فهرست مطالب
تاثیرگذاری فناوری نانو در کشاورزی و ثبات مزارع
امروزه حوزه کشاورزی با چالشهای بزرگی دست به گریبان میباشد:
- تغییرات آب و هوایی
- کمبود آب
- کاهش باروری خاک
- کاهش مواد مغذی خاک
- مصرف بیش از حد از کودهای شیمیایی و سموم دفع آفات
- وجود فلزات سنگین در خاک
همچنین صعود همه روزه جمعیت جهان مدام تقاضا برای مصرف بیشتر غذا را طلب مینماید. فناوری نانو در کشاورزی میتواند بصورت تاثیرگذاری با بهبود محصولات زراعی و بازیابی خاک، یاری خیلی خوبی به پایداری کشاورزی نماید.
فناوری نانو در کشاورزی و کاربردها
- تهیه و تولید آفت کشهای اثربخش
- انتشار تدریجی و تحت نظر ریز ذرات نانو حاوی کودهای زیستی در خاک
- توسعه مواد ژنتیکی برای توسعه تولید
- کاربرد حسگرهای زیستی نانو برای تشخیص سریع آفات و سایر تنشهای زیستی و غیر زیستی
- ساخت ایروژلهای ذخیره کننده و کنترل کننده مصرف آب برای گیاهان
متاسفانه آگاهی کشاورزان در این خصوص زیاد نبوده و کلاً استعمال زیاد مواد شیمیایی، زمینهای کشاورزی را تحت تاثیر قرار میدهد.
این موضوع باعث حذف منابع مفید خاک مثل میکروبها، حشرات، و سایر موجودات مفید در خاک میگردد.
اثر تجمعی موارد فوق منجر به تخریب تدریجی اکوسیستم ما خواهد گردید.
تخریب اکو سیستم در اثر عوامل مختلف
نانو ذراتی که عموماً در بخش کشاورزی بکار میروند
از نانوذرات مختلفی بطور تجاری در کشاورزی سود میبریم. برخی از مواد متداول در زیر ذکر میگردد:
نانوذرات پلیمری
نانو ذرات پلیمری برای انتقال بهتر کودهای شیمیایی بصورتی پیوسته و کنترلی، کاربرد دارند. از مزایای خیلی خوب فناوری نانو در کشاورزی، سازگاری زیستی ریز ذرات پلیمری و کمینه تاثیرشان بر ارگانیسمهای غیر هدف در خاک میباشد.
برخی از نانومواد پلیمری مصرفی در کشاورزی عبارتند از پلیاتیلن گلیکول، پلی اپسیلون-کاپرولاکتون ، پلیلاکتید-کو- گلیکولید و پلی γ-گلوتامیک اسید.
نانو ذرات نقره
نانو ذرات نقره بخاطر داشتن طیف وسیعی از اثرات ضد میکروبی، میتوانند در برابر آفات مختلف مفید واقع گردند. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان میدهد، این ذرات میتوانند در رشد گیاهان نیز اثرگذار واقع گردند.
دفع آفات نباتی و فناوری نانو در بهینه سازی سموم
نانو ذرات آلومینیوم سیلیکات
بسیاری از شرکتهای مختلف شیمیایی، از ریز ذرات فناوری نانو در کشاورزی مثل این ذرات به عنوان یک دافع تاثرگذار آفات بهرهبرداری میکنند.
نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم
این نانو ذرات زیست سازگار بوده و به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده آب بکار میروند.
نانو ساختارهای کربنی
از نانوساختارهای کربنی مثل گرافنها، اکسید گرافنها، نانولولهها و فولرینها برای بهبود جوانه زنی بذرها مصرف میشود.
از دیگر نانوذراتی که از فناوری نانو در کشاورزی کاربردی هستند، این موارد ذکر میگردند: اکسید روی، نانوذرات اکسید مس، نانوذرات مغناطیسی، نانوذرات آهن و …
آفات نباتی و فناوری نانو
نانو محصولات ضد آفات نباتی و جانوری در خدمت افزایش بهره وری
بکارگیری از نانو علفکشها و نانو آفتکشها موجب فزونی قابل توجه بهره وری در محصولات کشاورزی گردیده است. دراین حوزه انواع مختلف نانوذرات مانند پلیمریها و نانوذرات معدنی در فرمولاسیون ضد آفتها بهرهبرداری میشوند.
دانشمندان شیوههای مختلفی را برای اعمال موثر علفکشها ایجاد کردهاند. به عنوان مثال نانو ذرات پلی آرتازین بصورت کپسول درآورده میشوند.
به کمک این کپسولها توانایی نظارتی کامل بر روی اهداف خاکی مد نظر بدست میآید. در نتیجه مسمومیت گیاهان در سطح ژنها نیز کاهش چشمگیری پیدا کرده و فعالیت غیر مفید آترازین در خاک کاملاً کمینه میگردد.
فناوری نانو در کشاورزی برای کنترل بیماریها
سالانه گزارشات مختلفی درخصوص عفونتهای میکروبی حاصل از محصولات کشاورزی (ویروسی، قارچی و میکروبی) منتشر میگردد. در نتیجه نانو ذرات با خواص آنتی میکروبیالی، میتوانند از ازدیاد عفونتها جلوگیری نمایند.
برخی از قارچ های رایجی که باعث بیماری می شوند Colletotrichum gloeosporioides و یا قارچ فوزاریوم Fusarium oxysporum هستند.
تاثیرات قارچ Colletotrichum gloeosporioides
چندین نانوذره مانند نانو ذرات فریت نیکل و نانو ذرات مس ، خاصیت ضد قارچی قوی داشته و به طور موثر در مدیریت بیماری بکار میروند.
در خصوص درمان عفونت ویروسی، نانو ذرات کیتوزان، نانو ذرات اکسید روی و نانو ذرات سیلیس در برابر بیماریهای ویروسی مانند ویروس موزاییک برای توتون، سیب زمینی و یونجه موثر هستند.
کودهای نانو
با فناوری نانو در کشاورزی میتوان مواد مغذی مورد نیاز را بصورتی مداوم و هدفمند به محل مورد نظر در خاک انتقال داد. در نتیجه این توانایی وجود دارد که مواد مورد نیاز گیاهان را بصورت متمرکز در اختیارشان قرار داد.
همچنین با این تکنولوژی میتوان زمان در دسترس مواد مغذی را برای گیاه اضافه کرده و در نتیجه در بهره وری محصول افزایش ایجاد نمود.
تحقیق دیگری که در خصوص کاربرد نانو فسفرها انجام گردیده، نیز قابل اشاره است: با کودهای نانو فسفریک در شرایط خشک، رشد ارزن و گیاه گوار(cluster beans) بشکل قابل توجهی ازدیاد پیدا کرده است.
نانوکودها برای تعغذیه گیاهان
یا سوسپانسیون ریز ذرات کیتوسان شامل نیتروژن، فسفر و سدیم که در افزایش تولید محصولات استعمال دارند.
ازدیگر پژوهشهایی که درخصوص فناوری نانو در کشاورزی صورت گرفته، درباره نانو لولههای کربنی میباشد. مشاهده شده این نانو ذرات می توانند وارد لایه سخت بذر گوجه فرنگی شده و شاخص جوانه زنی و رشد گیاه را بصورت قابل توجهی زیاد نمایند.
این موضوع درباره گیاهان ذرت و سویا نیز بررسی شده است. در واقع با استفاده از نانو لولههای کربنی چند لایه، به همین نتیجه میتوان دست پیدا کرد.
استراژی های آینده و گزینه های سیاست گذاری فناوری نانو
گزینههای زیر میتوانند به عنوان بخشی از استراتژیها و سیاستهای آینده مبتنی بر فناوری نانو در کشاورزی باشند:
- سنتزهای کنترل شده دوستدار محیط زیست به کمک نانو ذرات
- شناخت کامل نانو ذراتی که میتوان به کمک گیاهان درون رُستی ریشه ای(root endophytes) و قارچهای هم زیست پذیر(mycorrhizal) تولید کرد. در واقع این ارگانیسمها می توانند نقش موثری در بهره وری محصولات و مدیریت آفات ایفا نمایند.
- ایجاد بستر لازم برای تعاملات نانو ذرات با سیستمهای گیاهی مانند انتقال مکانیسمهای نانو ذرات به داخل اندام گیاهان.
- ارزیابی درست و دقیق اثرات جانبی منفی که امکان دارد نانو ذرات بر روی شرایط متفاوت محیط زیست داشته باشند.
انتقال نانو ذرات به اندام گیاهان
برخی گزینههای سیاستی برای کاربرد فناوری نانو در کشاورزی و توسعه پایدار آن به شرح ذیل می باشد:
- توسعه موسسات مشخص تخصصی برای ارزیابی مناسب زیست ایمنی نانوذرات.
- شکل گیری دستورالعملهای صریح و روشن مطابق اختیارات سازمان WHO برای نظارت و ارزیابی سیستمهای کشاورزی مبتنی بر نانوذرات در هر کشور.
- مستند سازی مناسب میزان سمیت و آلودگی محتمل برای ارگانیسمهای آبزی.
- انجام تحقیقات مشترک و اشتراک گذاری تحقیقات مختلف برای بستر سازی در زمینه ایجاد سیستم تحقیقات موثرتر.
- برای استفاده موثر از منابع و محصولات با پایه فناوری نانو، کشاوران میبایست توسط نیروهای متخصص آموزشهای لازم را دریافت کنند تا مشکلات کشاورزی به حداقل ممکن کاهش یابد.
🌷 اینستاگرام نانو گستر کیمیاگران آروند 🌷
