Anglicky: Biofertilizers and nanofertilizers for sustainable agriculture: Phycoprospects and challenges
Zdroj: Mahapatra, DM, Satapathy, KCh, Panda, B. 2022. Biofertilizers and nanofertilizers for sustainable agriculture: Phycoprospects and challenges. Science of The Total Environment, 803.
Klíčová slova: "řasy, nanohnojiva, biohnojiva, udržitelné zemědělství"
Dostupný z: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721050658
negativních vlivů umělých hnojiv na lidské zdraví.
Možným příspěvkem k řešení, který autoři nabízejí, jsou biohnojiva založená na přírodních zdrojích minerálů v kombinaci s nanotechnologiemi, které znásobují dostupnost a účinnost minerálů.
Zvlášť dostupné a výživné jsou řasy nacházející se v odpadních vodách. Ty obsahují vysoké množství minerálů a pomocí technologických úprav může být také zajištěna jejich zdravotní nezávadnost a dostupnost minerálů pro zemědělské plodiny. Zelená biomasa může být poměrně snadno převedena do nanočástic, kterým je vtisknut žádoucí tvar, struktura a velikost podle žádoucích vlastnosti.
Nanotechnologické úpravy povrchu hnojiv mohou být využity k rozšíření dostupnosti minerálů a postupnému uvolňování minerálů, které zabrání rychlému úniku nebo vyplavení minerálů. Nanopovrchová úprava může také zajistit zamezení nechtěných interakcí minerálů s jinými mikroby.
V článku jsou také vyjmenovány některé základní prvky, které se osvědčily v nanosloučeninách: Nanočástice stříbra jsou známé pro své antibakteriální vlastnosti. Ty účinkují i na houbové choroby a různé mikroby. Nikl je zásadní složkou rostlinného enzymu ureázy, který přeměňuje dusík vázaný v močovině do vstřebatelného amonného dusíku. Naopak nedostatek niklu způsobuje toxicitu močoviny. Výzkumy ukázaly, že aplikace nanočástic titanu zvětšuje kořenový systém i nadzemní část rostlin a má za následek vyšší index listové plochy (LAI) v zásaditých prostředích. Zinek je nepostradatelný pro fyziologii rostlin a regulaci enzymů. Podle výzkumů asi 33 % světové populace trpí nedostatkem zinku, čehož příčina je v úbytku zinku v půdě a následně v obilí. Železo hraje velmi důležitou roli v metabolických procesech rostlin jako fotosyntéza, dýchání, syntéza DNA a podílí se na tvorbě chlorofylu. Aplikace nanočástic železa ukázala celkové zvětšení všech částic rostlin a zvýšené množství antioxidantů. Měď je nezbytný minerál, který využívají mnohé enzymy a proteiny a její přítomnost je kritická pro rostlinný metabolismus. Navíc má vyzkoušené fungicidní i baktericidní vlastnosti
Autoři v článku shrnují desítky studií, které se aplikací nanotechnologicky upravených hnojiv zabývali a zaznamenali významné zvýšení kvality i kvantity výnosu plodin, a dokonce rychlosti dozrání. Zkrácený a zjednodušený přehled použitých nanohnojiv a jejich vliv na výnos ukazuje následující graf:
Graf 1: Aplikace nanohnojiv a jejich efekt na výnos plodin
Článek také nezapomíná na etický a společenský rozměr takovéto změny. Výhodou je, že jak biohnojiva, tak nanotechnologie se dají považovat za tradiční a již ověřené postupy, které jsou široce využívány a přijímány. Jejich spojení by tak s dobrým vysvětlením nemělo vyvolávat velké obavy veřejnosti. Přesto zůstává řada otázek a potřebných výzkumů, které se zaměří na vliv nanobiohnojiv v zemědělství na lidské zdraví a přírodní prostředí.
