کاربرد نانو حسگرها در زراعت برنج

با یک نگاه ساده و گذرا متوجه خدمات گسترده نانو حسگرها به علم کشاورزی و زراعت برنج می شویم .

  در زراعت برنج که گیاهی استراتژیک وحساس است . اگر کشاورز به موقع متوجه حمله شطارچ  لکه قهوه ای یا بلاست بر بوته برنج شود به راحتی می تواند قبل از آسیب کل مجموعه محصولاتش ، با آن مقابله کند . اطلاعات درست می تواند زمینه کشاورزی پایدار را فراهم نماید . اصولاً آنچه به کمک نانو حسگرها در علم کشاورزی کاربرد دارد ، درست است که برای سایر محصولات کشاورزی نیز مفید است ولی برای زراعت برنج و گندم و سایر محصولات خانواده گندمیان یک ضرورت است . چون برنج گیاهی است استراتژیک و زود رنج و آسیب پذیر.لذا باید در مراقبت ازا آن کوشش بیشتری نمود

گیاهان معمولاً با موادی در ابعاد نانو مشکلی ندارند . این امر برای برنج هم صادق است . زیرا ذرات نانو بصورت بمب ژنی یا پودرهای محلول و یا همراه  با مایعات  آلی وارد شیره خام و پرورده گیاه می شود . و از وضعیّت سلامت درونی گیاه دائماً خبر ارسال می کند . سیگنالهای ارسال شده توسّط نانو حسگرهای ورود داده شده در بدن گیاه با حساسیّت بالایی مشکلات فیزیولوژیک یا بیماری های قارچی و باکتریایی و حتی حملات لاروها و حشرات را نیز گزارش داده و قادر به فیلمبرداری هستند . پژوهشگران  نانو ترانزیستورهایی همراه با نانو پردازشگر و نانو دوربین با رزولیشن و حساسیّت بالا گاه به نانو ذرات ملحق می  کنند ، تا رفتار درونی گیاه را به عینه بتوانند مشاهده نموده و ثبت نمایند. در این صورت اطلاعات  ما نسبت به حد آستانه تحمّل گیاه در برابر حملات قارچی و باکتریایی مشخص می شود . ومی توان تغییرات کندی و یا سرعت بیش از حد فعالیّت برخی از اعضای داخلی گیاه  را برای مبارزه با مشکلاتی که بوجود آمده اندمشاهده نمود. به همین منظور نیز می توان به همراه نانو ذرات از بین برنده انواع قارچ و باکتری نظیر نانو ذرات اکسید آهن و اکسید روی ، علاوه بر حسگرها ، نانو دوربین هایی را متّصل نمود که از نحوه واکنش این ذرات با سلولهای بیمار گیاهی و چگونگی مبارزه و از بین بردن آنها فیلمبرداری کنند . لذا در زراعت برنج این حسگرها در plant patology یا گیاه پزشکی از اهمیّت بسیاری برخوردار اند ، چون ضمن بیماری شناسی می توانند نقایص را نیز برطرف نمایند.

فرض کنیم بیماری گال سیاه برنج یک بیماری ویروسی است که به لطف خداوند کریم در شمال ایران مشاهده نشده است ولی در نواحی ای از ایران بطور جسته و گریخته گزارشهایی ازآن بوده که می تواند هشدار دهنده باشد . این ویروس به گیاه هیچ کاری ندارد و مقصد آن محصول شلتوک برنج است . و با ایجاد گالهای زشت و ناجور در برنج و ایجاد سم هایی با غلظت بالا در شلتوک رسماً آن محصول را دور انداختنی می کند .ایجاد توکسین در شلتوک سبب می شود تا حتی حیوانات نیز رغبتی به مصرف آن نداشته و از شکل زشت آن متواری می شوند . در حالی که همین نانو ذرات اکسید اهن ضمن برطرف کردن آهن موجود در گیاه ، وارد ژن عامل بیماری شده ، و بلافاصله مشابه سازی می کند و فعال می شود . فعالیت نانو ذره اکسید آهن در درون بافت ویروس سبب می شود تا ویروس غیر فعال شده و تقسیمات سلولی آن متوقف گشته و سلامت به گیاه و محصول بازگردد . ضمن اینکه محصول دیگر ضرری برای انسان ندارد ، توکسین موجود در شلتوک را نیز تجزیه می کند . تحقیقات نشان داده است که اکسید آهن ضمن انحدام سلولها و مواد شیمیایی پیچیده ، مواد مضر ّ را نیزغیر فعال  می کند

کاربرد نانو در زراعت برنج ومهندسی کشاورزی :

کاربرد نانو فنآوری در گیاه برنج در حوزه های مختلف علم مهندسی اعم از مکانیسین ، و ماشین های کشاورزی گرفته تا خاکشناسی و جغرافیایی زمین و آب و هوا شناسی و زراعت و باغبانی و آبیاری و منابع طبیعی و جنگلبانی و فضای سبز شبکه های آبیاری زهکشی و سازه های هیدرولیکی وتمامی رشته هایی که به وزه علم زراعت و اصلاح نباتات و مهندسی کشاورزی علی الخصوص در حوزه زراعت برنج فعّال هستند،

 کاربرد دارد. نانو ذرات بسته به اینکه برای چه کاری مدیریّت می شوند خدمات خود را به گیاه و انسان می رسانند . انسان می تواند با مدیریت درست و اصولی از این مواد ضمن غنی نمودن محصول با بسیاری از آفات مبارزه نموده و از بسیاری از کاستی ها و بیماری های فیزیولوژیک نیز باخبر می شوند . جدا از انکه با به خدمت گرفتن این مواد می توانند تمامی مراحل سوخت و ساز و کاتابولیسم وآنابولیسم یا متابولیسم سلولهای گیاهی را فیلمبرداری نموده و گزارش نمود .

همچنین در سالهای اخیر در عرصه مهندسی کشاورزی و زراعت برنج از نانو کپسولهایی استفاده می کنندکه هم به عنوان کود و هم به عنوان عاملی برای مبارزه با بیماری های گیاهی مصرف می شود . خاصیّت این کپسولها اینگونه است که به دلیل قطبی بودن  و کمک کردن به جریان پنانسیل در اطراف ریشه بلافاصله توسّط تارهای کشنده جذب شده و وارد شیره خام گیاهی می شود . این نانو کپسولها دارای صدها نانو ذره هستند که در بدنه و شیره گیاهی آزاد شده و ضمن گزارش دادن لحظه به لحظه از سیستم شیره های خام و پرورده ، مکانیسم داخلی گیاه را گزارش می دهد .در عین اینکه در این حالت گیاه کلاً در معرض دید و مشاهده کشاورز و مهندسین کشاورزی بررسی کننده وضعیّت گیاهی است . گاه نیز با روکشهای مغذّی و مفید و در عین حال همراه کردن نانو ذره حسگر به آن ، ضمن رفع کمبودهای غذایی گیاه و کمک کردن به غنی سازی مواد مفید درون شلتوک و میوه  از نحوه بارگذاری و فعل و انفعالات نانو ذرات در داخل شیره های پرورده و سلول گیاهی و نهایتاً در داخل میوه و شلتوک فیلمبرداری کرده و گزارش ارائه می دهد . که این نتایج با برداشت محصول و آنالیز و تجزیه مواد  تشکیل دهنده و تغییرات ساختاری درون شلتوک قابل ارزیابی و مقایسه است .

کاربرد فعلی نانو مواد در زراعت برنج عبارتند از :

1بیماری شناسی

2بررسی  فقر زمین (قبل و حین و بعد از کشت و داشت و برداشت )

3بررسی کمبود مواد موثر در شیره های خام و پروده

4تقویت زیستی گیاه برنج و سایر محصولات کشاورزی

5تقویت و غنی کردن سایر  محصولات با کاربری نانو مواد

6مبارزه با بیماری های گیاهی

7تنها عامل از بین برنده ویروسهای گیاهی و انسانی

8تولید نسل جدید سموم هدفمند و هوشمند با فن آوری نانو تکنولوژی

9از بین برنده سمیت سموم دفع آفات در کانالهای آبیاری و حفظ محیط زیست پایدار

10تولید نانو الیافهای ضد تشعشع و ضد نفوذ مواد سمی در بدن کشاورزان بخصوص برای سمپاشی ( که برای سایر مشاغل خطرناک نظیر پرسنل سازمانهای هسته ای و پتروشیمی و… نیز مفید است )

11- ضدعفونی کردن بستر های جاری رودخانه ها با نانو مواد برای داشتن محیط زیست سالم و محصولات کشاورزی سالم .

طبیعی است که این علم در حال زایش و بسط و توسعه در امور مختلف است و دانشمندان در حال بررسی های مختلف هستند . لذا ممکن است دامنه  دخالت نانو فنآوری در چند صبحی دیگر و یا حتی چند روز دیگر گسترده تر شود . یعنی خبری از رسانه ها در مورد کاربرد موفق این فنآوری در سایر بخش های کشاورزی و زراعت برنج به گوش برسد که جای تأمْل دارد . ولی جای هیچ تردیدی نیست .

به بالای صفحه بردن