1 Introdução

A produtividade agrícola é constantemente forçada a manter a estabilidade dos rendimentos para alimentar a população mundial em enorme crescimento. No entanto, a redução de nutrientes no solo e os estressores abióticos e bióticos em diferentes magnitudes colocam desafios adicionais à segurança alimentar global (Moulik et al., 2023).

As plantas enfrentam diferentes estresses abióticos que têm um impacto negativo no seu crescimento e desenvolvimento, levando a uma menor produtividade agrícola e, consequentemente, à insegurança alimentar e perdas financeiras. Isso porque os impactos extremos das mudanças climáticas (exemplo: temperaturas extremas, escassez de água, alagamento, salinidade e deficiência de nutrientes no solo) são as mais notáveis dificuldades abióticas enfrentadas pelas culturas, e a utilização de diferentes fertilizantes químicos, pesticidas e outros produtos agroquímicos para aumentar o rendimento das culturas têm efeitos adversos na biodiversidade, na fertilidade do solo e na dinâmica dos ecossistemas, sem contar a resistência de plantas daninhas (Hazarika et al., 2022).

A nanotecnologia agrícola está se tornando uma ferramenta eficaz ao melhoramento da produção agrícola no contexto de uma população mundial crescente (Santás-Miguel et al., 2023). As nanopartículas (NPs), como transportadoras ou ingredientes ativos, mostram-se promissoras na agricultura, já que foi relatado que o uso de tais partículas, na forma de nanofertilizantes ou de nanopesticidas, promove tolerância ao estresse, resistência a doenças e auxiliam no crescimento em várias plantas (Pokharel et al., 2024). Conforme a Embrapa, a nanotecnologia beneficiará a agricultura de precisão, a rastreabilidade dos produtos, a embalagem e a certificação, a produção de biocombustíveis, a indústria de insumos e de medicamentos para uso veterinário e a indústria de alimentos. 

A síntese verde de NPs a partir de extratos vegetais tem recebido grande atenção de pesquisadores em todo o mundo através de diferentes espectros de sua aplicação, incluindo medicina, ciência de alimentos e agricultura (Najmaddin et al., 2023). 

O milho e a soja constituem boa parte das grandes culturas da produção agrícola da região sul do Brasil. Em 2024, a estimativa de produção da soja foi de 144,9 milhões de toneladas, enquanto a do milho foi de 114,7 milhões de toneladas (IBGE, 2024). No caso do trigo, a região Sul respondeu cerca de 86,9% da produção em 2024, representando uma produção de aproximadamente 8,4 milhões de toneladas (IBGE, 2024).

A grande produção dessas culturas envolve a dinâmica do ecossistema e as inovações biotecnoecológicas. Este artigo reúne as NPs mais utilizadas nessas culturas com o objetivo de demonstrar os efeitos benéficos de novas perspectivas para a produção agrícola no setor da nanotecnologia.

2 Materiais e métodos

Esse estudo é constituído por uma revisão bibliográfica que segue alguns critérios. Os artigos foram obtidos na base de dados ScienceDirect com a combinação de palavras-chave detalhadas na Figura 1. No total, seguindo nosso entendimento atual sobre bioprocesso, nanopartículas, síntese verde e produção agrícola, foram selecionados 18 artigos, considerando apenas os estudos de pesquisa da primeira página da base de dados que continham as palavras chaves destacadas. 

Este conjunto de dados seguiu 3 linhas: i) síntese verde de nanopartículas a partir de extrato de plantas e atividades em Glycine max; ii) síntese verde de nanopartículas a partir de extrato de plantas e atividades em Tritricum spp.; iii) síntese verde de nanopartículas a partir de extrato de plantas e atividades em Zea mays.

3 Resultados e discussão
    
A síntese verde de NPs pode ser considerada um método proficiente ecologicamente porque segue os três seguintes fatores: i. a aplicação de solventes ambientalmente saudáveis, ii. agentes redutores potentes e iii. materiais estabilizadores não perigosos (Sarkar et al., 2020). Além disso, a utilização de várias partes de plantas, incluindo frutas, flores, folhas, sementes e raízes para a obtenção de extrato é um grande benefício (Sarraf et al., 2022). A água é o solvente comumente mais utilizado porque sendo um solvente polar pode extrair uma ampla gama de biomoléculas como fenólicos, flavonóides, terpenóides, proteínas que servem como agentes redutores e podem ser aproveitados para outras aplicações dentro dos bioprocessos. 

As NPs podem ser classificadas em formas orgânicas e inorgânicas. As orgânicas compreendem fulerenos, e as inorgânicas são geralmente categorizadas como metais e óxidos metálicos (Iranbakhsh et al., 2021), e são as mais utilizadas dentre os processos nanotecnológicos. NPs metálicos (MNPs) incluem cobre (Cu), zinco (Zn), ouro (Au), prata (Ag), ferro (Fe), etc., enquanto NPs de óxido metálico (MONPs) são a forma modificada de seus respectivos MNPs, e incluem óxido de cobre (CuO), óxido de zinco (ZnO), óxido de ferro (Fe₂O₃), óxido de prata (AgO) e óxido de titânio (TiO₂) (Ealia e Saravanakumar, 2017).

A maioria dos estudos relatam as NPs inorgânicas como forte potencialidade de aplicações (Tabela 1). Nanopartículas como AgNPs, MgNPs, FeNPs e ZnNPs melhoram o crescimento vegetativo, o rendimento, a germinação de sementes (Tabela 1), além de serem usados como nanomateriais e os nanofertilizantes para a translocação direcionada de macro e micronutrientes e superar as deficiências de nutrientes nas plantas durante o crescimento e a produtividade (Tabela 1).

As NPs inorgânicas destacadas neste estudo possuem um amplo espectro de atividades na melhora de germinação de sementes e no crescimento das plantas, nanopesticidas, nanofertilizantes, manejo de pragas, culturas e proteção de alimentos (agentes nanoantibacterianos, nanoantifúngicos e nanoantivirais).

No sector agrícola, o baixo rendimento, as doenças das culturas, a fisiologia de plantas, as mudanças do clima e outros fatores que impactam significativamente a vida do ecossistema como um todo são questões significativas que estão sendo consideradas porque envolvem a dinâmica de produção, qualidade e disponibilidade de alimentos. 

A nanotecnologia no Brasil é uma área recente (investimentos de 2020-2023 de fundações e empresas como o CNPq, CAPES, FAPs,(FINEP), Embrapa, Sibratec) (Dias et al., 2021), e os estudos de abordagem sustentável, como o de nanopartículas a partir de síntese verde, devem suportar os problemas de baixo rendimento e controlar doenças de plantas através da utilização de NPs biossintetizadas e outros metais menos tóxicos.