آب ذخیره شده در مخازن آبیاری می‌تواند برای رفع نیاز آب کشاورزان راهگشا باشد، به خصوص در زمان‌های خشکسالی، اما ذخیره‌سازی آب در مخازن چالش‌هایی با خود دارد. آلودگی یکی از آسیب‌های در کمین کشاورزان است. با فناوری نانوحباب می‌تواند این چالش‌ها را به حداقل رساند، نمونه‌های موفق بسیاری در سراسر جهان وجود دارد که فناوری نانوحباب مشکلات مربوط به سطح اکسیژن آب و پاتوژن‌ها را حل کرده است.
تجربه مثبت استفاده از نانوحباب در باغداری و گلخانه‌ها
الگوهای آب و هوایی غیرقابل پیش بینی شده و خشکسالی در سراسر جهان در حال افزایش است. بر اساس گزارش نظارت بر خشکسالی آمریکا، شرایط خشکسالی در ایالت‌های غربی آمریکا در طول تابستان‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲ بدترین شرایط در ۲۰ سال اخیر بوده است.
صنعت باغداری و محصولات زینتی به طور مرتب از آبیاری در فضای باز استفاده می‌کند. منابع سنتی مانند آب شهری و برداشت از آب‌های سطحی و زیرزمینی اغلب با محدودیت‌هایی روبرو هستند و محدودیت‌های سنگین‌تری احتمالاً در آینده نه چندان دور وجود خواهد داشت. در زمان‌های خشکسالی، حتی برداشت از چاه‌های آب نیز مشکل است.
پرورش‌دهندگان گیاهان زینتی و محصولات کشاورزی دریافته‌اند که ذخیره آب در مخازن آبیاری برای طولانی مدت دشوار است و نیاز به منابع دیگری برای تامین آب است. با این حال بیشتر کشاورزان و گلخانه‌داران روی ذخیره آب در مخازن تجاری حساب می‌کنند.
در شیلی، پرودالمن، پرورش دهنده بادام، آب آبیاری مزرعه ۸۰۰۰ هکتاری خود را در یک مخزن آبیاری ۶٫۶ میلیون گالن (۲۵۰۰۰ مترمکعبی) ذخیره می‌کند. شرکت پرومیننت گرولینگن (Prominent Grevelingen)، یک مرکز گیاهان گلخانه‌ای در مقیاس بزرگ در هلند، برای آبیاری به حوضه ذخیره آب خود متکی است. قبل از اجرای فناوری نانوحباب مولیر (Moleaer)، تیم آن‌ها به استفاده از پراکسید هیدروژن در تجهیزات و تأسیسات آبی برای از بین بردن پاتوژن‌ها و جلبک‌ها متکی بود، اما آن‌ها راه‌حل پایدارتری پیدا کردند.
ذخیره آب خوب است، اما آیا آب ذخیره شده کیفیت بالایی دارد؟ یک نگرانی قابل توجه در استفاده مجدد از آب ذخیره شده این است که ممکن است آب کیفیت پایینی داشته باشد که منجر به مشکلات پاتوژن پس از استفاده مجدد می‌شود. آب راکد در یک مخزن نگهداری مدیریت نشده می‌تواند مشکل‌ساز باشد. سطوح قابل‌توجه نیتروژن و فسفر در آب مخزن آبیاری می‌تواند باعث مشکلات علف‌های هرز و رشد جلبک‌ها شود.
اگر در تابستان یک مخزن آبیاری را دیده باشید، احتمالاً جلبک‌ها را درون آن مشاهده کرده‌اید. دمای گرم‌تر، نور فراوان خورشید و مواد مغذی بیش از حد می‌تواند جلبک را به مشکل بزرگی تبدیل کند و مشکلات آبیاری را ایجاد کند. شکوفه‌های جلبکی باعث افزایش کدورت آب می‌شوند که به رسوب بیوفیلم در خطوط انتقال خود را نشان می‌دهد و موجب مسدود شدن روزنه‌های آبیاری می‌شود. همچنین این جلبک‌ها در هنگام تجزیه سطح اکسیژن محلول آب (DO) را کاهش می‌دهند. این موضوع منجر به کیفیت پایین آب می‌شود و بر کشت محصول تأثیر می‌گذارد.
بسیاری از باغداران برای مبارزه با این مسائل به جلبک‌کش‌ها روی می آورند و سعی می‌کنند آب را با مواد شیمیایی تمیز کنند. با این حال، جلبک‌های مرده می‌توانند فیلترها را مسدود کنند، در نازل‌ها مشکل ایجاد کنند و فرآیندهای بی‌هوازی را افزایش دهند. استفاده از مواد شیمیایی خطرات ایمنی انسان را نیز به همراه دارد. سیستم‌های آب با دوز بالای کلر یا اسید برای تمیز کردن، اگر به درستی انجام نشود، برای گیاهان گلخانه‌ای، محصولات زینتی و سلامت انسان بسیار پر زحمت و خطرناک است.
آب گرم اکسیژن کمتری نسبت به آب سردتر دارد. مشکلات مربوط به رشد جلبک‌ها را هم اضافه کنید. آبیاری با آب کم اکسیژن برای کشت محصول مناسب نیست و ریشه دچار مشکل می‌شود.
مشکلات پاتوژن ناشی از آب می‌تواند از مخازن آبیاری شروع شود، در سراسر سیستم پخش شود و کنترل آن دشوار باشد. سطوح گسترده آلاینده‌های بیولوژیکی اثربخشی درمان‌های شیمیایی و UV را کاهش می‌دهد و به دوزهای بالاتر مواد با افزایش هزینه نیاز دارد.
عملیات نانوحباب‌زنی مخازن آبیاری به بهبود کیفیت آب کمک می‌کند تا بازگشت سرمایه سریع را برای باغداران فراهم کند. افزایش اکسیژن محلول با هوادهی بدون مواد شیمیایی برای کنترل جلبک‌های موجود در مخازن آبیاری است، در جایی که هواده‌های معمولی ناکارآمد است. حباب‌های معمولی به سطح می‌آیند و می‌ترکند و زمان تماس آن‌ها با آب و در نتیجه کارایی آن‌ها را محدود می‌کند. از سوی دیگر، فناوری نانوحباب دارای راندمان انتقال اکسیژن بیش از ۸۵ درصد در هر مترمربع آب است.
مزایای نانوحباب فراتر از این بوده به طوری که استفاده از آن موجب کاهش عوامل بیماری‌زا مانند Pythium و Phytophthora تا ۹۰ درصد می‌شود.
با افزایش غلظت اکسیژن آب، نانوحباب‌ها پتانسیل اکسیداسیون احیاء (ORP) آب آبیاری را افزایش می‌دهند که باعث رشد و تکثیر میکروب‌های هوازی مفید می‌شود. این کار منجر به کاهش آلاینده‌های محلول و مهار رشد جلبک‌ها می‌شود و باعث گرفتگی کمتر لوله‌ها و خطوط آبیاری و تجهیزات می‌شود. نانوحباب‌ها با تمیز کردن داخل خطوط سیستم‌های قطره‌ای و سایر سطوح و اتصالات سیستم آبیاری، بیوفیلم‌ها را نیز کاهش می‌دهند.
گلخانه گرولینگن در هلند پس از نصب سیستم نانوحباب نیازی به آبیاری با پراکسید هیدروژن ندارد. آن‌ها ۵۰ درصد در هزینه‌های عملیاتی و نگهداری صرفه‌جویی کردند که این کار از طریق کاهش دفعات تعویض فیلترهای زیستی و استفاده از پراکسید هیدروژن کمتر برای تمیز کردن، اتفاق افتاده است. هزینه کمتر و مشکلات کمتر به معنای استرس کمتر برای کشاورز است. نانوحباب‌ها کیفیت آب را برای توسعه بهتر محصول در مخازن آبیاری بهبود می‌بخشند.
