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Nanotecnologia – Inovação em nutrição vegetal

Congresso Brasileiro do Algodão

Autores

Louise Pinto Guisolfi
Engenheira agrônoma e mestranda em Fitotecnia – Universidade Federal de Viçosa (UFV)
louise.guisolfi@ufv.br
Ronaldo Machado Junior
Engenheiro agrônomo, mestre em Fitotecnia e doutorando em Genética e Melhoramento – UFV
ronaldo.juniior@ufv.br
Herika Paula Pessoa
Engenheira agrônoma, mestre e doutoranda em Fitotecnia – UFV
herika.paula@ufv.br
Hellismar Wakson da Silva
Engenheiro agrônomo e doutorando em Agronomia/Fitotecnia – Universidade Federal de Lavras (UFLA)
waksonhellismar@gmail.com

Fotos Shutterstock

A nanotecnologia é um campo interdisciplinar que foi inserido em diferentes áreas das ciências aplicadas, tais como como química, física, biologia, medicina e engenharia. A pesquisa e desenvolvimento direcionados para entender, manipular e medir materiais com dimensões atômicas, moleculares e super moléculas são chamados nanotecnologia. A nanotecnologia foi provisoriamente definida como relacionada a materiais, sistemas e processos que operam em uma escala de 100 nanômetros (nm) ou menos.

Recentemente, nano moléculas obtidas pela nanotecnologia trouxeram a possibilidade de manipulação no nível da escala nano, regular e catalisada em reações químicas por essas estruturas. Nano materiais são compostos de componentes com tamanho muito pequeno, os quais têm impacto nas propriedades dos materiais no nível macro.

A utilização

Partículas Nan podem servir como “balas mágicas”, contendo herbicidas, produtos químicos ou genes que visam partes de plantas específicas para liberar seu conteúdo. As cápsulas de Nan podem permitir a penetração efetiva de herbicidas através de cutículas e tecidos, permitindo e libertação constante das substâncias ativas.

Esta convergência de tecnologia com a biologia a nível nano chama-se nano biotecnologia. Nano polímeros e nano shells são os nano compostos mais importantes que têm muitas aplicações em diferentes ciências. Nano polímeros são moléculas tridimensionais alcançadas pela nano síntese, e nano shell é uma partícula nano com núcleo dielétrico e revestimento muito fino de ouro.

Benefícios ilimitados

Todas culturas que são estudadas e cultivadas podem ser beneficiadas pela nanotecnologia, seja pelo melhoramento genético, elaboração de agrotóxicos, fertilizantes, ou uso da agricultura de precisão.

O uso potencial da nanotecnologia para melhorar as formulações de fertilizantes diminui a perda por volatilização e lixiviação desses nutrientes. Um nanofertilizante é um produto que fornece nutrientes à cultura de três maneiras: o nutriente pode ser encapsulado dentro de nanomateriais, como nanotubos ou materiais nanoporosos; revestidos com um polímero protetor fino; ou entregues como partículas ou emulsões de dimensões nanoscópicas.

Devido à elevada razão entre área superficial e volume, a eficácia dos nanofertilizantes pode superar os fertilizantes convencionais mais inovadores e revestidos com polímeros.

A nanotecnologia fornece dispositivos e mecanismos para sincronizar a liberação de fertilizantes com sua absorção pelas culturas. Os nanofertilizantes liberam os nutrientes sob demanda, ao mesmo tempo que os impede de se converter prematuramente em formas químicas ou gasosas que não podem ser absorvidas pelas plantas. Isso é conseguido evitando que os nutrientes interajam com o solo, a água e os microrganismos, e liberando nutrientes apenas quando eles podem ser diretamente internalizados pela planta.

Quando aplicar

O nano fertilizante deve ser aplicado manualmente, direto no solo, ou por ação mecanizada, ou seja, deve ser aplicado na adubação de plantio ou em adubações de cobertura conforme as recomendações, pois seu processo de liberação é lenta.

O processo de liberação lenta do fertilizante ou nutriente ocorre devido a dois fatores. O primeiro é um efeito físico – o confinamento entre as lamelas manométricas promove o aumento do tempo de difusão do nutriente para o meio. O outro fator é a interação química do nutriente com as cargas superficiais do argilomineral. Nesse caso, a liberação se dá pela dinâmica de íons no solo já presentes ou originados pela ação da planta no local.

Relação com a produtividade

A nanotecnologia representa um ganho muito grande em termos produtividade, pois seu emprego na cultura melhora tanto a qualidade como a produtividade do tomateiro, ao liberar os nutrientes conforme a necessidade da planta, além de reduzir os danos ambientais ocasionados pela lixiviação e volatilização ocasionados pelo excesso de nutrientes aplicados ao solo.

Custo

Ao contrário do que se imagina, nem sempre o emprego da nanotecnologia no campo pode ser dispendioso. Com o uso da nanotecnologia no desenvolvimento de fertilizantes reduz-se o número de aplicações do fertilizante e os custos de produção, além de ter o potencial de fornecer as condições ideais de nutrição para as plantas.

Portanto, a formulação poder aumentar a produtividade, uma vez que o fornecimento de macro e micronutrientes de modo simultâneo permite às plantas produzirem próximo ao seu potencial genético.

Entre as vantagens do nanofertilizante, este é um produto de menor custo devido à utilização de matéria-prima nacional, de grande disponibilidade e inovadora, além de contar com sistemas de liberação sustentada (períodos mais longos) ou controlada (no momento desejado) de nutrientes necessários às plantas para o seu desenvolvimento e produção com a expectativa de maximizar o aproveitamento dos recursos naturais e aprimorar a captação dos nutrientes por parte dos vegetais.

Desse modo, nanofertilizantes evitam perdas de nutrientes e reduzem os riscos de contaminação dos ecossistemas, visto que os nutrientes são disponibilizados apenas por demanda das plantas; além de prevenir a sua conversão prematura dos nutrientes em formas químicas que não podem ser absorvidas pelas plantas.

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