Nanotechnologies for increasing the crop use efficiency of fertilizer-micronutrients.

Monreal, C.M., DeRosa, M.C., Mallubhotla, S., Bindraban, P.S., et Dimkpa, C. (2015). « Nanotechnologies for increasing the crop use efficiency of fertilizer-micronutrients. », Biology and Fertility of Soils, p. 1-15. doi : 10.1007/s00374-015-1073-5  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Des milliards de personnes et de nombreux sols dans le monde souffrent de carences en micronutriments qui sont néfastes pour la santé humaine. De façon générale, la fertilisation des sols carencés (selon les résultats d’analyse) au moyen de micronutriments seulement ou de micronutriments combinés à un traitement de base comprenant de l’azote, du phosphore et du potassium (NPK) entraîne une augmentation du rendement des cultures. L’efficacité d’utilisation par les cultures des engrais avec micronutriments qui sont appliqués au sol est inférieure à 5 % en raison de l’absence de synchronisation entre la libération des engrais avec micronutriments et les besoins des plantes durant la saison de culture. La nanotechnologie et la biotechnologie pourraient jouer un rôle prépondérant dans la transformation des systèmes agricoles et de la production d’aliments dans le monde entier au cours des années à venir. Les micronutriments délivrés sous forme de microcapsules, de nanocapsules, de nanomatériaux et de nanoparticules sont absorbés par les plantes et transportés dans leurs tissus à mesure qu’elles parviennent à maturité, ce qui accroît le rendement des cultures et la concentration de micronutriments dans les plantes. Il convient de noter que bon nombre des effets des nanoparticules et des nanomatériaux sur le rendement et la qualité des cultures, la santé humaine et les risques pour l’environnement restent à explorer. Pour accroître l’efficacité d’utilisation des micronutriments, il faut synchroniser la libération des nutriments présents dans les engrais avec les besoins des plantes au cours de la saison de culture. On pourrait mettre au point des plateformes intelligentes de distribution d’engrais avec micronutriments (Intelligent MN fertilizer delivery platforms, ou IMNDP) en examinant les signaux de communication entre les racines des plantes et les microorganismes du sol. Plusieurs avantages importants découleraient de la mise au point et de l’adoption de telles plateformes dans les exploitations agricoles : augmentation de l’efficacité d’utilisation des micronutriments, réduction de l’utilisation d’engrais, faible toxicité et effets minimes sur l’environnement. Le présent article propose un modèle novateur de plateforme IMNDP visant à accroître l’efficacité d’utilisation des micronutriments et la qualité des aliments en misant sur la synchronisation de la libération des micronutriments avec les besoins des plantes.

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