Texto sistemático crítico evidenciando a evolução dos estudos realizados na área de sistemas de liberação de insumos agrícolas

Abstract

Produzir alimentos em quantidade e qualidade para atender à crescente demanda populacional é um desafio dos próximos anos. No entanto, para superar esse desafio, faz-se necessário criar abordagens inovadoras e eficientes que aumentem a produção de alimentos no planeta sem causar danos ao ambiente. Atualmente, estudos relacionados à encapsulação de insumos agrícolas em materiais biodegradáveis têm se intensificado, apresentando resultados promissores tanto para o rendimento das colheitas quanto para a redução nas perdas ocasionadas por pragas. Entre os sistemas mais estudados, estão os nanopesticidas e nanofertilizantes, que consistem em nanopartículas capazes de liberar ingredientes ativos para fins de controle de praga ou nutriçãode plantas. Neste contexto, ao longo da minha trajetória acadêmica, tenho desenvolvido diversas formulações utilizando macro, micro e nanocarreadores para a encapsulação de insumos agrícolas, especialmente herbicidas. Entretanto, nos últimos anos, nosso foco tem sido o desenvolvimento de sistemas híbridos de liberação e a compreensão dos mecanismos de ação e impactos ambientais desses materiais, com o objetivo de promover uma agricultura mais produtiva e sustentável. Portanto, nesta Tese é apresentado um resumo sistemático crítico evidenciando a evolução dos estudos conduzidos pelo autor na área de sistemas de liberação controlada de insumos agrícolas, abordando duas linhas principais de pesquisa: i) desenvolvimento de sistemas de liberação, e o ii) estudo do efeito desses sistemas em plantas e organismos não-alvos. Tais estudos, contribuíram para a criação de novos sistemas de liberação de herbicidas, demonstrando que a eficácia e o impacto dessas formulações dependem de suas propriedades físico químicas e do organismo estudado. Além disso, nossos estudos demonstraram a necessidade de explorar os mecanismos de ação desses sistemas e ampliar os estudos ecotoxicológicos para diferentes organismos em diversas condições ambientais, com o objetivo de obter conclusões mais precisas e contribuir para os aspectos regulatórios dessa tecnologia.

Producing food in quantity and quality to meet the growing demand of the population is a challenge for the next years. However, to overcome this challenge, it is necessary to create innovative and efficient approaches that increase food production on the planet without causing damage to the environment. Currently, studies related to the encapsulation of agricultural inputs in biodegradable materials have intensified, presenting promising results for both crop yield and the reduction of losses caused by pests. Among the most studied systems are nanopesticides and nanofertilizers, which consist of nanoparticles capable of releasing active ingredients for pest control or plant nutrition purposes. In this context, throughout my academic career, I have developed several formulations using macro, micro, and nanocarriers for the encapsulation of agricultural inputs, especially herbicides. However, in recent years, our focus has shifted to developing hybrid release systems and understanding the mechanisms of action and environmental impacts of these materials, aiming to promote more productive and sustainable agriculture. Therefore, this thesis presents a critical systematic summary highlighting the evolution of studies conducted by the author in controlled release systems for agricultural inputs, addressing two main lines of research: i) development of release systems, and ii) study of the effects of these systems on plants and non-target organisms. Such studies contributed to the development of new controlled release systems for herbicides, demonstrating that the effectiveness and impact of these formulations depend on their physicochemical properties and the organism under study. Furthermore, our studies have demonstrated the need to explore the mechanisms of action of these systems and expand ecotoxicological studies for different organisms under various environmental conditions, aiming to obtain more precise conclusions and contribute to the regulatory aspects of this technology.