Avance no desenvolvimento de fertilizantes ecológicos

Trator pulverizando uma ampla plantação verde sob um céu limpo.

Com a previsão de aumento da população mundial, a indústria agrícola pode esperar uma pressão crescente para garantir a segurança alimentar entre as nações.1 Uma das principais preocupações ambientais para a expansão contínua da produção de alimentos é o uso em massa de fertilizantes convencionais. Embora eficazes, esses fertilizantes contribuem para a degradação do solo, poluição da água e emissões de gases de efeito estufa, com os compostos de nitrogênio produzidos pelo homem na água e no solo dobrando no último século.2 

Para pesquisadores interessados em desenvolver alternativas sustentáveis aos fertilizantes convencionais, inúmeros materiais, formulações e métodos de aplicação estão abertos para exploração. Desde o uso de resíduos como biocarvão e matéria orgânica até a aplicação direcionada por meio de nanotecnologia, o aumento da sustentabilidade pode ocorrer de muitas formas. 

A CAS possibilita uma pesquisa e desenvolvimento mais eficazes de materiais e formulações de fertilizantes sustentáveis por meio de uma combinação da maior coleção de informações científicas do mundo e tecnologia de ponta. Ao acessar a literatura científica mais recente, garantir a proteção da propriedade intelectual para suas inovações e desenvolver soluções digitais personalizadas em parceria com a CAS, você pode ampliar as fronteiras do design de fertilizantes ecológicos para criar um futuro sustentável e com segurança alimentar.

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Otimizando sua P&D de fertilizantes sustentáveis

Os pesquisadores precisam se manter à frente das práticas, materiais e processos agrícolas mais recentes à medida que desenvolvem fertilizantes ecológicos de última geração. Formular fertilizantes que sejam eficazes e ambientalmente sustentáveis exige uma revisão abrangente de informações científicas em constante crescimento. Dados da CAS Content Collection™ mostram que o número de publicações em periódicos e patentes relacionadas a fertilizantes sustentáveis aumentou nos últimos cinco anos. Isso destaca o desafio para as equipes de pesquisa em navegar por essas informações para encontrar os insights de que precisam.

Line chart showing the number of publications rising from 1400 in 2018 to 3000 in 2023.
Fonte: CAS Content Collection™

O CAS SciFinder® e o CAS Formulus® podem ajudar a otimizar esse processo fornecendo acesso a um extenso banco de dados de literatura científica, patentes e dados regulatórios, equipados com filtros específicos do setor e ferramentas inovadoras de design de formulação. Com a CAS SciFinder Discovery PlatformTM, você pode encontrar tudo o que precisa para acelerar sua revisão de literatura em um só lugar.

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Escolhendo materiais para fertilizantes ecológicos

A seleção de materiais para fertilizantes ecológicos envolve o equilíbrio de vários fatores-chave: eficiência de nutrientes, biodegradabilidade, impacto na saúde do solo e sustentabilidade ambiental geral. Para atender aos padrões agrícolas e ambientais, pesquisas recentes têm se concentrado na combinação de materiais sustentáveis com formulações inovadoras e sistemas de aplicação direcionada.

Sustainable materials
Biochar fertilizers

A carbon-rich product derived from organic waste through pyrolysis, biochar has gained significant attention for its ability to improve soil fertility, enhance water retention, and isolate carbon. Biochar has proven effective in reducing the leaching of essential nutrients like phosphorus and potassium, improving crop yield, and minimizing water pollution caused by runoff.3

Organic waste-based fertilizers

Derived from composted manure, plant residues, and food waste, organic waste-based fertilizers recycle organic materials back into the soil, enhancing soil organic matter and microbial activity, leading to healthier and more productive soils.4

Targeted delivery systems
Nano-fertilizers Nanoscale nutrient delivery allows for more precise and controlled fertilizer release, reducing excess nutrient delivery and surface runoff.5
Slow-release fertilizers Often coated with sulfur or polymers, slow-release fertilizers are designed to gradually release nutrients over time, aligning better with plant growth cycles, reducing nutrient runoff, and improving plant nutrient use efficiency.3

Os pesquisadores podem acessar rapidamente informações sobre propriedades de materiais com o CAS SciFinder. Totalmente integrado ao nosso abrangente banco de dados de materiais, o CAS REGISTRY®, você tem todas as propriedades dos materiais, informações regulatórias e fontes comerciais de que precisa para selecionar o material certo ao seu alcance. 

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Protegendo suas inovações em fertilizantes sustentáveis

Dada a crescente demanda do mercado global por soluções agrícolas sustentáveis, garantir a proteção para novas tecnologias de fertilizantes não é apenas uma estratégia defensiva — é um passo proativo em direção ao sucesso a longo prazo. À medida que o mercado de fertilizantes ecológicos se expande, garantir direitos de PI é essencial para proteger inovações e manter uma vantagem competitiva. No entanto, a complexidade do cenário de PI pode ser difícil de navegar, particularmente em áreas como liberação controlada e nanofertilizantes, onde inovações incrementais podem levar a vantagens competitivas significativas.

Com o STN IP Protection Suite™, você tem acesso às ferramentas necessárias para proteger suas inovações. Dados científicos e de patentes abrangentes ajudam você a explorar patentes existentes, monitorar novos registros e identificar oportunidades de inovação, permitindo que você leve suas descobertas em fertilizantes sustentáveis ao mercado com confiança.

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Aproveitando a IA e a transformação digital

A IA e a transformação digital estão revolucionando a pesquisa e o desenvolvimento na agricultura, incluindo a criação de fertilizantes ecológicos. Com modelos baseados em IA usados para prever o impacto ambiental de novas formulações, otimizar a entrega de nutrientes e identificar as combinações de materiais mais eficazes para condições específicas,6,7 pesquisadores precisam adotar novas tecnologias para acompanhar o ritmo.

Especialistas do setor do CAS Custom ServicesSM podem apoiar sua equipe na criação de soluções de transformação digital que aceleram seu P&D. Integramos seus dados proprietários à extensa CAS Content Collection e a conjuntos de dados externos de terceiros para fornecer o combustível necessário para impulsionar suas inovações em IA e aprendizado de máquina. Quaisquer que sejam suas necessidades de transformação digital, o CAS é seu parceiro para o sucesso.

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Construindo um futuro sustentável para a agricultura

O futuro da agricultura depende do desenvolvimento e da adoção de práticas sustentáveis, incluindo fertilizantes que promovam a saúde do solo a longo prazo e reduzam o impacto ambiental. Ao fazer parceria com o CAS para soluções personalizadas e aproveitar ferramentas como a CAS SciFinder Discovery Platform e a STN IP Protection Suite, pesquisadores e empresas podem acelerar a jornada rumo a um sistema agrícola mais sustentável e resiliente.

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(1) van Dijk, M.; Morley, T.; Rau, M. L.; Saghai, Y. A Meta-Analysis of Projected Global Food Demand and Population at Risk of Hunger for the Period 2010–2050. Nat. Food 2021, 2 (7), 494–501. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00322-9.

(2) Fertilizers: challenges and solutions. https://www.unep.org/news-and-stories/story/fertilizers-challenges-and-solutions (acessado em 23/08/2024).

(3) Wang, C.; Luo, D.; Zhang, X.; Huang, R.; Cao, Y.; Liu, G.; Zhang, Y.; Wang, H. Biochar-Based Slow-Release of Fertilizers for Sustainable Agriculture: A Mini Review. Environ. Sci. Ecotechnology 2022, 10, 100167. https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100167.

(4) Fernández-Delgado, M.; del Amo-Mateos, E.; Lucas, S.; García-Cubero, M. T.; Coca, M. Liquid Fertilizer Production from Organic Waste by Conventional and Microwave-Assisted Extraction Technologies: Techno-Economic and Environmental Assessment. Sci. Total Environ. 2022, 806, 150904. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150904.

(5) Nongbet, A.; Mishra, A. K.; Mohanta, Y. K.; Mahanta, S.; Ray, M. K.; Khan, M.; Baek, K.-H.; Chakrabartty, I. Nanofertilizers: A Smart and Sustainable Attribute to Modern Agriculture. Plants 2022, 11 (19), 2587. https://doi.org/10.3390/plants11192587.

(6) Artificial intelligence can reduce fertilizer use, UK researchers say. https://resoilfoundation.org/en/innovation-technology/artificial-intelligence-fertilizer/ (acessado em 26/08/2024).

(7) Thorat, T.; Patle, B. K.; Kashyap, S. K. Intelligent Insecticide and Fertilizer Recommendation System Based on TPF-CNN for Smart Farming. Smart Agric. Technol. 2023, 3, 100114. https://doi.org/10.1016/j.atech.2022.100114.