Biofertilizers and nanofertilizers for sustainable agriculture: Phycoprospects and challenges

Resumo

O aumento da demanda por alimentos e a cessação dos depósitos de nutrientes resultaram em um grande déficit entre a oferta e a demanda de alimentos, que se agravará nos próximos anos. O aumento da aplicação de fertilizantes sintéticos nas terras resultou em poluição ambiental, mudanças persistentes na ecologia do solo e nas condições físico-químicas. Isso diminuiu significativamente a fertilidade natural do solo, prejudicando a produtividade agrícola, a saúde humana e a higiene. Fontes de nutrientes resilientes de base biológica, como algas derivadas de águas residuais, são promissoras como nutrientes completos para a agricultura e têm potencial para serem usadas em cultivos sem solo. Inovações em nanofortificação e nanodimensionamento de minerais e algas têm o potencial de facilitar a biodisponibilidade e a eficácia dos nutrientes para um aumento múltiplo na produtividade. Nesse contexto, várias opções de aplicação de nanofertilizantes minerais na produção de alimentos agrícolas, além de biofertilizantes eficientes, foram investigadas. O biofertilizante de algas com aplicação em nanoescala tem grandes perspectivas para maiores produtividades agrícolas e promove um desenvolvimento adequado.

Abstract

Increased food demands and ceasing nutrient deposits have resulted in a great shortfall between the food supply and demand and would be worse in the years to come. Higher inputs of synthetic fertilizers on lands have resulted in environmental pollution, persistent changes in the soil ecology, and physicochemical conditions. This has greatly decreased the natural soil fertility thereby hindering agricultural productivity, human health, and hygiene. Bio-based resilient nutrient sources as wastewater-derived algae are promising as a complete nutrient for agriculture and have the potential to be used in soilless cultivations. Innovations in nano-fortification and nano-sizing of minerals and algae have the potential to facilitate nutrients bioavailability and efficacy for a multifold increase in productivity. In this context, various options on minerals nanofertilizer application in agricultural food production besides efficient biofertilizer have been investigated. Algal biofertilizer with the nanoscale application has huge prospects for further agriculture productivities and fosters suitable development.