Foliar biofortification with copper nanoparticles and its effect on phytochemical quality and enzymatic activity in lettuce

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the foliar application of copper oxide nanoparticles (NPs-CuO) on the phytochemical quality, yield, catalase and peroxidase activity of the hydroponic lettuce crop. Five concentrations (5, 10, 15, 20 and 25 mg/L) of NPs-CuO and a control (0 mg/L) were compared. The experiment was established in a completely randomized design with five repetitions. Data were analyzed with analysis of variance and mean comparisons using Tukey's test (0.05). The results indicate that, under the hydroponic conditions, the lettuce plants showed a greater number of leaves, leaf width and the peroxidase enzyme activity was recorded with the concentration of 15 mg/L NPs-CuO. The concentration of 10 mg/L of NPs-CuO yielded higher contents of total phenols, total flavonoids and antioxidant capacity, being 46.63, 34.21 and 28.23% higher compared to the control treatment, respectively. Regarding the concentration of Cu in the lettuce leaf, the 20 mg/L treatment showed the highest concentration with a value of 9.93±2.40 µg/L DW. The use of copper nanoparticles could be an effective alternative to mitigate copper deficiency in the diet of the human population. RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação foliar de nanopartículas de óxido de cobre (NPs-CuO) na qualidade fitoquímica, produtividade, atividade de catalase e peroxidase da cultura hidropônica de alface. Foram comparadas cinco concentrações (5, 10, 15, 20 e 25 mg/L) de NPs-CuO e um controle (0 mg/L). O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições. Os dados foram analisados com análise de variância e comparações de médias pelo teste de Tukey (0,05). Os resultados indicam que, nas condições hidropônicas, as plantas de alface apresentaram maior número de folhas, largura de folhas e a atividade da enzima peroxidase foi registrada com a concentração de 15 mg/L de NPs-CuO. A concentração de 10 mg/L de NPs-CuO proporcionou maiores teores de fenóis totais, flavonóides totais e capacidade antioxidante, sendo 46,63, 34,21 e 28,23% maiores em relação ao tratamento controle, respectivamente. Em relação à concentração de Cu na folha de alface, o tratamento 20 mg/L apresentou a maior concentração com valor de 9,93±2,40 µg/L de MS. O uso de nanopartículas de cobre poderia ser uma alternativa eficaz para mitigar a deficiência de cobre na dieta da população humana.