كاربردهاي فناوری نانو در شاخه هاي مختلف كشاورزي
فناوری نانو هيچ زمينه علمي را به حال خود رها نكرده است. علوم كشاورزي نيز از اين قاعده جدا نيستند. تا به حال كاربردهاي متعددي از فناوری نانو در كشاورزی، صنايع غذايي و علوم دامي مطرح شده است. رابطه ميان فناوری نانو و علوم كشاورزي در زمينه های ایجاد امنيت در كشاورزي و سيستم هاي تغذيه ای، ايجاد سيستم هاي هوشمند براي پيش گيري و درمان بيماري هاي گياهي، خلق وسايل جديد براي پيشرفت در تحقيقات، بيولوژي و سلولي قابل بررسی است. بازيافت ضايعات حاصل از محصولات كشاورزي از بین تدابیر موجود در مدیریت آفات کشاورزی استفاده از آفت کش ها و سموم سریع ترین و ارزان ترین روش برای واکنش به یک وضعیت اضطراری است. روش های کنترل زیستی در حال حاضر بسیار هزینه بر هستند. در این روش ها کنترل آفت از طریق یکی از دشمنان طبیعی آن آفت صورت می گیرد. امروزه مصرف بی رویه آفت کش ها مشکلات زیادی را ایجاد کرده اند. این مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان (ایجاد مسمومیت های حاد یا بیماری های مزمن)، تأثیر این مواد بر حشرات گرده افشان و حیوانات اهلی مزارع و هم چنین ورود این مواد به آب و خاک و تأثیر مستقیم و غیر مستقیم آن در این نظام های زیستی است. مصرف بی رویه آفت کش ها محصولات کشاورزی را نیز به منبع ذخیره سم تبدیل می کند.
مهم ترین سؤال در زمینه استفاده از آفت کش ها این است که چقدر از این سموم استفاده کنیم؟
استفاده از داروهای (سموم) هوشمند در ابعاد نانو می تواند راه حل مناسبی باشد. این داروها که قابلیت حرکت در گیاه را دارند، در بسته هایی که حاوی نشانی خاصی هستند قرار می گیرند. برچسب نشانی، یک کد مولکولی است که روی بسته نصب شده و به بسته اجازه می دهد که به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته تحویل داده شود. این ناقلین در ابعاد نانو هم چنین دارای خود تنظیمی نیز هستند، به این معنی که دارو فقط به میزان لازم به بافت گیاهی تحویل داده می شود. دقت در ردیابی بافت هدف و میزان اندک اما مؤثر دارو باعث می شود که استفاده از سموم در کشاورزی به حداقل برسد.
نانوحسگر های زیستی در بسته های غذایی نیز وجود دارد که در صورت شروع فساد مواد غذایی می توانند هشداردهنده باشند. از دیگر کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی ایجاد پلاستیک های جدید در صنعت بسته بندی مواد غذایی است. در تولید این پلاستیک ها از فناوری نانو ذرات استفاده شده است. اکسیژن مسئله سازترین عامل در بسته بندی مواد غذایی است، زیرا این عنصر باعث فساد چربی مواد غذایی و هم چنین تغییر رنگ آنها می شود. در این پلاستیک جدید نانو ذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدی مانع از نفوذ اکسیژن می شوند. به بیان دیگر مسیری که گاز باید برای ورود به بسته طی کند طولانی می شود. به همین خاطر مواد غذایی در این بسته ها تازگی خود را بیش تر حفظ می کنند. با طولانی تر کردن مسیر حرکت مولکول های اکسیژن، مواد غذایی دیرتر فاسد می شوند.
استفاده از فناوری نانو در کشت گلخانه
کاربردهای نانو در زراعت
کشاورزی دقیق: به طور کلی کشاورزی دقیق یک نوع نگرش جدید در مدیریت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانوحسگرها مشخص می شود که هر قسمت کوچک از مزرعه به چه میزان عناصر غذایی و سم نیاز دارد و بدین وسیله از آلودگی محیط زیست جلوگیری کرده، سلامت محصولات و افزایش بازده اقتصادی را ممکن می سازد. نانوحسگرها می توانند با کنترل دقیق و گزارش دهی به موقع نیازهای گیاهان به مرکز پردازش اطلاعات سیستم را در نگهداری محصولات یاری نماید.
احداث گلخانه های کم هزینه تر با هدف صرفه جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر در برابر رطوبت: ساختارهای نانویی می توانند گلخانه هایی در حجم کم اما انبوه پدید آورند که تقریباً برابر با 10 درصد کل مزارع زیر کشت موجود، می توانند جمعیت کنونی جهان را تغذیه نمایند. در این صورت میلیون ها هکتار از زمین های کشاورزی به محیط های طبیعی برای سکونت حیوانات در سراسر جهان باز گردانده می شوند
کاربرد های نانو در گیاه پزشکی
علم گیاه پزشکی نیز از پیشرفت هایی که فناوری نانو به ارمغان آورده است بی بهره نشده است. فناوری نانو می تواند علم گیاه پزشکی را دگرگون کند. دستاوردهای جدید ناشی از فناوری نانو مانند تیمار مولکولی بیماری ها، ردیابی سریع بیماری ها، افزایش توانمندی گیاهان برای جذب مواد غذایی همگی از عوامل تحول زا در بهبود کارایی علم گیاه پزشکی می باشند. در حال حاضر بيماري هاي گياهي از روي علائم مانند تغيير رنگ يا تغيير شكل اندام ها شناسايي مي شوند ولي مسئله اينجا ست كه اين علائم مدت ها پس از ورود عامل بيماري به بافت گياه بروز پيدا میکنند به همين خاطر با سريع ترين اقدام ها براي جلوگيري از شيوع بيماري، باز هم مقداري از محصول از بين مي رود، در نتيجه نياز به ابزاري كه به كمك آن بتوان در همان مراحل ابتدايي ورود عامل بيماري، آن را كنترل و مهار كرد بسيار ضروري به نظر مي رسد.
حسگرهاي هوشمند و سيستم هاي حمل هوشمند به منظور رديابي و مبارزه سريع و مفيد با ويروس ها و ساير عوامل بيماري زا گياهي بکار مي روند. نانو حسگرهاي زيستي، ابزارهايي هستند كه از تلفيق ابزارهاي شيميايي، فيزیکی و زيستي به دست آمده اند. اين حسگرها شامل ترکیبات زيستي مانند یک سلول، آنزيم و يا آنتي بادي متصل به یک مبدل انرژي هستند و قادرند كه تغييرات ايجاد شده در مولكول هاي اطراف خود را گزارش دهند. اين گزارش ها توسط سيگنال هايي كه مبدل انرژي به تناسب با مقدار آلودگي توليد ميكند دريافت مي شوند. بنابراين اگر تجمع زيادي از عامل بيماري در اطراف اين حسگرها وجود داشته باشد سيگنال هاي قوي فرستاده مي شوند. ارزیابی حضور آلاینده ها در محیط توسط حسگرها در چند دقیقه میسر است اما با استفاده از روش های رایج حداقل 48 ساعت زمان برای تشخیص نیاز است. هم چنين تيمار مولكولي بيماري ها، رديابي سريع بيماري ها، افزايش توانمندي گياهان براي جذب مواد مورد نياز با استفاده از اين فناوري قابل دسترسي است.
کاربردهای نانو در آبیاری مزارع کشاورزی
استفاده از فناوری نانو برای تولید قطره چکان های تنظیم کننده فشار و مقاوم به نفوذ ریشه، لوله های پلاستیکی تراوا و لوله های رسی، از مهم ترین دستاوردهای فناوری نانو در علم آبیاری می باشند.
گردآوری: حاتمی
