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Abstract:
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A agricultura enfrenta na atualidade grandes desafios, agravados pelas mudanças climáticas, escassez de recursos e pelo acúmulo de resíduos ambientais. Nesse cenário, o presente trabalho buscou desenvolver carbon dots (CDs) a partir da casca de arroz, um resíduo agrícola de baixo valor agregado. Além disso, utilizou-se EDTA como fonte de dopagem nitrogenada, com o objetivo de potencializar as propriedades físico-químicas e melhorar sua interação com sementes de plantas. A proposta foi avaliar de que forma esses CDs poderiam atuar como fertilizantes na germinação e no crescimento inicial de sementes de feijão comum. A síntese utilizando reator hidrotermal se mostrou eficiente, resultando em CDs com boa solubilidade, estabilidade e funcionalização superficial, além de demonstrar que a dopagem com nitrogênio favoreceu a presença de grupos ativos, como aminas e amidas. Essa modificação não apenas aumentou o rendimento quântico dos CDs, mas também conferiu maior uniformidade e regularidade às nanopartículas. Nos ensaios de aplicação em sementes, observou-se que os CDs apresentaram influência positiva sobre a germinação e o vigor das plântulas. Em especial, os tratamentos T2 (20 mg/L não dopados) e T6 (40 mg/L dopados com nitrogênio) destacaram-se em comparação ao tratamento com água (controle), apresentando maiores índices de germinação, menor mortalidade de sementes e maior uniformidade no desenvolvimento inicial. Esses efeitos foram atribuídos à afinidade à água dos CDs, que facilita a absorção de água e nutrientes, à sua ação antioxidante, capaz de neutralizar radicais livres e reduzir danos oxidativos nas sementes em fase de germinação, e sua ótima capacidade de doar e receber elétrons, essenciais no processo de fotossíntese. A presença do nitrogênio mostrou-se um fator determinante, refletindo sua importância como macronutriente essencial para o metabolismo vegetal. Dentre os dopados, a condição mais elevada (40 mg/L) promoveu ganhos expressivos, reforçando a ideia de que existe um ponto ótimo de aplicação a ser explorado. As análises de germinação, crescimento e biomassa indicaram que os CDs podem favorecer a alocação de matéria seca mesmo em condições limitantes, como no papel germinativo. De maneira geral, o trabalho evidenciou que os carbon dots obtidos por rotas verdes não apenas representam uma alternativa sustentável de reaproveitamento de resíduos agrícolas, mas também possuem real potencial de aplicação como biofertilizantes naturais. A utilização desses nanomateriais pode contribuir para o aumento da produtividade agrícola de forma limpa e inovadora, ao mesmo tempo em que reduz impactos ambientais associados ao descarte de resíduos. Assim, os resultados obtidos fortalecem a perspectiva de que a nanotecnologia aplicada à agricultura é uma estratégia promissora para enfrentar os desafios globais de produção de alimentos de maneira mais eficiente, resiliente e sustentável. |
