Nanocomposite-based smart fertilizers: A boon to agricultural and environmental sustainability
- R. Chakraborty
- A. Mukhopadhyay
- S. Paul
- S. Sarkar
- R. Mukhopadhyay
Resumo
Os fertilizantes são insumos agrícolas indispensáveis para atender à crescente demanda por alimentos. O uso indiscriminado de produtos fertilizantes convencionais tem resultado em diversas complicações ambientais e para a saúde humana. Para mitigar esses problemas, os fertilizantes à base de nanocompósitos são opções alternativas viáveis. Os nanocompósitos, uma classe nova de materiais com resistência mecânica aprimorada, propriedades de barreira e estabilidade mecânica e térmica, são candidatos adequados para desenvolver formulações de fertilizantes de liberação lenta/controlada e ecologicamente corretas. Nesta revisão, o uso de diferentes materiais nanocompósitos desenvolvidos para o manejo de nutrientes na agricultura foi resumido, com foco principal em suas técnicas de síntese e caracterização, e aspectos de aplicação na nutrição de plantas, juntamente com a discussão de limitações e oportunidades futuras deste domínio. Estudos mais detalhados sobre fertilizantes à base de nanocompósitos são necessários para avaliar os métodos de síntese rentáveis, a eficácia em campo em profundidade, o destino ambiental, a estabilidade, etc., antes da comercialização no campo da agricultura. Espera-se que a presente revisão ajude os formuladores de políticas e todas as partes interessadas na comercialização e aplicação em larga escala de produtos fertilizantes inteligentes à base de nanocompósitos, com maior aceitação social e sustentabilidade ambiental em um futuro próximo.
Abstract
Fertilizers are indispensable agri-inputs to accomplish the growing food demand. The injudicious use of conventional fertilizer products has resulted in several environmental and human health complications. To mitigate these problems, nanocomposite-based fertilizers are viable alternative options. Nanocomposites, a novel class of materials having improved mechanical strength, barrier properties, and mechanical and thermal stability, are suitable candidates to develop eco-friendly slow/controlled release fertilizer formulations. In this review, the use of different nanocomposite materials developed for nutrient management in agriculture has been summarized with a major focus on their synthesis and characterization techniques, and application aspects in plant nutrition, along with addressing constraints and future opportunities of this domain. Further detailed studies on nanocomposite-based fertilizers are required to evaluate the cost-effective synthesis methods, in-depth field efficacy, environmental fate, stability, etc. before commercialization in the field of agriculture. The present review is expected to help the policy makers and all the stakeholders in the large-scale commercialization and application of nanocomposite-based smart fertilizer products with greater societal acceptance and environmental sustainability in near future.
