نانو کود از کجا آمد؟ از زمان انقلاب سبز کودهای شیمیایی به عنوان عنصری ضروری در سیستم های تولید محصول مدرن در نظر گرفته شده اند، اما در کنار آن گاها باعث ایجاد عدم تعادل در مواد معدنی خاک شده و حاصلخیزی خاک را کاهش می دهند.
استفاده گسترده از کودهای شیمیایی باعث آسیب جبران ناپذیری به ساختار خاک و فلور میکروبی خاک می شود. که بر زنجیره های غذایی در اکوسیستم های مسئول جهش های وراثتی در نسل های بعدی مصرف کنندگان تأثیر می گذارد.
کودها نقش محوری در افزایش عملکرد و کیفیت تغذیه محصولات به ویژه پس از توسعه انواع کودهای واکنش پذیر ایفا کرده اند.
نقش کودها بر محصولات و تاثیراتشان
در میان عناصر معدنی، نیتروژن اولین و مهمترین ماده مغذی مورد نیاز گیاهان زراعی است زیرا ترکیب کلروفیل و بسیاری از پروتئین ها و آنزیم ها است بنابراین نقش مهمی در رشد رویشی محصولات دارد.
نیتروژن
نیتروژن به صورت نیترات و آمونیوم توسط گیاهان جذب می شود. نیتروژن از طریق فرآیندهای شستشوی نیترات، نیتریفیکاسیون و فرار آمونیاک از بین می رود. از دست دادن مواد مغذی معدنی از طریق شستشو و رواناب به آبهای سطحی و زیرزمینی همراه با فرار زیاد، نگرانی های فزاینده ای را به دلیل زیان های اقتصادی و آلودگی محیط زیست ایجاد می کند.
استفاده از روش های مرسوم استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی است که از طریق پدیده eutrophication در بسیاری از کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی مشهود شده است. علاوه بر این، زیاد شدن نیتروژن منجر به انتشار اکسیدهای نیتروژن و در نتیجه گازهای گلخانه ای، در گرم شدن کره زمین می شود.
از طرفی یون های آمونیوم با آب باران قلیایی واکنش نشان می دهند که منجر به تشکیل گاز آمونیاک می شود. که به جو منتقل شده و در نتیجه منبع آلودگی محیط می شود. هرگاه مقدار نیتروژن اضافی وجود داشته باشد، بیشتر و بیشتر یونهای آمونیوم در برگهای گیاهان به ویژه سبزیجات برگدار انباشته شده و برای سلامتی انسان مضر است.
محدودیت های استفاده از کودها
علاوه بر این، گزارش شده است که رژیم های غنی از نیترات با بسیاری از بیماری های انسانی مانند سرطان مثانه و معده و متهموگلوبینمی همراه است.
چنین مواردی باعث شده محققان در استفاده بیش از حد کودهای شیمیایی توسط کشاورزان محتاط باشند. کودهای نانو به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده ظاهر شده اند که تولید زیاد و ترمیم خاک را تضمین می کند.
فناوری نانو که از نانو مواد با اندازه کمتر از 100 نانومتر استفاده می کند ممکن است فرصتی بی سابقه برای توسعه منابع متمرکز مواد مغذی گیاهی با سرعت جذب بالاتر، کارایی استفاده و حداقل تلفات ارائه دهد.
نانو کود چیست؟
نانو کود هر محصولی است که با نانو ذرات ساخته شده باشد یا از فناوری نانو برای بهبود کارایی مواد مغذی استفاده می کند.
نانو ذرات در انتقال ویژگی های مهم به گیاهان زراعی منجر به بهره وری بیشتر می شوند. نانو کودها به دلیل جذب بیشتر مواد مغذی ناشی از سطح کوچکتر نانو مواد که باعث افزایش تعامل بین مواد مغذی و سطح می شوند، می توانند عملکرد محصولات پایدار را افزایش دهند. کودهای نانو به طور خاص برای آزادسازی مواد فعال در پاسخ به نیازهای بیولوژیکی و تنش های محیطی طراحی شده اند..
فرمولاسیون نانو کودها چیست؟
فرمولاسیون کودهای نانو از آمونیوم هومات، آمونیاک، اوره، ذغال سنگ نارس، ضایعات گیاهی و سایر کودهای مصنوعی تهیه می شود. نمونه ای از فرمولاسیون، کود نیتروژن با اندازه نانو است که در نتیجه رسوب اوره بر روی سیانامید کلسیم تهیه می شود. نانو کود موثر دیگری با آسیاب اوره و مخلوط کردن آن با کودهای زیستی مختلف فرموله شده است. این کود نانو آزادسازی تدریجی مواد مغذی را برای مدت طولانی تری ارائه می دهد.
روش مکانیکی و بیوشیمیایی برای تهیه نانو کودها استفاده می شود که در آن مواد از طریق وسایل مکانیکی به ذرات نانو ساییده می شوند و سپس تکنیک های بیوشیمیایی برای تهیه فرمولاسیون موثر در مقیاس نانو مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، نانو امولسیون ها نیز با افزودن کلوئیدهای نانو مقدار به امولسیون ها آماده می شوند.
مکانیسم بیولوژیکی عملکرد نانو کودها
دیواره های سلولی گیاهان دارای اندازه منافذ کوچک (حداکثر 20 نانومتر) هستند که منجر به جذب بیشتر مواد مغذی می شود. ریشه های گیاهی که به عنوان دروازه ورود مواد مغذی عمل می کنند، در مقایسه با مواد کود معمولی دارای نفوذ قابل توجهی برای نانومواد هستند. با استفاده از ترشحات ریشه ای و حمل کننده های مولکولی از طریق کانال های یونی و ایجاد ریز منافذ جدید، جذب نانو کودها را می توان بهبود بخشید. همچنین منافذ و دهانه روزنه در برگها باعث جذب نانو مواد و نفوذ آنها به اعماق داخل برگها می شود.
مزایای نانو کودها نسبت به سایر کودهای معدنی
با توجه به تلفات بسیار ناچیز کودهای نانو، این کودها را می توان در مقادیر کمتری در مقایسه با کودهای مصنوعی که در مقادیر بیشتری از آنها استفاده می شود، در نظر گرفت، با توجه به قطعات اصلی آنها که به دلیل شستشو و انتشار از بین می روند.
نانو کودها بیشترین فایده را از نظر تلفات کوچک که منجر به کاهش خطر آلودگی محیط زیست می شود، ارائه می دهند.
حلالیت و انتشار نسبتا بالاتری نسبت به کودهای مصنوعی معمولی نسبت به کودهای نانو برتری می بخشد.
نانو کودهای هوشمند
نانو کودهای هوشمند مانند کودهای روکش پلیمری از تماس زودهنگام با خاک و آب به دلیل پوشش نازک پوشش نانوذرات مانند از دست دادن قابل توجه مواد مغذی جلوگیری می کنند. از سوی دیگر ، اینها به محض اینکه گیاهان در موقعیت داخلی مواد مغذی آزاد شده قرار بگیرند ، در دسترس قرار می گیرند.
مشکلات و محدودیت های نانو کودها
علیرغم ارائه مزایای متعدد مربوط به تولید محصولات پایدار، نانو کودها دارای محدودیت هایی در مورد شکاف های تحقیقاتی، عدم نظارت دقیق و عدم وجود قوانین هستند که در حال حاضر مانع توسعه سریع و پذیرش نانو ذرات به عنوان منبع مواد مغذی گیاهان می شوند. برخی از محدودیت ها و اشکالات مربوط به استفاده از کودهای نانو بدین صورت می‌باشد:
قوانین مربوط به کودهای نانو و مدیریت ریسک مرتبط همچنان محدودیت اصلی در حمایت و ترویج کودهای نانو برای تولید پایدار محصولات کشاورزی است.
یکی دیگر از عوامل محدود کننده تولید و در دسترس بودن کودهای نانو در مقادیر مورد نیاز است و این مهمترین محدودیت در استفاده گسترده از کودهای نانو به عنوان منبع مواد مغذی گیاهی است.
همچنین هزینه بالای کودهای نانو مانع دیگری در راه معرفی آنها برای تولید محصول در شرایط مختلف اقلیمی و اقلیمی در سراسر جهان است.
یکی دیگر از محدودیت های اصلی مربوط به نانو کودها عدم وجود فرمولاسیون و استانداردسازی شناخته شده است که ممکن است منجر به اثرات متضاد نانومواد مشابه در شرایط مختلف اقلیمی شود.
بسیاری از محصولات ادعا می شوند که نانو هستند، اما در واقع اندازه آنها زیر میکرون و میکرون است.
افکار عمومی کشاورزان در ارتباط با چرایی نانو کودها
دیدگاه های عمومی فعلی در مورد توسعه فناوری نانو در صنعت کشاورزی متفاوت است. با توجه به خطرات احتمالی همراه با مزایای احتمالی، به نظر می رسد افکار عمومی فعلی نسبتا بی طرف است زیرا منتقدان این فناوری را کم خطرتر و مفیدتر از تعدادی از فناوری های دیگر مانند آفت کش ها و ضدعفونی کننده های شیمیایی می دانند. با این حال، نسبت به فناوری های خورشیدی و درمان های شیمیایی خطرناک مفیدتر است.
در میان عموم مردم، هنوز دلالت های منفی مربوط به کودها و اصلاح ژنتیکی موجودات زنده وجود دارد. علاوه بر این، این ترسی وجود دارد که مصرف غذاهای اصلاح شده ژنتیکی غیر طبیعی و خطرناک است. در حالی که اکثر ترس ها و نگرانی های مردم بی اساس است و بیشتر ناشی از ارتباط ضعیف و عدم آگاهی عمومی در ارتباط با موضوع معرفی فناوری جدید در صنعت سنتی مانند کشاورزی است. در نهایت تولید غذای تمیز و سالم از نظر بسیاری از افراد بسیار مهم است، صرفاً به دلیل فراوانی زیاد مصرف و ارتباط صمیمی مردم با غذایی که مصرف می کنند.
چرا باید از نانو کود در کشاورزی مدرن استفاده کنیم؟
به طور خلاصه، نانو کودهایی که به تنهایی و همراه با مواد آلی استفاده می شوند به دلیل تلفات کمتر و نرخ جذب بیشتر می توانند آلودگی محیط زیست را کاهش دهند. علاوه بر این، نانومواد برای بهبود سرعت جوانه زنی، ارتفاع گیاه، رشد ریشه و تعداد ریشه ها، کلروفیل برگ و محتوای آنتی اکسیدانی میوه ثبت شد.
همچنین کودهای کنترل شده و آهسته رهش با پوشش نانو ذرات، کارایی مصرف مواد مغذی و جذب اشعه فعال فتوسنتزی را همراه با هدر رفت قابل توجهی مواد مغذی را افزایش می دهد. آینده نانو کودها برای تولید محصولات پایدار و دوره زمانی مورد نیاز برای سازگاری عمومی آنها به عنوان منبع مواد مغذی گیاهی به عوامل مختلفی مانند قوانین موثر، تولید محصولات نانو کود جدید بر اساس نیاز و مدیریت ریسک مرتبط بستگی دارد.
نیاز مبرم به استاندارد سازی فرمول های نانو مواد و متعاقبا انجام مطالعات دقیق میدانی و گلخانه ای برای ارزیابی عملکرد وجود دارد. برای تولید محصولات پایدار، نانوکودهای هوشمند دارای پتانسیل آزادسازی مواد مغذی مطابق نیاز گیاه در ابعاد زمانی و مکانی باید فرموله شوند.
در نهایت، طبق نتایج محققان به صلاح است مه از نانو کودها برای تولید پایدار محصولات در شرایط تغییر آب و هوا با خطر ایجاد آلودگی محیط زیست درکشاورزی نوین نهایت استفاده را ببرند.
مطلب تکمیل کننده:
معرفی انواع کود مورد استفاده در کشاورزی! راهنمای کامل