Nanotechnologie : une voie sans retour dans la recherche d’une agriculture plus compétitive et durable

L'agriculture est en constante évolution, avec l'adoption de technologies émergentes pour accroître la productivité et la durabilité. Parmi ces innovations, la nanotechnologie se distingue par son potentiel à résoudre des problèmes grâce à des technologies avancées. En ce sens, depuis décembre 2023, le nouvel Institut National des Sciences et Technologies axé sur les nanotechnologies pour l'agriculture durable (INCTNanoAgro) a démarré dans la perspective de développer des solutions à divers problèmes de l'agriculture brésilienne. 

Qu’est-ce que la nanotechnologie ?

La nanotechnologie est un domaine scientifique qui manipule des matériaux à l'échelle nanométrique (1 nm équivaut à 1 milliardième de mètre). En pratique, une mèche de cheveux, par exemple, qui est un matériau très fin, a généralement une épaisseur de 100.000 XNUMX nanomètres, ce qui signifie que la nanotechnologie fonctionne avec des particules extrêmement petites. La manipulation de molécules peut altérer les propriétés physiques, chimiques et biologiques des matériaux, en créant des fonctionnalités et en améliorant l'efficacité des processus existants à l'échelle macroscopique, en d'autres termes et surtout dans l'optique de l'agriculture, avec les nanotechnologies, il est possible d'améliorer l'efficacité des ingrédients actifs agricoles, générant des capteurs pour surveiller les insectes nuisibles et les maladies, entre autres applications. Cela signifie également la possibilité de développer de nouveaux types d’engrais, de stimulants, de pesticides et d’emballages susceptibles de transformer la façon dont nous cultivons et gérons nos cultures.

Importance

 L'utilisation de la nanotechnologie ouvre une gamme de possibilités pour générer de nouveaux produits destinés à être utilisés dans l'agriculture. Ces méthodes peuvent apporter une plus grande efficacité, car l’utilisation de nanoparticules peut améliorer la manière de disperser les principes actifs sur le terrain et peut même, dans certains cas, entraîner une augmentation de l’efficacité associée à des doses réduites. 

En utilisant la nanotechnologie dans l'agriculture, il est possible de générer d'innombrables innovations qui serviront d'outils aux producteurs pour atteindre une plus grande productivité, permettant des économies sur les intrants, grâce à moins de répétition des applications, et par conséquent une réduction des coûts liés à l'utilisation de pesticides agricoles dans l'agriculture. 

En outre, les travailleurs agricoles sont moins exposés aux pesticides, ce qui réduit les dommages possibles à la santé humaine et à l'environnement, en d'autres termes, garantissant une agriculture plus durable. De plus, les résidus de pesticides dans les aliments peuvent potentiellement être plus faibles, rendant les produits plus compétitifs sur différents marchés. Cependant, il convient de souligner que, comme pour toute nouvelle technologie, des études d'impact sont nécessaires avant que ces nouvelles technologies soient introduites sur le marché et pour cette raison, les études de sécurité à présenter lors des étapes du processus d'enregistrement du nouveau produit sont importantes. 

Résultats appliqués

Bien que l'INCT-NanoAgro ait été créé récemment, certaines recherches avaient déjà été menées par les chercheurs qui composent ce nouvel institut. Parmi les recherches déjà réalisées, il convient de souligner la recherche de nouveaux outils visant à améliorer le contrôle de la punaise brune (Euschistus heros) et la fausse chenille (Chrysodeixis inclut) dans la culture du soja. Dans ce travail, de nouvelles formulations de deux pyréthrinoïdes largement utilisés en agriculture ont été développées, nanoformulées et des synergistes ont été ajoutés à leur formulation, ce qui a entraîné une augmentation du contrôle de plus de 60 % dans certains traitements. Ces résultats font l'objet d'un brevet généré par le partenariat entre les groupes de professeurs Adriano Arrué Melo (MITA-UFSM) et Oderlei Bernardi (G-PRI) de l'Université fédérale de Santa Maria avec le professeur Leonardo Fernandes Fraceto du Laboratoire de nanotechnologie environnementale à l'Unesp/Sorocaba et qui a un fort potentiel pour devenir un produit commercial. 

Un autre exemple de travaux déjà développés par les chercheurs de l'INCT-NanoAgro est la nanoencapsulation de l'herbicide atrazine à l'aide de nanoparticules polymères. La nanoencapsulation permet à cet herbicide d'être absorbé plus efficacement, que ce soit en application en pré ou en post-levée. Des études évaluant cette atrazine nanoencapsulée démontrent qu'il est possible de réduire la dose recommandée sur le terrain de 10 à 80 fois tout en contrôlant différentes mauvaises herbes. Cette technologie a été développée dans le groupe de Leonardo Fraceto en collaboration avec le groupe de Halley Caixeta de Oliveira (UEL) et les résultats montrent que cette amélioration du contrôle des mauvaises herbes favorise une gestion plus durable des ressources en association avec une réduction des impacts environnementaux associés à l'utilisation d'herbicides. .

INCT NanoAgro        

INCT NanoAgro compte sur le financement du MCTI-CNPq, de la Fapesp et du Capes, en plus du soutien d'entreprises et de startups, pour couvrir les intrants, les équipements et les bourses. L'institut travaille sur huit axes thématiques, parmi lesquels la conception de nanomatériaux et de nanocapteurs, l'évaluation de l'efficacité agronomique, la toxicité, l'analyse des risques et les aspects réglementaires. Cette recherche vise à développer des technologies applicables sur le terrain, bénéficiant directement à la production agricole. En outre, l'INCT s'engage à communiquer ses avancées et les risques associés aux nanotechnologies pour la société, en renforçant l'interaction entre le monde universitaire, le secteur productif et la communauté en général. 

Outre les avancées de la recherche scientifique, INCT NanoAgro a également pour mission de former et de qualifier des ressources humaines dans des thématiques multidisciplinaires à la frontière du savoir. L'institut accueille des étudiants boursiers à différents niveaux, de l'initiation scientifique au post-doctorat, favorisant la formation de chercheurs et de professionnels dans le domaine des nanotechnologies appliquées à l'agriculture. Unesp/Sorocaba, en tant que siège de l'institut, se consolidera comme une référence nationale et internationale en nanotechnologies pour l'agriculture durable, contribuant à l'avancement des connaissances, à la création de brevets, au développement de startups et à la diffusion de technologies innovantes dans le secteur agricole. .

Un autre aspect pertinent d'INCTNanoAgro est sa mission de transfert de connaissances à la société à travers le transfert de technologies aux entreprises, aux startups, promouvant ainsi la culture de l'innovation et de l'entrepreneuriat et, en ce sens, amenant la recherche sur le marché. Par conséquent, INCTNanoAgro vise à promouvoir l’interaction entre le monde universitaire et l’industrie comme moyen de faire évoluer les technologies développées afin qu’elles puissent être étendues et utilisées à grande échelle, bénéficiant directement aux agriculteurs et au secteur productif. En outre, l'institut se consacrera à l'analyse des risques et à la conformité réglementaire, garantissant que les nouveaux produits et solutions sont sans danger pour l'environnement et la société. Cette approche permettra d'intégrer la nanotechnologie de manière responsable et efficace dans l'agriculture, contribuant ainsi à un avenir plus durable et plus productif.

Un autre pilier d'INCTNanoAgro est de transférer les connaissances à la société en communiquant ses recherches et ses activités avec la société et en contribuant ainsi à la formation de citoyens plus éclairés et à ce que les agriculteurs comprennent clairement l'importance des études développées au profit de la société. De cette manière, ce nouvel institut cherche à apporter de nouvelles solutions susceptibles de contribuer de plus en plus à la croissance durable de l'agriculture brésilienne.

Plus d'informations sur INCTNanoAgro sont accessibles sur le site officiel (inctnanoagro.com.br/).

*Par Adriano Arrué Melo, Marcos Lenz, Manoel Peres Zinelli, Matheus Mota Lanzarin, Luana de Lima Lopés e Luana Maria Lima Alberti, tous issus du Département de Défense Phytosanitaire de l'UFSM, et Leonardo Fernandes Fraceto, de l'Unesp