دست یاری کشاورزی و صنعت مواد غذایی به سوی فناوری‌ نانو

نانومحصولات می‌توانند بخش کشاورزی را متحول کرده و بهره‌وری کشت و تولید مواد غذایی را افزایش دهند، به‌طوری که بتوان نیاز روزافزون بشر را برای تأمین غذا با استفاده از این فناوری پاسخ داد. نانوحسگر و نانوادوات کاهش مصرف آب از جمله نانومحصولاتی هستند که در بخش کشاورزی کاربرد دارند.

براساس پیش‌بینی سازمان ملل، جمعیت جهان تا سال 2025 به 8 میلیارد نفر خواهد رسید. با توجه به محدودیت‌های موجود از جمله عدم وجود خاک زراعی مناسب و بارش‌های کم در بسیاری از نقاط جهان، باید راهبردهای جدیدی را برای افزایش تولید مواد غذایی به کار گرفت.

فناوری ‌نانو از جنبه‌های مختلف می‌تواند به حل این مشکل کمک کند؛ برای مثال نانوحسگرها می‌توانند برای افزایش بهره‌وری فرآیند آبیاری به کار روند. فلایبرد اینوویشن (Flybird Innovations) یکی از شرکت‌های نوپا در حوزه‌ی کشاورزی است که به افزایش بهره و بازده محصولات با استفاده از سامانه‌های هوشمند آبیاری اقدام کرده‌است. این شرکت دو سامانه‌ی خودکار، طراحی و ساخته است که در آن‌ها با استفاده از فناوری‌ نانو عملکرد سیستم بهبود یافته است. این شرکت که 4 سال قبل تأسیس شده‌است، به دنبال کاهش مصرف آب، انرژی و نیروی انسانی است. سامانه‌ی کوددهی این شرکت به‌گونه‌ای است که براساس زمان‌بندی مشخصی کود را وارد زمین کشاورزی می‌کند. هدف از به‌ کارگیری آن، صرفه‌جویی در مصرف آب و کود شیمیایی است. سامانه‌ی آبیاری این شرکت با استفاده از فناوری‌ نانو ساخته شده‌است و می‌تواند برای یک هفته برنامه‌ریزی شود. این دستگاه دارای LED بوده که سه فاز کاری مختلف را مشخص می‌کند. در این دستگاه حسگری وجود دارد که قادر به تعیین شرایط محیطی برای تنظیم بهترین زمان آبیاری است. درصورت بارندگی، این حسگر نسبت به میزان بارندگی، آبیاری را به تعویق می‌اندازد تا در مصرف آب صرفه‌جویی شود. چنین سامانه‌های مجهز به حسگری موجب می‌شوند تا کار کشاورزان ساده شود و نیاز به آبیاری منظم نداشته باشند؛ چرا که دستگاه خود تشخیص می‌دهد که چه زمانی برای آبیاری مناسب است. این دستگاه هوشمند مجهز به حسگر علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف آب، موجب تسهیل فرآیند آبیاری نیز می‌شود.

 شرکت نانولبز (Nanolabs) نیز در حوزه‌ی فناوری‌ نانو تخصص دارد و به دنبال بهره‌برداری از آن در حوزه‌ی کشاورزی است. نانولبز قصد دارد مصرف آب را با استفاده از فناوری‌ نانو 50درصد کاهش دهد و برای این کار سامانه‌ای موسوم به ASAR را معرفی کرده که می‌تواند با توجه به نوع خاک، بین 20 تا 50درصد صرفه‌جویی در مصرف آب را به همراه داشته باشد. از دیگر اهداف نانولبز می‌توان به کاهش مصرف آفت‌کش‌ها اشاره کرد. این شرکت می‌تواند مقدار مصرف کود را متناسب با کاهش مصرف آب، تنظیم کند. بهبود کیفیت محصولات جانبی از دیگر اهداف این شرکت است، به‌طوری که این شرکت نشان داده می‌تواند رشد زیست‌جرم‌ها را تا 40درصد افزایش دهد.

دامنه‌ی استفاده از فناوری‌ نانو فراتر از موضوع آب است. نانوذرات فلزی و اکسید فلزی می‌توانند در بخش کشاورزی کاربردهای وسیعی داشته باشند. این مواد را می‌توان به صورت مستقیم روی برگ‌ها ریخت و با این کار جذب آن‌ها را توسط گیاه افزایش داد. با این کار هم مقدار ماده‌ی شیمیایی مصرف شده کاهش می‌یابد و هم میزان آلودگی به حداقل می‌رسد. همچنین میزان مصرف آب نیز کاهش می‌یابد. یافته‌های اخیر نشان می‌دهد که استفاده از نانوذرات روی (ZnO) روی دانه‌های ماش می‌تواند اثرات قابل توجهی در بهبود کیفیت این دانه‌ها داشته باشد. نانوذرات آهن نیز بهره‌وری کشت گوجه‌فرنگی و سیب‌زمینی را افزایش داده‌اند. در مجموع نانوکودها عملکرد قابل توجهی در حوزه کشاورزی داشته‌اند و در برخی موارد افزایش 25درصدی در بهره‌وری کشت بعد از به‌کارگیری نانوکودها مشاهده شده‌است.

بنابراین فناوری ‌نانو را می‌توان یکی از ابزارهای نجات بشر در آینده دانست که به تحول در بخش کشاورزی کمک شایانی خواهد کرد.