Nanofarming: Promising Solutions for the Future of the Global Agricultural Industry

Resumo

O setor agrícola é uma fonte vital de bem-estar humano que fornece as necessidades da vida diária. Uma variedade de sistemas agrícolas é utilizada na agricultura, como uma ampla gama de opções de preparo do solo, plantio direto, agrofloresta, agricultura de precisão, agricultura orgânica, cultivo de cobertura, rotação de culturas, etc. Cada um desses sistemas agrícolas tem desafios únicos, e a nanotecnologia melhorou com sucesso muitos deles. As aplicações agrícolas da nanotecnologia incluem nanofertilizantes, nanopesticidas, nanosensores, nanobiotecnologia e nanorremediação. Este estudo foca na aplicação de tecnologias de nano-agricultura para diferentes sistemas agrícolas. Práticas sugeridas incluem a melhoria nano da qualidade do solo, a nano-proteção de culturas sob estresse biótico, a nanorremediação de ambientes de solo e água poluídos, a nanogestão de resíduos agro, nanoagroquímicos, agricultura de precisão nano e nanobiotecnologia para a agricultura moderna. Esta revisão também aborda problemas esperados que podem ocorrer devido à aplicação excessiva de nanomateriais aos sistemas agrícolas, como a nanopoluição e a nanotoxicidade dos compartimentos do agroecossistema. Várias dimensões são enfatizadas neste estudo, como energia verde, desenvolvimento sustentável, a bioeconomia circular, a biodegradação do solo, a poluição e a abordagem de saúde única, como essenciais para os objetivos globais de desenvolvimento sustentável. A nano-agricultura apresenta benefícios e obstáculos para a vida humana. O equilíbrio exato entre estes benefícios e desafios precisa de mais estudo.

Abstract

The agricultural sector is a vital source of human well-being that provides the necessities of daily life. A variety of farming systems are utilized in agriculture, such as a wide range of tillage options, no-till, agroforestry, precision farming, organic farming, cover cropping, crop rotations, etc. Each of these farming systems has unique challenges, and nanotechnology has successfully improved on many of them. Agricultural applications of nanotechnology include nanofertilizers, nanopesticides, nanosensors, nanobiotechnology, and nanoremediation. This study focuses on the application of nano-farming technologies to different farming systems. Suggested practices include nano improvement of soil quality, crop nano-protection under biotic stress, nanoremediation of polluted soil and water environments, nanomanagement of agro-wastes, nano-agrochemicals, nano-precision farming, and nanobiotechnology for modern farming. This review also addresses expected problems that may occur due to over application of nanomaterials to farming systems, such as nanopollution and nanotoxicity of agroecosystem compartments. Several dimensions are emphasized in this study, such as green energy, sustainable development, the circular bioeconomy, land biodegradation, pollution, and the one health approach, as essential for the global goals of sustainable development. Nanofarming presents both benefits and obstacles to human life. The exact balance between these benefits and challenges needs more study.