持続可能な農業におけるシリコンナノ粒子（SINP）：実用性、有効性、懸念に重点を置く

植物の有益な要素であるシリコン（SI）は、ストレス条件下での予防効果で知られています。多くの研究では、植物の生物的および非生物的ストレスを緩和する際の生物発生シリカ（バルクシ）の役割を記録しています。栽培された土壌のほとんどにおけるSi（単症酸）の植物利用可能な形態の希少な量とケイ酸塩肥料（バルクSI）の限られた有効性は、Si由来の利益の調査の主な懸念です。この点で、ナノテクノロジーの最近の進歩は、植物がSiナノ粒子（SINP）に関連する利点を導き出すことができる作物の改善のための新しい道を開きました。ほとんどの研究では、ストレス条件下で特に植物の成長と発達に対するSINPのプラスの効果が示されています。対照的に、いくつかの研究では、いくつかの植物種に対する毒性効果も報告されています。したがって、農業におけるSINPの有用性を探るための精巧な研究が適切に必要です。現在のレビューでは、植物の成長と発達の刺激におけるsinpの統合、応用、取り込み、および役割を要約しています。農業における従来のバルクSI肥料、さまざまな植物種における有効性、および安全性の懸念についても議論されています。植物に関連するsinpのさまざまな側面の理解のギャップも強調されており、この分野での将来の研究を導きます。SINP関連の研究に対する注意の高まりは、農業におけるSINPの真の可能性を実現するのに役立ちます。

Silicon (Si), a beneficial element for plants, is known for its prophylactic effect under stress conditions. Many studies have documented the role of biogenic silica (bulk-Si) in alleviating biotic and abiotic stresses in plants. The scarce amount of the plant-available form of Si (monosilicic acid) in most of the cultivated soil and the limited efficacy of silicate fertilizers (bulk-Si) are the major concerns for the exploration of Si-derived benefits. In this regard, recent advances in nanotechnology have opened up new avenues for crop improvement, where plants can derive benefits associated with Si nanoparticles (SiNPs). Most of the studies have shown the positive effect of SiNPs on the growth and development of plants specifically under stress conditions. In contrast, a few studies have also reported their toxic effects on some plant species. Hence, there is a pertinent need for elaborative research to explore the utility of SiNPs in agriculture. The present review summarizes SiNP synthesis, application, uptake, and role in stimulating plant growth and development. The advantages of SiNPs over conventional bulk-Si fertilizers in agriculture, their efficacy in different plant species, and safety concerns have also been discussed. The gaps in our understanding of various aspects of SiNPs in relation to plants have also been highlighted, which will guide future research in this area. The increased attention towards SiNP-related research will help to realize the true potential of SiNPs in agriculture.