通过使用纳米材料可持续地提高植物保护产品和肥料的有效性和环境兼容性

摘要

为了满足世界日益增长的粮食需求,近几十年来,杀虫剂、杀菌剂、除草剂和化肥的使用急剧增加。

这种对植物保护产品和肥料的过度使用不仅推高了农产品的价格,还损害了土壤和环境,或对其他非有害生物,如牲畜、鸟类、蜜蜂和其他传粉昆虫以及植物等产生了负面影响。

T相关数据显示,每年施用的近400万吨常规农药中,实际只有约1-25%直接到达“目标生物”,而大部分有毒成分通过喷雾漂移、挥发、灰尘漂移或浸出进入环境。[1].

大量科学研究表明,与传统农化产品相比,应用“胶囊化纳米农药”可以提高30%以上的功效。这在一定程度上是由于活性物质的可控释放以及较低的漂移和浸出效应。

其他研究的重点是碳基纳米材料的使用,如石墨烯、碳纳米管或富勒烯,它们可以用作基质、肥料成分或杀菌剂 [2][3].

纳米悬浮剂的优势

我们可易参考其他应用领域,例如制药行业,活性成分被专门粉碎到纳米范围,以通过减小颗粒尺寸和增加颗粒表面积来显著提高溶解度、生物利用度,从而提高人体功效。这减少了治疗中所需的活性成分的量,并明显减少了可能的副作用。如果我们还考虑到生产能力方面,那就是在同等活性成分的原材料的基础上可以生产出更多优质药品,从而确保向社会提供可持续的供应。

虽然颗粒尺寸远低于一微米的材料在制药、印刷油墨、涂料和微电子或电池行业的材料中的使用目前是最先进的,但纳米材料在农用化学品中的使用仍主要处于开发和测试阶段。

结合通过封装、造粒或浓缩对物质进行有针对性的改性,将有可能提高作物产量。同时,通过活性物质的可控释放以及较低的漂移和浸出效应,可以减少化学物质的使用。不仅节约了原材料的使用,也对环境更加友好。

在这里可以找到非常相似的物质,如二氧化钛、石墨烯或碳纳米管,就像在其他工业分支中一样,它们在NETZSCH Feinmahltechnik GmbH的搅拌研磨机或均质机的帮助下被可持续地大规模粉碎或分散。

如有任何疑问,请联系我们的应用专家hans.kisswetter@netzsch.com

Literature

  1. [1]
    Dengjun Wang et al., Nano-enabled pesticides for sustainable agriculture and global food security. Nature Nanotechnology volume 17, pages 347–360 (2022)
  2. [2]
    Husen, A., Carbon-based nanomaterials and their interactions with agricultural crops. Nanomaterials for agriculture and forestry applications, pages 199-218 (2020) Elsevier. Available at: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817852- 2.00008-1
  3. [3]
    Aacharya, R., Chhipa, H., Nanocarbon fertilizers: Implications of carbon nanomaterials in sustainable agriculture production. Carbon Nanomaterials for Agri-Food and Environmental Applications, pages 297-321 (2020) Elsevier. Available at: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819786-8.00015-3