نانو در علوم كشاورزي و صنايع غذايي
نانو در علوم كشاورزي و صنايع غذايي همان طور که می دانيد ورود نسل اول فناوری ها به عرصه ی کشاورزی ،در چند دهه ی گذشته منجر به وقوع انقلاب سبز و گذر از کشاورزی سنتی به کشاورزیصنعتی گرديد ، در اين دوره افزايش چشمگيری در کيفيت و کميت محصولات کشاورزی صورتگرفت که البته در کنار آن استفاده ی بی رويه از منابع مشکلاتی را نيز در پی داشت. اکنون با گذشت سالها از وقوع انقلاب سبز و کاهش مجدد نسبت رشد توليدات کشاورزی بهجمعيت جهان ، لزوم به کارگيری فناوری های جديد در صنعت کشاورزی پیش از هر زمانديگری آشکار است.
ضرورت بکارگيری فناوری نانو در علوم کشاورزی و صنايعغذایی:
طبق آخرين گزارش سازمان ملل متحد ، حدود 800 میلیون نفر از جمعيتجهان دچار فقر غذايی هستند ، شمار افراد قرار گرفته در زير خط فقر (از نظر تامینانرژی مورد نياز روزانه ی بدن) روز به روز در حال افزايش است.
جديد ترينپيش بینی ها حاکی از آن است که اين آمار تا سال 2020 ميلادی به رقمی بالغ بر یکمیليارد نفر خواهد رسيد و اين بدان معنا ست که حفظ نوع بشر در بلند مدت و نجات خيلعظيم انسان ها از خطر گرسنگی ، نيازمند توجه ويژه ی متخصصان و سياست مداران امروزجهان به توسعه ی پایدار و همه جانبه ی صنعت کشاورزی است.
همان طور که می دانيدورود نسل اول فناوری ها به عرصه ی کشاورزی ، در چند دهه ی گذشته منجر به وقوعانقلاب سبز و گذر از کشاورزی سنتی به کشاورزی صنعتی گرديد ، در اين دوره افزايشچشمگيری در کيفيت و کميت محصولات کشاورزی صورت گرفت که البته در کنار آن استفاده یبی رويه از منابع مشکلاتی را نيز در پی داشت.
اکنون با گذشت سالها از وقوعانقلاب سبز و کاهش مجدد نسبت رشد توليدات کشاورزی به جمعيت جهان ، لزوم به کارگيریفناوری های جديد در صنعت کشاورزی پیش از هر زمان ديگری آشکار است.
در اين بينفناوری نانو به عنوان يک فناوری بین رشته ای و پيشتاز رفع مشکلات و کمبود ها دربسیاری از عرصه های علمی و صنعتی ، به خوبی جايگاه خود را در علوم کشاورزی و صنايعوابسته آن به اثبات رسانيده است. فناوری نانو کاربرد های وسيعی در همه مراحل توليد، فراوری ، نگهداری ، بسته بندی و انتقال توليدات کشاورزی دارد.
ورود فناورینانو به صنعت کشاورزی و صنايع غذایی متضمن افزايش ميزان توليدات و کيفيت آن ها ، درکنار حفظ محيط زيست و منابع کره ی زمين می باشد.
در ادامه نگاهی دقيق تر بهکاربرد های گسترده ی فناوری نانو در هريک از زير شاخه های صنعت کشاورزی داريم.
کاربردهای نانو در زراعت :
- کشاورزی دقيق (خاص مکانی)
بطور كلیكشاورزی دقيق يك نوع نگرش جديد در مديريت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانوسنسورها مشخص می شود كه هر قسمت كوچك از مزرعه به چه ميزان عناصر غذائی و سم نيازدارد و بدين وسيله از آلودگی محيط زيست جلوگيری‌کرده ، سلامت محصولات و افزايشبازده اقتصادی راممكن می سازد.
نانو سنسور ها می توانند با کنترل دقيق وگزارشدهی به موقع نياز های گياهان به مرکز پردازش اطلاعات سيستم را در نگهداری محصولاتياری نمايد.
- ايجاد گلخانه‌هاي كم‌هزينه‌تر با هدف صرفه‌جويي در مصرف انرژي ودوام بيشتر در برابر رطوبت
ساختارهاي نانويي مي توانند گلخانه هايي در حجم كماما انبوه پديد آورند كه تقريباً با اندازه ای برابر 10 درصد كل مزارع زير كشت درحال حاضر ، مي توانند جمعيت كنوني جهان را تغذيه نمايند. در اين صورت ميليونهاهكتار از زمين هاي كشاورزي به محيط هاي طبيعي براي سكونت حيوانات در سراسر جهان بازگردانده مي شوند .
کاربردهای نانو در اصلاح نباتات :
- انتقال ژنهای مورد نظر به سلول های گياهی با استفاده از نانومواد
در اينروش از سامانه ی رسانش نانوذرات طلای پوشيده با DNA يا RNA بداخل سلول استفاده میشود.
- ساخت ابزارهاي جديد براي بيولوژي سلولي و مولكولي
اين ابزار ها جهتتعيين مولكول‌هاي خاص ، شناسايي و جداسازی آن ها استفاده می شوند و کاربری بسياریدارند که از این بين می توان به موارد زير اشاره کرد ؛
تكنولوژي و علم توليد مثل، اصلاح نژاد حيوانات و گياهان ، تبديل ضايعات به انرژي و محصولات جانبي مفيد و علمو تكنولوژي كودسازي
- اصلاح بذور به شيوه اتمی
کاربردهای نانو درتوليد سموم و کود های موثر و کم خطر :
ذرات سموم کشاورزی به وسیله عواملی ازقبیل باد ، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی انسان ، آن را در معرض انواعبیماری های استنشاقی قرار می دهد ، تحولات نانوفناوری ، با افزایش میزان سوددهی وکاهش عوارض سموم کشاورزی ، معضلات ناشی از این سموم را رفع می کند و آنها را بهمحصولاتی کاملاً مفید تبدیل می کند.
- توليد سموم و كودهاي شيميایي با استفادهاز نانوذرات و نانوكپسول ها
اين نسل از سموم و کود ها قابليت رهايش كنترل شده ياتاخيري ، جذب و تاثيرگذاري بيشتر و سازگاری با محيط زيست را دارا هستند.
- تولیدكريستالهاي نانویی جهت افزایش كارايي استفاده از آفت‌كش‌ها
استفادهاز كريستالهاي نانویی امکان كاربرد آفت‌كش‌ها با دُز هاي كمتر را فراهم می آورد واين یعنی به حداقل رساندن ورود این ترکيبات خطرناک به طبيعت.
-توليد نانوکودها (Nanofertilizers)
اين ترکيبات نانويی به سرعت و به صورت کامل جذب گياه شده وبه خوبی نيازها و کمبود های غذايی آن را مرتفع می سازد.
کاربردهای نانو در گیاه پزشکی :
- کنترل فعاليت های اجزای سلولیگياهان بدون آسيب رسانی به آنها
شيوه های کنونی برای بررسی سلول ها بسيارابتدايی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در سلول اتفاق می افتد ناگريزند سلولها را از هم بشکافند و در اين حال بسياری از اطلاعات مهم مربوط به سيالهای درونسلول یا ارگانهای موجود در آن از بين می رود. پيشرفت های نانوفناوری بطور خاصمطالعات بنيادی زيست شناسی را تقويت خواهد کرد.
محققاناميدوارند در آينده ای نه چندان دور با استفاده از نانوفناوری موفق شوند فعالیتاجزای هر سلول را تحت کنترل خود در آورند.
هم اکنون گام های بلندی در اين زمینهبرداشته شده ، به عنوان نمونه دانشمندان میتوانند فعالیت پروتئین ها و مولکول D.N.A را در درون سلول کنترل کنند.
به کمک نانوفناوری روش جدیدی برای بررسی بیان ژن وآنالیز mR.N.A سلولهای زنده بدون مرگ یا تخریب آنها با استفاده از میکروسکوب نیرویاتمی AFM ارائه شده است.
- حسگرهاي هوشمند و سيستم‌هاي حمل هوشمند
به منظوررديابي و مبارزه ی سريع و مفيد با ويروس‌ها و ساير عوامل بيماریزا گياهي به کار میروند.
- تيمار مولكولي بيماريها، رديابي سريع بيماريها، افزايش توانمندي گياهانبراي جذب مواد مورد نياز
