p Pesquisadores da Universidade de Delaware descobriram comportamentos únicos de nanopartículas de hidroxiapatita (HANPs) que se mostram promissores como nanofertilizantes de fósforo e podem ser usados ​​para ajudar a retardar a liberação de fósforo no solo. p Isso aumentaria a eficiência de absorção de fósforo no crescimento de plantas e também na proteção de locais ambientalmente sensíveis, incluindo corpos d'água, reduzindo a carga de nutrientes, o que é importante porque o fósforo é um recurso não renovável e um nutriente essencial para a produção agrícola.

p Financiado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA), a pesquisa foi conduzida por Dengjun Wang, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências de Plantas e Solo na Faculdade de Agricultura e Recursos Naturais da UD; Yan Jin, professor de ciências de plantas e solos com nomeação conjunta no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental; e Deb Jaisi, professor assistente de ciências de plantas e solos com nomeação conjunta no Departamento de Ciências Geológicas.

p Os HANPs são conhecidos como um forte sorvente para contaminantes como metais pesados ​​e radionuclídeos e já estão sendo usados ​​para remediar solos, sedimentos e águas subterrâneas. Contudo, seu potencial como melhor fertilizante de fósforo na agricultura acaba de começar a ser totalmente explorado, disseram os pesquisadores.

p O fertilizante à base de nanopartículas tem três vantagens principais sobre os fertilizantes de fósforo convencionais, pois não libera fósforo tão rapidamente quanto os fertilizantes convencionais. não altera o pH do solo com a liberação de fósforo e a perda de fósforo do solo é baixa. A liberação lenta e constante de fósforo permite que as plantas absorvam continuamente o nutriente à medida que crescem.

p Jaisi disse que a forma como o fósforo é atualmente aplicado aos solos em fertilizantes é como alguém que toma um comprimido de glicose em vez de recebê-lo por gotejamento intravenoso. Embora um fertilizante de fósforo comercial atinja o solo de uma vez e não permita tempo suficiente para a absorção pela planta, resultando em perda de fósforo no escoamento ou por lixiviação, os HANPs fornecem uma liberação lenta de fósforo por um longo período de tempo.

p "Quando o fósforo é liberado de HANPs, não aumenta a acidez do solo, "disse Jaisi." Houve um problema de acidificação global do solo após a Revolução Verde (agricultura), consequência direta da aplicação de fertilizantes químicos. O custo de reverter o pH do solo para o ideal para a produção agrícola é extremamente alto. "

p Como a demanda para fornecer alimentos para uma população crescente aumentou, assim como a aplicação de fertilizantes de fósforo, o que levou à perda de fósforo de solos agrícolas para águas abertas e causou eutrofização em áreas ambientalmente sensíveis como a Baía de Chesapeake. Com a capacidade dos HANPs de liberar fósforo lentamente, as nanopartículas podem ser ambientalmente benéficas ao reduzir a perda de fósforo em águas abertas.

p "Você pode minimizar esse risco e, ao mesmo tempo, aumentar a disponibilidade de fósforo por um longo período de tempo durante o crescimento da planta, "disse Jin.

p “Acho que o objetivo seria explorar se esta é uma forma viável de fertilizante de fósforo para uso em larga escala, "ela acrescentou." Temos aplicado muito fósforo ao solo por muitos anos, e a fonte disponível está diminuindo. Precisamos encontrar novos produtos e novas maneiras de fornecer o nutriente, ao mesmo tempo em que minimiza os impactos ambientais. "

p “Um dos principais objetivos deste trabalho, "Jaisi disse, "era olhar para o destino dessas nanopartículas - se as próprias nanopartículas se movem do solo para águas abertas ou se permanecem no solo, e como eles interagem com outras nanopartículas no solo. Isso é importante porque, para a melhor utilização do fósforo, Os HANPs têm que permanecer no solo por um longo tempo e não se perder por escoamento ou lixiviação. "

p Wang disse que os HANPs têm baixa mobilidade, e a presença de outras nanopartículas no solo, como óxidos de ferro carregados positivamente que são onipresentes no solo e em outros ambientes subterrâneos, se fixariam nas partículas HANP carregadas negativamente e retardariam seu movimento.

p Jin explicou que, para que as plantas absorvam o fósforo dos HANPs, ele precisa ser liberado das nanopartículas. "Quando as plantas crescem, eles liberam continuamente diferentes tipos de ácidos orgânicos de baixo peso molecular, como ácido oxálico e ácido cítrico. Os ácidos que entram no solo irão interagir com essas partículas para que o fósforo possa ser liberado e absorvido pelas plantas, "disse Jin.

p Wang disse que o processo é muito dinâmico. “A planta libera continuamente ácidos orgânicos e esses ácidos orgânicos irão dissolver os HANPs, tornando o fósforo disponível para a planta. A taxa de liberação na presença desses ácidos orgânicos e a possibilidade de os HANPs serem um fertilizante de fósforo estão sendo investigados pela equipe de pesquisa. "

p Ao chegar às suas conclusões, a equipe examinou como os HANPs interagem com nanopartículas de goethita que ocorrem naturalmente (GNPs), um óxido de ferro comum em solos, investigar o co-transporte e a retenção de HANPs e GNPs em colunas de areia saturadas de água em condições de transporte ambientalmente relevantes.

p Wang disse que a nanopartícula com a qual o grupo trabalha é muito pequena, variando de um nanômetro a 100 nanômetros, com um nanômetro sendo cerca de 10, 000 vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo humano.

p "Essas partículas muito pequenas têm grandes áreas de superfície específicas e alta reatividade; são fantásticas para uma variedade de aplicações em vários campos, incluindo agricultura, " ele disse.