Enhancing crop production: Unveiling the role of nanofertilizers in sustainable agriculture and precision nutrient management

Resumo

Melhorar a produção agrícola mundial para satisfazer as demandas de uma população em rápida expansão pode ser possível, em parte, através da criação e uso de fertilizantes inovadores possibilitados pela nanotecnologia de ponta. De fato, de acordo com uma avaliação da literatura, existem nanomateriais projetados que, em concentrações específicas, podem melhorar o desenvolvimento das plantas. Esses materiais poderiam ser utilizados como nanofertilizantes na agricultura para aumentar o rendimento das culturas e reduzir a poluição. Os nanofertilizantes que melhoram o desenvolvimento vegetal, nanofertilizantes que incluem nutrientes, e nanofertilizantes que contêm micronutrientes são os quatro principais tipos de nanomateriais discutidos neste artigo. Concernente à composição química dos nanomateriais, o tamanho das partículas, as concentrações utilizadas, as espécies de plantas que se beneficiaram, as técnicas de incubação de plantas, e as características e taxas de promoção do crescimento vegetal, cada categoria é abordada separadamente. Além disso, examinamos de perto cada tipo de nanofertilizante para determinar sua relevância, potenciais caminhos futuros e necessidades especiais de pesquisa na busca da agricultura sustentável. Por fim, este artigo argumenta que proteger o ambiente e aumentar a produção de alimentos devem ser as principais prioridades de pesquisa, e eles propõem o desenvolvimento de nanofertilizantes de macronutrientes contendo N e P.

Abstract

Improving agricultural output worldwide to satisfy the demands of a rapidly expanding population may be possible, in part, through the creation and use of novel fertilizers made possible by cutting-edge nanotechnology. As a matter of fact, according to the literature assessment, there are designed nanomaterials that, at specific concentrations, can improve plant development. These materials could be utilized as nanofertilizers in agriculture to boost crop yields and reduce pollution. Nanofertilizers that enhance plant development, nanofertilizers that include nutrients, and nanofertilizers that contain micronutrients are the four main types of nanomaterials discussed in this article. Concerning the chemical makeup of the nanomaterials, the size of the particles, the concentrations used, the plant species that benefited, the techniques of plant incubation, and the features and rates of plant growth promotion, each category is addressed separately. Furthermore, we take a close look at each type of nanofertilizer to determine its relevance, potential future paths, and special research needs in the pursuit of sustainable agriculture. Lastly, this paper argues that protecting the environment and increasing food production should be top research priorities, and they propose developing macronutrient nanofertilizers containing N and P.