نانو و کشاورزی؛ راهکارها، راهبردها

mazrae_gandom_zeraatخبرگزاری کشاورزی و منابع طبیعی(IANN)فناوری نانو به عنوان یک فناوری بین رشته‌ای و پیشتاز، به خوبی جایگاه خود را در علوم کشاورزی و صنایع وابسته آن به اثبات رسانیده است. فناوری نانو کاربردهای وسیعی در همه‌ی مراحل تولید، فرآوری، نگهداری، بسته‌بندی و انتقال تولیدات کشاورزی دارد.
طبق آخرین گزارش سازمان ملل متحد، حدود ۸۰۰ میلیون نفر از جمعیت جهان دچار فقر غذایی هستند و شمار افراد قرار گرفته در زیر خط فقر از نظر تأمین انرژی مورد نیاز روزانه‌ی بدن، روز به روز در حال افزایش است. جدیدترین پیش بینی‌ها حاکی از آن است که این آمار تا سال ۲۰۲۰ میلادی به رقمی بالغ بر یک میلیارد نفر خواهد رسید و این بدان معناست که حفظ نوع بشر در بلندمدت و نجات خیل عظیم انسان‌ها از خطر گرسنگی، نیازمند توجه ویژه‌ی متخصصان و سیاست‌مداران امروز جهان به توسعه‌ی پایدار و همه‌جانبه‌ی صنعت کشاورزی است.
 همان‌طور که می‌دانید، ورود نسل اول فناوری‌ها به عرصه‌ی کشاورزی، در چند دهه‌ی گذشته منجر به وقوع انقلاب سبز و گذر از کشاورزی سنتی به کشاورزی صنعتی شد. در این دوره افزایش چشمگیری در کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی صورت گرفت که البته در کنار آن استفاده‌ی بی‌رویه از منابع، مشکلاتی را نیز در پی داشت.
 اکنون با گذشت سال‌ها از وقوع انقلاب سبز و کاهش مجدد نسبت رشد تولیدات کشاورزی به جمعیت جهان، لزوم به کارگیری فناوری‌های جدید در صنعت کشاورزی پیش از هر زمان دیگری آشکار است.
 ورود فناوری نانو به صنعت کشاورزی و صنایع غذایی متضمن افزایش میزان تولیدات و کیفیت آن‌ها، در کنار حفظ محیط زیست و منابع کره‌ی زمین است.
 کاربردهای نانو در زراعت
 ـ کشاورزی دقیق (خاص مکانی):
 به‌طور کلی کشاورزی دقیق یک نوع نگرش جدید در مدیریت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانو سنسورها مشخص می‌شود که هر قسمت کوچک از مزرعه به چه میزان عناصر غذایی و سم نیاز دارد.
 بدین صورت از آلودگی محیط زیست جلوگیری می‌شود و سلامت محصولات و افزایش بازده اقتصادی ممکن می‌گردد.
 نانو سنسورها می‌توانند با کنترل دقیق و گزارش دهی به موقع نیازهای گیاهان به مرکز پردازش اطلاعات، سیستم را در نگهداری محصولات یاری کنند.
 ـ ایجاد گلخانه‌های کم هزینه‌تر با هدف صرفه جویی در مصرف انرژی و دوام بیش‌تر در برابر رطوبت.
ساختارهای نانویی می‌توانند گلخانه‌هایی در حجم کم اما انبوه پدید آورند که تقریباً با اندازه‌ای برابر ۱۰ درصد کل مزارع زیر کشت حال حاضر، می‌توانند جمعیت کنونی جهان را تغذیه کنند. در این صورت میلیون‌ها هکتار از زمین‌های کشاورزی به محیط‌های طبیعی برای سکونت حیوانات در سراسر جهان بازگردانده می‌شوند.
 کاربردهای نانو
در اصلاح نباتات
 ـ انتقال ژن‌های مورد نظر به سلول‌های گیاهی با استفاده از نانومواد: در این روش از سامانه‌ی رسانش نانوذرات طلای پوشیده با DNA یا RNA به داخل سلول استفاده می‌شود.
 ـ ساخت ابزارهای جدید برای بیولوژی سلولی و مولکولی: این ابزارها جهت تعیین مولکول‌های خاص، شناسایی و جداسازی آن‌ها استفاده می‌شود و کاربردهای بسیاری دارد که از این بین می‌توان به این موارد اشاره کرد: تکنولوژی و علم تولید مثل، اصلاح نژاد حیوانات و گیاهان، تبدیل ضایعات به انرژی و محصولات جانبی مفید.
 ـ اصلاح بذور به شیوه‌ی اتمی.
 کاربردهای نانو در تولید سموم
 و کودهای موثر و کم‌خطر
 ذرات سموم کشاورزی به وسیله‌ی عواملی از قبیل باد، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی، انسان را در معرض انواع بیماری‌های استنشاقی قرار می‌دهد. تحولات نانوفناوری، با افزایش میزان سوددهی و کاهش عوارض سموم کشاورزی، معضلات ناشی از این سموم را رفع می‌نماید و آن‌ها را به محصولاتی کاملاً مفید تبدیل       می‌کند. کاربردهای نانو در تولید سموم و کودهای موثر و کم‌خطر عبارتند از:
 ـ تولید سموم و کودهای شیمیایی با استفاده از نانوذرات و نانوکپسول‌ها: این نسل از سموم و کودها قابلیت رهایش کنترل شده یا تاخیری جذب و تأثیرگذاری بیش‌تر و سازگاری با محیط زیست را دارا هستند.
 ـ تولید کریستال‌های نانویی جهت افزایش کارایی استفاده از آفت‌کش‌ها: استفاده از کریستال‌های نانویی امکان کاربرد آفت‌کش‌ها با دزهای کم‌تر را فراهم می‌آورد و این یعنی به حداقل رساندن ورود این ترکیبات خطرناک به طبیعت.
 ـ تولید نانوکودها (Nanofertilizers): این ترکیبات نانویی به سرعت و به صورت کامل جذب گیاه شده و به خوبی نیازها و کمبودهای غذایی آن را مرتفع می‌سازد.
 کاربردهای نانو
در گیاه پزشکی
 ـ کنترل فعالیت‌های اجزای سلولی گیاهان بدون آسیب رسانی به آن‌ها: شیوه‌های کنونی برای بررسی سلول‌ها بسیار ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در سلول اتفاق می‌افتد، ناگزیرند سلول‌ها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیال‌های درون سلول با ارگان‌های موجود در آن از بین می‌رود. پیشرفت‌های نانوفناوری به‌طور خاص مطالعات بنیادی زیست‌شناسی را تقویت خواهد کرد.
 محققان امیدوارند در آینده‌ای نه چندان دور با استفاده از نانوفناوری موفق شوند فعالیت اجزای هر سلول را تحت کنترل خود درآورند.
 هم اکنون گام‌های بلندی در این زمینه برداشته شده؛ به عنوان نمونه دانشمندان می‌توانند فعالیت پروتئین‌ها و مولکول D. N. A را در درون سلول کنترل کنند.
 به کمک نانوفناوری روش جدیدی برای بررسی بیان ژن و آنالیز mR. N. A سلول‌های زنده بدون مرگ یا تخریب آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی AFM ارائه شده است.
 ـ حسگرهای هوشمند و سیستم‌های حمل هوشمند: این حسگرها و سیستم‌ها برای ردیابی و مبارزه‌ سریع و مفید با ویروس‌ها و سایر عوامل بیماری‌زای گیاهی به کار می‌روند.
 ـ تیمار مولکولی بیماری‌ها، ردیابی سریع بیماری‌ها، افزایش توانمندی گیاهان برای جذب مواد مورد نیاز.
 کاردبردهای نانو در تصفیه‌ آب
و تولید ادوات آبیاری
کاردبردهای نانو در تصفیه آب و ادوات آبیاری عبارتند از:
 ـ نمک زدایی و تصفیه اقتصادی‌تر آب‌ها جهت شرب و کشاورزی: سازمان ملل پیش بینی کرده که در سال ۲۰۲۵ میلادی، ۴۸ کشور جهان (معادل ۳۲ درصد جمعیت جهان) دچار کمبود آب آشامیدنی و کشاورزی می‌شوند. تخلیص و نمک زدایی آب به کمک نانوفناوری از زمینه‌های مورد توجه در دفاع پیشگیرانه و امنیت زیست محیطی است.
 سامانه‌های نانویی طراحی شده می‌توانند آب دریا را با صرف انرژی ۱۰ برابر کم‌تر از دستگاه اسمز معکوس، و ۱۰۰ برابر کم‌تر از دستگاه تقطیر، نمک‌زدایی کنند.
 استفاده از نانوذرات و نانوفیلترها امکان تصفیه و بهسازی آب را با سرعت و دقت بیش‌تر فراهم می‌کند. همچنین استفاده از نانو فیلترها در حذف آلودگی‌های میکروبی آب (Bioremediation) کاربری گسترده‌ای دارد.
 ـ بی‌خطر ساختن مواد آلاینده آب و خاک و قابلیت بازیافت آن‌ها.
 ـ ساخت سوپرجاذب‌های آب از پلیمرها و مواد کامپوزیت.
 این مواد برای ذخیره و حفظ رطوبت بیش‌تر در خاک طراحی گردیده‌اند و استفاده از آن‌ها به ویژه در مناطق خشک و کم آب در افزایش میزان عملکرد بسیار مفید است.
 ـ ساخت مواد پوششی جدید و کارا برای پوشش درون لوله‌های فلزی: این مواد پوششی برای جلوگیری از خوردگی ناشی از سیالات و کاهش زبری جداره لوله‌ها به کار می‌روند.
 ـ به کارگیری پلیمرها و مواد کامپوزیت برای تولید انواع
قطره چکان.
منبع: سبزینه


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *