Nanofertilizers: The Next Generation of Agrochemicals for Long-Term Impact on Sustainability in Farming Systems

Resumo

A microflora do solo é afetada adversamente por fertilizantes químicos. O uso excessivo de fertilizantes químicos aumentou dramaticamente o rendimento das culturas ao custo do vigor do solo. O pH do solo é temporariamente alterado pelos fertilizantes químicos, que matam a microflora benéfica do solo e podem causar estresse de absorção nas plantas cultivadas. Isto leva a dosagens mais altas durante a aplicação, causando lixiviação de águas subterrâneas e toxicidade ambiental. Os nanofertilizantes (NFs) reduzem a quantidade de fertilizante necessária na agricultura, aumentam a eficiência da absorção de nutrientes e diminuem a perda de fertilizante devido ao escoamento superficial e à lixiviação. Além disso, os NFs podem ser usados para aplicações no solo ou foliares e mostraram resultados promissores em uma variedade de espécies de plantas. Os principais constituintes dos nanomateriais são precursores de macro e micronutrientes e suas propriedades em nanoescala. Abordagens inovadoras para sua aplicação como promotor de crescimento para culturas, seus modos de aplicação e o mecanismo de absorção em tecidos vegetais são revisados neste artigo. Além disso, a revisão analisa possíveis deficiências e considerações futuras para a aplicação agrícola comercial de NFs.

Abstract

The microflora of the soil is adversely affected by chemical fertilizers. Excessive use of chemical fertilizers has increased crop yield dramatically at the cost of soil vigor. The pH of the soil is temporarily changed by chemical fertilizers, which kill the beneficial soil microflora and can cause absorption stress on crop plants. This leads to higher dosages during the application, causing groundwater leaching and environmental toxicity. Nanofertilizers (NFs) reduce the quantity of fertilizer needed in agriculture, enhance nutrient uptake efficiency, and decrease fertilizer loss due to runoff and leaching. Moreover, NFs can be used for soil or foliar applications and have shown promising results in a variety of plant species. The main constituents of nanomaterials are micro- and macronutrient precursors and their properties at the nanoscale. Innovative approaches to their application as a growth promoter for crops, their modes of application, and the mechanism of absorption in plant tissues are reviewed in this article. In addition, the review analyzes potential shortcomings and future considerations for the commercial agricultural application of NFs.