نقش فناوری نانو در توسعه صنعت کشاورزی

کی از راههای اصلی مبارزه با آفات گیاهی استفاده از آفت کش ها و سموم است. اما امروزه استفاده از این مواد به دلیل معایب بسیار آنها همچون تاثیر بر حشرات گرده افشان، آثار سوء بر سلامت انسان، آسیب رسانیدن به نظام های زیستی و غیره دربسیاری از نقاط دنیامحدود شده است.
یکی از راههای رفع این مشکل استفاده از سموم هوشمند در ابعاد نانو است. این سموم دارای یک کد مولکولی هستند که این اجازه را به آنها می دهد تا در گیاه حرکت کرده و به قسمتی که مورد حمله آفت یا گیاه قرارگرفته است، بروند. سپس آنجا آزاد شده و آفت را از بین می برند. از طرفی این سموم قادر به خود تنظیمی هستند.
گفتنی است، استفاده ازسموم عمدتا در زمانی صورت می گیرد که علائم آفت همچون تغییر رنگ برگ ها و اندام گیاهی قابل مشاهده باشند، در نتیجه با سریعترین اقدامات هم مقداری از محصول از بین می رود. نانو حسگرهای زیستی ابزارهایی هستند که به کمک آنها می توان در همان مراحل ابتدایی ورود بیماری آنها را شناسایی و در نتیجه برای کنترل آنها اقدام نمود. نانو حسگرها شامل ترکیبات زیستی همچون یک سلول، آنزیم و یا آنتی بادی متصل به یک مبدل انرژی هستندو قادرند تغییرات ایجاد شده در محیط اطراف خود را گزارش کنند. این
گزارش توسط سیگنال هایی که مبدل انرژی متناسب با مقدار آلودگی تولید میکند، توسط گیرنده ها دریافت می شوند. بنابراین در صورت تجمع زیادی عامل بیماری در اطراف
این حسگرها سیگنال هایی قوی فرستاده شده و حضور آلاینده ها درمحیط در ظرف چند دقیقه قابل تشخیص است. این در حالی است که تشخیص بیماری با استفاده از روش های رایج به حداقل 48 ساعت زمان نیاز دارد.
یکی از عوامل اصلی فساد مواد غذایی اکسیژن است، زیرا با نفوذ چربی مواد غذایی باعث تغییر رنگ و در نتیجه فاسد شدن آنها می شود. یکی از کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی ایجاد پلاستیک های جدید برای بسته بندی است. در این پلاستیک ها ذرات سیلیکاتی به صورت زیگزاگی درکنارهم قرار گرفته و در نتیجه اکسیژن برای ورود به این پلاستیک ها
باید به صورت زیگزاگی دور این نانو ذرات حرکت نماید. به این ترتیب زمان لازم جهت نفوذ کامل این مولکولها به داخل بسته بندی افزایش می یابد ومواد غذایی برای مدت طولانی تری سالم باقی می مانند.
علاوه بر نگهداری غذا، سلامت آن نیز یک مسئله مهم است، زیرا بیشتر محصولات غذایی محیطی مناسب بریا رشد باکتریها و ویروسها هستند. این عوامل می توانند مسبب
بیماری و گاهی اوقات مرگ شوند. حسگرهای زیستی با نانو حسگرها که کاربرد آنها در شناسایی آفات گیاهی بیان شد، جهت شناسایی پاتوژن های مواد غذایی نیز به کار برده می شوند.
یکی از اهداف صنایع مرتبط با کشاورزی استفاده هر چه بیشتر از مواد باقیمانده محصولات است. همچنین طراحی و توسعه نانو کاتالیزورها جهت تبدیل روغن های نباتی به سوخت های زیستی و هضم حلال های صنعتی یکی دیگر از کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی است که برای عملی شدن نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.
استفاده از بذرهایی با عملکرد بیشتر وهزینه تولید کمتر همواره یکی از خواسته های زارعین بوده است و محققین این رشته تلاش کرده اند با در نظر گرفتن سایر جنبه ها در دستیابی به این هدف گام بردارند. یکی از راههای دستیابی به این هدف انتقال ژن های خارجی مطلوب به گیاهان است.
در ایران برای اولین بار درسال 83 نوعی برنج تراریخته حاصل فناوری نانو زیر کشت قرار گرفت. در این واریته برنج از ذرات نانومتری طلا برای انتقال ژن های مورد نظر استفاده شده است. میزان محصولات این واریته 20-10 درصد بیشتر از واریته های معمولی بوده و هزینه تولید آن نیز کمتر است. از نظر کیفیت نیز این واریته در سطح بهترین واریته های جهان بوده و در طی کشت نیاز به هیچگونه سم حشره کشی ندارد. بنابراین بهبود عملکرد ، محیط زیست سالمتری را نیز به ارمغان می آورد. استفاده از فناوری نانو برای بهبود کشت سایر محصولات کشاورزی نیز مورد توجه قرار گرفته است.
جلوگیری از فرسایش، تصفیه خاک از آلاینده ها و همچنین غنی سازی خاک نمونه هایی از کاربرد فناوری نانو در خاکشناسی است.
شناسایی و درمان بیماری ها و همچنین تولید مثل از مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار در بازدهی اقتصادی مزارع دامپروری است. بروز هر بیماری با علائمی مانند تب، کاهش تولید و غیره همراه است و این علائم زمانی درحیوانات قابل مشاهده است که بیماری تا حدی پیشرفت کرده باشد. در این هنگام سریعترین درمانها نیز دامدار را با زیان های اقتصادی فراوانی روبرو می کند. اما امروزه نانوتکنولوژی این امکان را فراهم کرده تا با استفاده از سیستم های درمانی هوشمند از امکان برزو بیماری خیلی زودتر از ظاهر شدن علائم آن آگاه شویم.
آگاهی از زمان مناسب برای جفت گیری دامها نیز یکی از فاکتورهای مهم اقتصادی در پرورش حیوانات است. از راهکارهایی که اخیرا در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته می توان به استفاده از نانوتیوپ های خاص در زیر پوست اشاره کرد. این نانوتیوپ ها قادرند تا زمان واقعی پیک استروژن و وقوع فحلی را شناسایی و با کمک یکسری حسگر به دستگاه مانیتور گزارش دهند. بدین ترتیب دامدار از زمان تلقیح آگاه می شود.
در پایان گفتنی است، امروزه کشورهایی که فقط به منابع خدادادی خود افتخار می کنند، جز اینکه در رده کشورهای جهان سوم طبقه بندی شوند، چیزی عاید آنها نخواهد شد. یکی از راههای فاصله گرفتن از این مرحله و گام برداشتن به سوی پیشرفت و توسعه یافتگی استفاده از علوم و تکنولوژی های جدید است.
با توجه به کاربردهای فراوان نانوتکنولوژی ، این فناوری هم اکنون انقلابی را در سایر علوم از جمله صنعت کشاورزی ایجاد نموده و در آینده ای نزدیک نقش آن در برنامه های اقتصادی دنیا بسیار تاثیر گذار خواهد شد. با توجه به نوپا بودن این علم فاصله ایران از سایر کشورهای توسعه یافته بسیار کمتر از علوم دیگر است. بنابراین با در نظر گرفتن پتانسیل های فراوان صنعت کشاورزی در ایران، تردیدی نیست که با سرمایه گذاری و برنامه ریزی در جهت کاربرد این فناوری می توان درمسیر توسعه و پیشرفت کشور گام برداشت.