مقاله منتشر شده در Ecotoxicology and Environmental Safety به کارگیری مکانیسم‌هایی برای افزایش بهره‌وری محصول و همچنین بهبود در دسترس بودن فسفر (P) در خاک‌های کشاورزی احیا شده با استفاده از فناوری نانو می‌پردازد.
فسفر یک جزء ضروری برای بهره‌وری محصول است زیرا مستقیم بر رشد و عملکرد گیاه تأثیر می‌گذارد. شرایط کاهش فسفر در اکثر اکوسیستم‌های کشاورزی حاکم بوده که این موضوع یک مشکل دائمی است. کشاورزان از کودهای شیمیایی حاوی P بیش از حد در خاک کشاورزی برای بهبود بهره‌وری محصول استفاده می‌کنند و در حالی که استفاده بیش از حد از کودهای مصنوعی، کار صحیحی نیست.
دانشمندان معتقدند که زمین‌های خشک به دلیل شرایط منحصربه‌فرد کانی‌شناسی و ژئوشیمیایی خود، که به نفع تشکیل کمپلکس‌های نامحلول فسفر است که تحرک فسفر را محدود می‌کند، چالش بزرگی برای مدیریت فسفر دارند. به تازگی در کشاورزی، از فناوری نانو هم برای توسعه کودهای هوشمند استفاده شده است که می‌تواند بهره‌وری محصول را با کاهش اثرات منفی بر محیط زیست در مقایسه با کودهای شیمیایی افزایش دهد. علاوه‌بر این، نانوکودها همچنین می‌توانند با افزایش دسترسی به مواد مغذی خاک با فعال کردن تحویل هدفمند، انتشار کنترل‌شده کود و تحرک بیشتر، خاک را بهبود بخشند.
محققان اظهار داشتند که در شرایط خشک یا نیمه خشک، نانوکودهای مبتنی بر P می‌توانند مفیدتر از کودهای مصنوعی باشند زیرا کودهای مصنوعی تمایل به واکنش سریع و ایجاد کمپلکس‌های P با حلالیت کم در خاک دارند.
انتشار کنترل‌شده نانوکودهای مبتنی بر P نه تنها می‌تواند آزادسازی آهسته کود را تضمین کند، بلکه مکان‌های فعال را برای تحرک بیشتر بهبود می‌بخشد. باکتری‌های حل‌کننده فسفات (PSB) می‌توانند به طور قابل توجهی کارایی کود فسفر را افزایش دهند.
تغییرات سریع آب و هوایی و فعالیت‌های انسانی منجر به کاهش حجم زمین‌های قابل کشت شده است. احیای زمین‌های کشاورزی در مناطق نیمه خشک دشوار است. دانشمندان اظهار داشتند که نانوسنگ فسفات می‌تواند با ترغیب فعالیت بیشتر PSB موجب افزایش دسترسی فسفر شده و از این طریق به بازسازی خاک‌های تخریب شده کمک کند.
در یک مطالعه جدید، محققان بررسی کردند که چگونه نانو کودهای مبتنی بر سنگ فسفات، در ترکیب با PSB، می‌توانند بهره‌وری زمین‌های کشاورزی متروکه را افزایش دهند.
در این پروژه محققان به احیاء خاک سطحی جمع‌آوری‌شده از زمین‌های کشاورزی نیمه‌خشک که قبلاً رها شده بود، کردند. آنها پتانسیل زراعی ذرت را در خاک کشاورزی احیا شده با اصلاح نانوسنگ فسفات محصور شده (ENRP) و نانوسنگ فسفات غیر محصور شده (NRP) به‌عنوان منبع اولیه کود فسفر ارزیابی کردند.
نویسندگان این فرضیه را مطرح کردند که ENRP همراه با یک تلقیح PSB در مقایسه با نانوسنگ فسفات خام، فعالیت چرخه زیستی فسفر بیشتری را نشان می‌دهد. افزایش محتوای فسفر در خاک می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای رشد گیاه را افزایش دهد.
مطالعه حاضر نشان داد که ENRP می‌تواند به عنوان منبع فسفر مناسبی عمل کند که می‌تواند رشد گیاه و عملکرد زمین‌های تخریب‌شده را تقویت کند. سنگ فسفات محصور شده در یک پلیمر سوپرجاذب می‌تواند آب را به طور پیوسته جذب کند و فعالیت میکروبی بیشتری را افزایش دهد. این امر باعث آزاد شدن آهسته و پیوسته فسفر محلول برای جذب گیاه می‌شود.