تبیان، دستیار زندگی

نانو کود زیستی – جلسه چهارم

آلودگی های زیست محیطی و بخصوص آلودگی های ناشی از مصرف بی رویه سموم و کودهای شیمیایی در کشاورزی از جدی ترین مشکلات پیش روی دنیای امروز است.
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
بخش پروژه های دانش آموزی - الهام گارسچی

اهداف جلسه:
·آشنایی با نقش کودهای شیمیایی در کشاورزی
·آشنایی با نقش کودهای نانو در کشاورزی
·آشنایی با موارد کاربرد نانو کودها
·آشنایی با مطلوبیت نانو کودها
·آشنایی با لزوم توجه به رهاسازی نانو کودها در محیط زیست

وسایل مورد نیاز:
·کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه
آلودگی های زیست محیطی و بخصوص آلودگی های ناشی از مصرف بی رویه سموم و کودهای شیمیایی در کشاورزی از جدی ترین مشکلات پیش روی دنیای امروز است. اعتقاد بر این است که نانو کودها موثرتین و در عین حال ساده ترین شیوه به منظور کاهش تلفات عناصرغذایی و افزایش کارایی مصرف کوهای است. با استفاده موثر از اتم ها و انرژی در سرتاسر سیکل تولید، فناوری نانو می تواند درکاهش الوگی یاکاهش مصرف انرژی تولیدات، مشارکت کند. اما پرسش های بی پاسخ در خصوص اثرات و بزرگنمایی نانو مواد و نانو تولیدات بر سلامتی انسان و محیط زیست وجود دارد که لازم است موضوع تحقیقات مراکز پژوهشی قرار گیرد. بسیاری از نانو مواد، سمیت بالاتری از مواد معمولی دارند.
نانو کود زیستی
4-1 نقش کودهای شیمیایی در کشاورزی
کودهای شیمیایی نقش اساسی را در افزایش تولید محصولات دانه ای در کشورهای در حال توسعه خصوصا پس از معرفی ارقام زراعی پر محصول و کود پذیر در طی وقوع انقلاب سبز بر عهده داشته اند.تا سال ۲۰۲۰ بیش از ۷۰ درصد عملکرددانه ی محصولات در سراسر دنیا وابسته به مصرف کودهای شیمیایی خواهد بود. این در حالی است که آلودگی های زیست محیطی و بخصوص آلودگی های ناشی از مصرف بی رویه سموم و کودهای شیمیایی در کشاورزی از جدی ترین مشکلات پیش روی دنیای امروز است. فناوری نانو پتانسیل زیادی برای ارتقای محیط زیست از دو طریق طراحی صنعتی تمیزتر، و تولید محصولات سازگار با محیط زیست دارد. فناوری نانو فرصت های جدیدی را به منظور افزایش راندمان مصرف عناصر غذایی و کاهش هزینه های حفاظت از محیط زیست نموده است.
نانو کود زیستی

با به کارگیری نانو کودها به عنوان جایگزین کودهای مرسوم، عناصر غذایی کود به تدریج و صورت کنترل شده در خاک آزاد شده و درنتیجه از پدیده ی مردابی شدن آب های ساکن و همچنین آلودگی آب آشامیدنی جلوگیری به عمل خواهد آمد. از آنجا که این علم بسیار نوظهور بوده و هنوز آگاهی اندکی نسبت به آن وجود دارد، انجام تحقیقات گسترده پیرامون اثرات این فناوری ها بر محیط و جایگاه واقعی آن برای رسیدن به کشاورزی پایدار، امری ضروری است.
نانو کود زیستی
4-2 نقش کودهای نانو در کشاورزی
ذرات سموم کشاورزی به وسیله عواملی از قبیل باد ، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی انسان ، آن را در معرض انواع بیماری های استنشاقی قرار می دهد، تحولات نانوفناوری، با افزایش میزان سوددهی و کاهش عوارض سموم کشاورزی ، معضلات ناشی از این سموم را رفع می کند و آنها را به محصولاتی کاملاً مفید تبدیل می کند. با استفاده از مواد نانو ساختار یا نانو مقیاس به عنوان حامل کودی یا ناقل کنترل کننده ی رهاسازی به منظور ایجاد کودهای هوشمند، فناوری نانو منشا امیدواری های زیادی رادر جهت عبور از محدودیت های تکنیکی موجود بر سر رهایازی آرام و کنترل شده ی عناصر کودها شده است. نانو کودها راندمان مصرف بالایی دارند و می توانند به صورت مطلوب در نقطه مناسبی ازناحیه رشد ریشه عناصر غذایی خود را آزاد کنند.
نانو کود زیستی
نانو کودها به سه روش عناصر غذایی خود را در اختیار گیاهان زراعی قرار می دهند:
– عناصر غذایی درون پوششی از نانو مواد متخلل قرار میگیرند.
– به وسیله لایه پلیمری نازکی پوشیده می شوند.
– به صورت ذره یا امولیسیونی در ابعاد نانوآزادمی گردند.
درنانو کودها از علم فناوری نانو به عنوان ابزاری جهت همزمان کردن رهاسازی عناصرغذایی کودهای فسفاته و نیتروژنه با جذب آن ها به وسیله گیاه و ممانعت از برهم کنش عناصر غذایی با خاک، میکروارگانیسم ها آب و هوا استفاده می شود.براساس یک برآورد صورت گرفته،با مصرف نانو کودها می توان در کانادا از اتلاف ۲۰۰۰ ملیون دلار سرمایه به دلیل پائین بودن راندمان مصرف عناصر غذایی کودهای مرسوم به وسیله گیاهان زراعی جلوگیری کرد.
نانو کود زیستی
4-3 موارد کاربرد نانو کودها
– ارتقای حفاظت از محیط زیست و کشاورزی پایدار،خصوصا در محصولات باغی و شالی
– جلوگیری از آلودگی نامشخص خاک و مردابی شدن ذخایر آب – افزایش راندمان ورودی –خروجی در تولید محصولات زراعیاز طریق بهبود کارایی جذب کود و ارتقای کشاورزی پایدار
– فایق آمدن بر معضل کمبود منابع عناصر معدنی کم مصرف و کودهای فسفاته از طریق مصرف محصولات نانو ساختار شده ای که کارایی بالاتری دارند.

4-4 مطلوبیت نانو کودها
استفاده از نانو کودها منجربه افزایش کارایی مصرف عناصر غذایی ،کاهش سمیت خاک ،به حداقل رساندن اثرات منفی ناشی از مصرف بیش از حد کودها و کاهش تعد دفعات کاربرد کود می شود،به علاوه ممکن است استفاده از این مواد به دلیل بهبود تهویه و شنکنندگی خاک و همچنین جلوگیری از فرسایش خاک باعث ارتقای شرایط خاک برای کشت محصولات زراعی نیز گردد .
نانو کود زیستی
اعتقاد بر این است که نانو کودها موثرتین ودر عین حال ساده ترین شیوه به منظور کاهش تلفات عناصرغذایی و افزایش کارایی مصرف کوهای است.نانو کودها عمدتا به واسطه آزاد سازی آرام و تدریجی عناصرغذایی دوره ی تاثیر کود را افزایش می دهند.مسلما با کارگیری فناوری نانو در بهینه سازی فرمولاسیون کودهای شیمیایی ،می توان به دستاوردهای شگرفی از جمله کاهش مصرف انرژِی،صرفه جویی در هزینه ها ی تولید و جلوگیری از معضلات زیست محیطی نائل آمد. کاربردها و توانایی های بالقوه، فناوری نانو مانند ردیابی و شناسایی سریع عوامل بیماریزای گیاهی با حسگری های نانو جهت اقدامات کنترلی به موقع، افزایش جذب مواد غذایی توسط گیاهان و سیستم های تحویل هوشمند ترکیبات شیمیایی در منطقه هدف با فرمولاسیون های جدید نانو و همچنین افزایش کارایی سیستم های کشاورزی دقیق با بکارگیری حسگرهای نانو جهت مدیریت و مصرف دقیق نهاده های کشاورزی که همگی باعث کاهش مصرف سم و کود در کشاورزی می گردند، امیدها و چشم اندازهای جدیدی در راستای حفظ محیط زیست ایجاد نموده است.
نانو کود زیستی
4-5 لزوم توجه به رهاسازی نانو کودها در محیط زیست
با استفاده موثر از اتم ها و انرژی در سرتاسر سیکل تولید، فناوری نانو می تواند درکاهش الوگی یاکاهش مصرف انرژی تولیدات، مشارکت کند. اما پرسشهای بی پاسخ در خصوص اثرات و بزرگنمایی زیستی نانو مواد و نانو تولیدات بر سلامتی انسان و محیط زیست وجود دارد که لازم است موضوع تحقیقات مراکز پژوهشی قرار گیرد. بسیاری از نانو مواد، سمیت بالاتری از مواد معمولی دارند .نانو مواد به شدت واکنش پذیر هستند و مطالعات نشان داد که آنها می توانند منجر به اکسیداسیون شوند که باعث می شود سلول ها آسیب ببینند گاهی نیز منجر به مرگ سلول ها و حیوانات آزمایشگاهی می شود. محققان استنتاج کردند که ذرات نانو قادر به انتقال توسط خون به دیواره های غشائی است یعنی بخشی که مواد مضر را از مغز دور نگه می دارد هر دو نانو اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم ممکن است به محیط زیست ضربه وارد کنند هرفلز دارای خاصیت قوی ضدباکتری و پتانسیل تحریک به استرس اکسیداسیون در محیط زیست دارد. به طور کلی اثرات نانو ذرات به سیستم های زنده به اندازه کافی ارزیابی نشده است. .مشکلات معده و التهاب خفیف روده در هر دو گروه موش که به بدن آنها نانو فلز روی و نانو تیتانیوم وارد شده بود، مشاهده شد.
نانو کود زیستی
ذرات تیتانیوم که از طریق بینی استنشاق می شوند، می توانند به مغز برسند و تحریکات استرسی را به همراه داشته باشند. علاوه بر این نانوذرات نیز نشان داده اند که توانایی اتصال به رسوبات و ذرات خاک را نیز دارا می باشند. مرکز دانشگاه رایس از تمایل برای نانوذرات با اتصال به مواد آلوده گزارش داده است این گرایش از نانو ذرات یک مکانیسم بالقوه و گسترده در مدت زمان طولانی برای حمل و نقل آلاینده های آب های زیرزمینی خواهد ساخت مطالعه دو ساله در دانشکده دانشگاه کالیفرنیا از بهداشت عمومی در بر داشت مغز موشهای آزمایشگاهی نشان داد مصرف نانو تیتانیوم دی اکسید دی ان ای و کروموزوم صدمه زده است.
نانو کود زیستی
تکلیف1: با توجه به مطالب ارائه شده در این درس در مورد نقش کودهای شیمیایی و کودهای نانو در کشاورزی تحقیق و بررسی نمایید. از مطالب خود نتیجه بگیرید استفاده از کدام کود تاثیر بیشتری بر محصول خواهد داشت؟
تکلیف2: مطالب این درس را مطالعه نمایید سپس با استفاده از تحقیقاتی که انجام داده اید بفرمایید استفاده از کود نانو علاوه بر تولید محصول مطلوب تر چه تاثیرات دیگری در امر کشاورزی دارد؟
محل بازدید/ اردو/ خرید: _________


منابع مطالعه: برای کسب اطلاعات بیش تر در زمینه مطالب مرتبط این درس کتاب "نانو تکنولوژی در علوم کشاورزی و محیط زیست" نویسنده: مهندس آزاده میخک را مطالعه نمایید.
نانو کود زیستی


تنظیم: زینب شاه مرادی