虽然化肥提高了作物的生产力，但它们造成了土壤矿物质含量的不平衡，降低了土壤的肥力。化肥的大规模使用对土壤结构和土壤微生物区系造成了不可弥补的破坏。它影响整个生态系统的食物链，导致未来几代消费者的遗传突变。
世界人口的快速增长增加了农业部门的需求，使研究人员警惕农民过度使用化肥。纳米肥料已经成为一种很有前途的替代方法，可以确保高产和土壤恢复。
为什么纳米肥料的使用比传统肥料更好?
纳米粒子的独特特性，如高吸附能力、增加的表面体积比和靶向释放动力学，使其成为潜在的植物生长促进剂。
由于这些特征，纳米结构肥料可以作为一种向植物输送养分的智能系统。与传统肥料相比，纳米肥料的释放速度非常慢。这种方法改善了营养管理，即提高了营养利用效率，减少了养分渗入地下水。
纳米肥料是专门设计来释放活性成分以应对生物需求和环境压力的。科学家进一步指出，纳米肥料通过改善光合活性、幼苗生长、种子发芽率、氮代谢、碳水化合物和蛋白质合成来提高农业生产力。
开发有效的纳米配方
纳米制剂或纳米肥料由腐植酸铵、氨、尿素、泥炭、植物废料和其他合成肥料制成。纳米配方的一个例子是纳米氮(N)肥，它是由尿素沉积在氰胺钙上而制备的。
纳米氮肥有助于提高水稻的生产力。这被认为是一种极好的化肥替代品，因为它能促进生长，减少环境污染。过度使用常规肥料，化肥淋溶、反硝化、挥发，造成环境污染。
另一种有效的纳米肥料是通过碾磨尿素并将其与不同的生物肥料混合而成。这种纳米肥料能在更长的一段时间内缓慢而逐渐地释放养分。
纳米肥料的开发采用了机械和生化两种工艺，即通过机械手段将材料磨实以获得纳米颗粒，利用生化技术获得有效的纳米配方。
肥料通常被封装在纳米颗粒中。这种纳米肥料为植物提供了更大的吸收能力和养分利用效率。用纳米材料包封营养物的过程可以通过三种方式进行。如下所述
营养粒子表面覆盖一薄层纳米材料(聚合物膜)
在不同性质和化学成分的纳米材料中封装的营养物质
营养物以纳米乳液的形式输送
纳米肥料如何进入植物系统?
研究人员指出，与传统肥料相比，植物根系作为营养物质的入口，对纳米材料(纳米肥料)具有高度多孔性。叶片上的气孔也被报道有利于纳米材料的吸收和进入叶片。
科学家们用蚕豆(蚕豆)进行了实验，以确定纳米颗粒穿透植物系统的效率。他们发现，与大于1.0纳米的纳米颗粒相比，43纳米颗粒能够大量穿透树叶。
据报道，纳米肥料也可以通过胞间连丝传递养分。胞间连丝是大约50 - 60nm大小的纳米通道，用于在细胞间传输离子。碳纳米管和二氧化硅纳米颗粒是运输和运送货物(营养物质和其他重要的生物化学物质)到植物的目标部位的有用工具。
在可持续作物发展中使用纳米肥料
科学家认为，纳米锌肥料对植物的旺盛生长(茎部和根系)和增加叶片叶绿素含量有重要作用。
在之前的研究中，纳米锌肥的改良显著提高了花生的产量。这些纳米肥料还可以提高蔬菜的种子产量。类似地，含有碳纳米管的肥料被报道可以减少发芽的天数。这些纳米肥料还可以促进水稻幼苗根系的发育。
纳米肥料还可以缩短作物周期，提高作物产量。例如，携带NPK(氮、磷、钾)的纳米颗粒对小麦的改性表明粮食产量增加，小麦的作物周期缩短了40天。在玉米种植系统中也得到了类似的结果。
Nano-Fertilizers的局限性
尽管纳米肥料有助于可持续的作物生产，但在销售之前应该仔细考虑纳米肥料的限制。使用纳米肥料的限制主要是由于缺乏严格的监测和研究空白。
下面列举了与使用纳米肥料促进可持续作物生产有关的一些缺点。
缺乏纳米肥料风险管理体系
缺乏所需数量的纳米肥料的生产和供应。这限制了纳米肥料作为植物养分来源的更广泛的采用。
纳米肥料的高成本
在制定过程中缺乏标准化。这就导致了同一纳米材料在不同的气候条件下的不同结果。
获批准的纳米肥料制造公司
目前世界上使用的一些经批准的纳米肥料及其制造商是:
纳米钙(德国AC国际网络有限公司)
纳米微营养品(印度山茂妙亚贸易有限公司)
纳米绿色(印度纳米绿色科学公司)
Biozar纳米肥料(伊朗Fanavar Nano-PazhooheshMarkazi公司)
