05).
En Zn+Ag200, la altura disminuyó (5.13-5.32 cm, promedio 5.19 ±0.11 cm), sin diferencias estadísticas respecto a ZnO100, lo que muestra un efecto inhibitorio a concentraciones elevadas) (Figura 3). Este comportamiento corresponde a un efecto hormético, caracterizado por la estimulación a bajas dosis y la inhibición a concentraciones elevadas, reportado para nanopartículas metálicas (Calabrese et al., 2021).
Lo mencionado por Manh-Cuong et al. (2021) refieren a que el efecto positivo del ZnO se asocia a su función como micronutriente esencial y regulador del metabolismo enzimático, mientras que la plata, en bajas concentraciones, puede potenciar la respuesta fisiológica; sin embargo, concentraciones elevadas pueden generar estrés oxidativo, afectando el crecimiento inicial de las plántulas (Shaikhaldein, 2020).
El análisis de varianza mostró diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos (p valor= 0.0001; α= 0.05). El testigo presentó los valores más bajos de esta variable con un promedio de 2.09 ±0.11, indicando una emergencia más lenta y menos uniforme. Los tratamientos con ZnO a 50 mg L-1 mostraron valores intermedios de IVE (1.78-2.22, promedio 1.97 ±0.22), sin diferencias estadísticas significativas con respecto al testigo.
Al incrementar la concentración de ZnO a 100 mg L-1, el IVE aumentó significativamente (2-2.24, promedio 2.09 ±0.13), mientras que ZnO a 200 mg L-1 alcanzó valores significativamente superiores (2.27-2.5, promedio 2.39 ±0.12), representando un incremento aproximado del 14-20% respecto al testigo.
Las combinaciones de ZnO+Ag registraron los valores más altos de IVE en el estudio. ZnO+Ag 50 mg L-1 presentó un promedio de 2.58 ±0.05, Zn+Ag100 mg L-1 de 2.53 ±0.02 y ZnO+Ag 200 mg L-1 de 2.49 ±0.1, siendo estadísticamente superiores al testigo y a los tratamientos con ZnO solo (Tukey, p≤ 0.05) (Figura 4).
Los resultados evidencian una emergencia más rápida y uniforme de las plántulas. En conjunto con otros elementos el zinc a concentraciones bajas puede mejorar funciones celulares específicas en las plantas como la fotosíntesis, respiración, fijación de nitrógeno entre otras (Shahid et al., 2015).
La imbibición de semillas de Agave salmiana Cv. Xaminí con nanopartículas de óxido de zinc y su combinación con plata favoreció la emergencia y el crecimiento inicial de las plántulas bajo condiciones semicontroladas.
Se confirma que la aplicación de nanopartículas durante la imbibición de semillas representa una alternativa biotecnológica prometedora para mejorar el establecimiento inicial, fortalecer la propagación sexual y contribuir a la conservación de A. salmiana.
Manh-Cuong, D.; Cong-Du, P.; Tung, H. T.; Ngan, H. T. M.; Luan, V. Q.; Phong, T. H.; Khai, H. D.; Phuong, T. T. B. and Nhut, D. T. 2021. Silver nanoparticles as an effective stimulant in micropropagation of Panax vietnamensis-a valuable medicinal plant. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 143(3)577-588. https://doi.org/10.1007/s11240-021-02095-2.
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