در تاریخ بشریت، اغلب جسورانه‌ترین و فوق‌العاده خلاقانه‌ترین ایده‌ها نه توسط خود دانشمندان، بلکه توسط آماتورهایی که استعداد ترویج فعال و رنگارنگ نظریه‌های جدید را داشتند، مطرح می‌شد، اما در دهه‌های اخیر، محققان جدی به طور فزاینده‌ای به مردم و مسئولان با پروژه های غیرمنتظره.» اووه هارتمن

افزایش قیمت آرد و نان در روسیه ادامه دارد. رئیس هیئت مدیره شرکت غذای روسیه والری چشینسکیوی یادآور شد که طی شش ماه گذشته قیمت غلات تقریباً دو برابر شده و قیمت نان به طور متوسط ​​13 درصد افزایش یافته است. و رئیس اتحادیه غلات روسیه آرکادی زلوچفسکیبیان کرد که نانوایی های داخلی در صورتی که قیمت خرده فروشی آن 50 تا 60 روبل برای هر نان (دو برابر سطح فعلی) باشد، قادر به تولید نان با کیفیت بالا خواهند بود. علاوه بر این، کارشناسان اطمینان دارند که حتی اگر امسال برداشت خوبی داشته باشیم، قیمت غلات کاهش نخواهد یافت، به این معنی که باید به دنبال راه‌هایی برای حل مشکلات صنعت در یک صفحه کاملاً متفاوت باشیم. فن آوری های مدرنبه ما اجازه افزایش می دهد بهره وری اقتصادی APK. در مورد ایجاد یک محیط نوآوری مطلوب، و به ویژه در مورد فناوری نانو، صحبت های روزافزونی وجود دارد. اینجاست که دانشمندان به دنبال نقاط رشد جدید هستند.

مقدمه.

واژه نانوتکنولوژی توسط یکی از اساتید دانشگاه علوم توکیو ابداع و ابداع شد نوریو تانیگوچیدر سال 1974. به گفته تانیگوچی، فناوری نانو شامل پردازش، جداسازی، ترکیب و تغییر شکل اتم ها و مولکول های یک ماده است، در حالی که اندازه نانومکانیسم نباید از یک میکرون یا هزاران نانومتر تجاوز کند.

در حال حاضر، اصطلاح «نانو فناوری» به مجموعه‌ای از روش‌ها و تکنیک‌هایی گفته می‌شود که توانایی ایجاد و اصلاح اشیاء را به شیوه‌ای کنترل‌شده، از جمله اجزایی با ابعاد کمتر از 100 نانومتر، که ویژگی‌های اساساً جدید دارند و امکان ادغام آن‌ها در مقیاس کلان کاملاً کارآمد را فراهم می‌کنند، فراهم می‌کند. سیستم ها

در واقع، نانوتکنولوژی منجر به سومین انقلاب علمی و فناوری می شود که در گستره آن بی سابقه است - ظهور واقعیت جدیدی که چهره جهان را تا آغاز دهه دوم قرن بیست و یکم تغییر خواهد داد.

اما با تأسف عمیق امروز، کشاورزی همچنان یکی از صنایعی با کمترین شدت علمی است که تأخیر را تعیین می کند. مجتمع کشت و صنعتدر رقابت فناوری نانو، اگرچه کشاورزی یکی از مهم ترین بخش های اقتصاد هر کشوری است. محصولات حیاتی برای انسان فراهم می کند: محصولات غذایی اساسی و مواد خام برای تولید کالاهای مصرفی.

ارتباط معرفی فناوری نانو در کشاورزی.

کشاورزی بیش از 12٪ از تولید ناخالص اجتماعی و بیش از 15٪ از درآمد ملی روسیه را تولید می کند و 15.7٪ از دارایی های ثابت تولید را متمرکز می کند. دستاوردهای علم و فناوری امکان افزایش چشمگیر راندمان تولید محصولات کشاورزی، گسترش مناطق تولید و غیره را فراهم می کند. بنابراین، جهت اصلی توسعه بیشترکشاورزی - تشدید کامل آن.

تجزیه و تحلیل وضعیت زیرساخت‌های صنعت نانو داخلی نشان می‌دهد که با وجود کیفیت بالای تحقیقات انجام شده و زمینه‌های علمی و فناوری ایجاد شده، زیرساخت‌های صنعت نانو در روسیه همچنان به طور قابل‌توجهی از رهبران فناوری نانو جهان عقب‌تر است. عناصر زیرساختی مختلفی ایجاد شده است که عملکرد آنها عمدتاً با هدف تولید دانش جدید به جای تجاری سازی نتایج فعالیت های علمی است.

لازم به ذکر است که ایجاد تنها عناصر منفرد زیرساخت صنعت نانو و نه یک مجموعه زیرساختی با هدف پشتیبانی از تمامی مراحل تجاری سازی فناوری، مشکلات حمایت از فرآیند تجاری سازی فناوری را به طور کامل حل نکرد.

در طول جستجوی مدل بهینه توسعه اقتصادیمجتمع کشاورزی و صنعتی روسیه، زمانی که پایه های ملی سیستم نوآوریبا توانایی تولید و تجاری سازی ایده های علمی، مشکل توسعه و اجرای فناوری های جدید بسیار کارآمد، اقتصادی و زیست محیطی قابل اجرا حادتر از همیشه است. از مقیاس و نتایج فعالیت نوآوری، توسعه تکنولوژی بالاآینده روسیه بستگی دارد.

این امر به ویژه برای کشاورزی مهم است و به دلیل این واقعیت است که سطح تأثیر فن آوری بر روی بیوسفر و مهمترین مؤلفه آن - خاک - به طور مداوم افزایش می یابد. افزایش فشار انسانی باعث کاهش پایداری می شود اکوسیستم های طبیعیبه طور کلی و به مقادیر فزاینده ای انرژی برای حفظ اکوسیستم های کشاورزی نیاز دارد. یک مثال خاصممکن است ناشی از کمبود محسوس محصولات غذایی طبیعی باشد. محصولاتی که اکنون تولید می شوند برای سلامتی انسان مضر هستند.

بر اساس اهداف تعیین شده توسط دولت، رویکردهای جدیدی برای کشاورزی مورد نیاز است که حداکثر کاهش در درجه وابستگی اندازه و کیفیت محصول را تضمین کند. عوامل خارجی. در عین حال، تمرکز بر افزایش بیشتر استفاده از مواد شیمیایی کشاورزی و فناوری هایی که با محیط طبیعی در تضاد هستند، نامناسب است. دقیقاً همین روندها بر خلاف قوانین زیست محیطی است که رویکرد بلایای طبیعی را تسریع می کند. کاملاً مشخص می شود که چه چیزی شروع می شود مرحله جدیدتوسعه علوم کشاورزی و تولیدات کشاورزی در این مرحله، رویکردهای جدیدی برای کشاورزی مورد نیاز است تا از حداکثر کاهش در درجه وابستگی اندازه و کیفیت محصول به یارانه های فزاینده انرژی و اطمینان حاصل شود. عوامل نامطلوب محیط زیست.

تازگی علمی نانوتکنولوژی های کشاورزی در این واقعیت نهفته است که فرآیندهای مورد بررسی و اقدامات انجام شده در محدوده نانومتری ابعاد فضایی رخ می دهد. «مواد خام» اتم‌ها، مولکول‌ها، سیستم‌های مولکولی منفرد هستند و نه حجم میکرونی یا ماکروسکوپی مواد آشنا در فناوری سنتی، حاوی حداقل میلیاردها اتم و مولکول. بر خلاف فن آوری های سنتینانوتکنولوژی‌های کشاورزی با رویکرد «انفرادی» مشخص می‌شوند، که در آن کنترل خارجی به اتم‌ها و مولکول‌های منفرد می‌رسد، که این امکان را ایجاد می‌کند که از آنها مواد «بدون عیب» با ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی اساساً جدید و طبقات جدیدی از آنها ایجاد شود. بیوسیستم هایی با اندازه های مشخصه در مقیاس نانو

زمینه های اصلی استفاده از فناوری نانو و نانومواد در کشاورزی و صنایع غذاییتولید و فرآوری محصولات کشاورزی، مهندسی کشاورزی، خدمات فنی و اکولوژی است. نویدبخش ترین فناوری های نانو در کشاورزی، بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک هستند. مصرف کنندگان اصلی نانوتکنولوژی های کشاورزی عمدتاً تولیدکنندگان کشاورزی روسیه هستند.

برای اجرای دستاوردهای نانوتکنولوژی های زراعی مبتنی بر بیوفیزیک، علاقه کارخانه ها و شرکت های تولید ماشین آلات کشاورزی ضروری است. تولید چنین تجهیزات نسل جدید کم مصرف و بسیار سودآور نیز باید مورد توجه مزارع با انواع مالکیت باشد. با استفاده از چنین ماشین آلات کشاورزی در مزارع خود، که اصل عملیاتی آن مبتنی بر پیشرفت های مدرن در علم نانو است، می توان بازدهی بالایی از محصولات سازگار با محیط زیست به دست آورد.

مصرف کنندگان محصولات زیست محیطی کیفیت بالاشهروندان روسیه باید در اولویت باشند. با توسعه بیشتر این فناوری ها، می توان بازار فروش محصولات را به کشورهای دور و نزدیک در خارج از کشور گسترش داد.

ما نباید علاقه موسسات علمی مختلف به این فناوری ها را فراموش کنیم (وزارت کشاورزی، آکادمی علوم کشاورزی روسیه، موسسات تحقیقاتی علمی و دانشگاه های کشاورزی). موسسات علمی با بکارگیری و مطالعه این فناوری‌ها می‌توانند آن‌ها را برای بهبود بیشتر مدرن و بهبود بخشند. استفاده موثردر مزارع و مزارع کشورمان.

هدف نهایی از ورود فناوری نانو به تولیدات کشاورزی، ایجاد محیطی دوستانه برای انسان و مراقبت از سلامت او در طول زندگی است.

جهات اصلی استفاده از فناوری نانو در بخش کشاورزی.

امروزه نانومواد و فناوری نانو تقریباً در تمام زمینه های کشاورزی استفاده می شود: تولید محصولات زراعی، دامپروری، مرغداری، پرورش ماهی، دامپزشکی، صنعت پردازش، تولید ماشین آلات کشاورزی و ...

بنابراین، در تولید محصولات زراعیاستفاده از فرآورده های نانو به عنوان کودهای کوچک باعث افزایش مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد (به طور متوسط ​​1.5-2 برابر) تقریباً تمام محصولات غذایی (سیب زمینی، غلات، سبزیجات، میوه ها و توت ها) و محصولات صنعتی (پنبه، کتان) می شود. این اثر در اینجا به دلیل نفوذ فعال تر ریز عناصر به گیاه به دلیل نانو اندازه ذرات و وضعیت خنثی آنها (در مفهوم الکتروشیمیایی) به دست می آید.

همچنین تأثیر مثبت نانو منیزیم بر تسریع (یا بهتر بگوییم افزایش بهره وری) فتوسنتز در گیاهان نیز انتظار می رود.

در پرتو اکتشافات اخیر در فناوری نانو، نقش بیولوژیکی سیلیکون در موجودات زنده و فعالیت بیولوژیکی ترکیبات مختلف (آلی و معدنی) آن مورد بررسی قرار گرفته است.

به طور خاص، سیلاتران ها، که سازندهای سلولی هستند و حاوی سیلیکون هستند، در تمام مراحل رشد تکاملی از میکروارگانیسم ها تا انسان، اثر فیزیولوژیکی بر موجودات زنده دارند. استفاده از محرک‌های زیستی ارگانوسیلیکن در رشد گیاهان، افزایش مقاومت به سرما، تحمل گرما و خشکی را ممکن می‌سازد، به غلبه بر شرایط استرس‌زا (یخبندان‌های مکرر، تغییرات ناگهانی دما و غیره) کمک می‌کند و عملکرد محافظتی گیاهان را در برابر بیماری‌ها افزایش می‌دهد. و آفات این داروها اثر مهاری و آرام بخش مواد شیمیایی محافظ گیاه را در طی درمان های پیچیده تسکین می دهند.

نانوتکنولوژی در پردازش پس از برداشت آفتابگردان، تنباکو و سیب زمینی، نگهداری سیب در محیط های کنترل شده و ازن زنی هوا استفاده می شود.

در پرورش دام و طیوراستفاده از فناوری نانو توصیه می شود فرآیندهای تکنولوژیکی، جایی که آنها برتری کمکی را ارائه می دهند. هنگام تشکیل یک ریزاقلیم در محل نگهداری حیوانات و پرندگان، استفاده از آنها امکان جایگزینی سیستم تهویه پر انرژی و خروجی اگزوز را با تصفیه هوای الکتروشیمیایی، تضمین پارامترهای میکرو اقلیم استاندارد: دما، رطوبت، ترکیب گاز، آلودگی میکروبی، گرد و غبار، امکان پذیر می سازد. سرعت هوا، از بین بردن بوها با حفظ انتشار حرارت حیوانات.

دانشمندان روسی در عمل از نانوتکنولوژی سازگار با محیط زیست برای حفظ الکتریکی علوفه سبز علوفه با نگهدارنده الکترو فعال استفاده می کنند. این کار به جای اسیدهای آلی گران قیمت انجام می شود که نیاز به اقدامات ایمنی دقیق دارند. این نانوتکنولوژی جدید ایمنی خوراک را تا 95 درصد افزایش می دهد. نانوذرات آهن و سایر عناصر ریز برای افزایش نشاط حیوانات و بهره وری آنها در پیش مخلوط ها گنجانده شده است.

در پرورش دام و طیور، هنگام تهیه خوراک، نانوتکنولوژی افزایش بهره وری را 1.5 تا 3 برابر تضمین می کند، مقاومت در برابر استرس و مرگ و میر را 2 برابر کاهش می دهد. نانودستگاه‌هایی که می‌توانند در گیاهان و حیوانات کاشته شوند، امکان خودکارسازی بسیاری از فرآیندها و انتقال داده‌های لازم را در زمان واقعی فراهم می‌کنند.

در صنایع لبنیاز فناوری نانو برای ایجاد محصولات کاربردی استفاده می شود. جهت اشباع مواد خام غذایی با اجزای زیست فعال (ویتامین ها به شکل نانوذرات) در حال توسعه است. نانوتکنولوژی ها و نانومواد (به ویژه نانو نقره، نانومس و غیره) به طور گسترده در فیلترها و سایر بخش های تجهیزات صنایع لبنی برای مهار فرآیندهای تخمیر و ترش کردن شیر، ضدعفونی اماکن و ابزار کشاورزی و در بسته بندی و ذخیره سازی استفاده می شود. محصولات اسید لاکتیک محصولات غذایی.

در مکانیزاسیون تعداد زیادی دارو بر پایه نانومواد برای کاهش اصطکاک و سایش قطعات ایجاد شده است که باعث افزایش طول عمر تراکتورها و سایر ماشین آلات کشاورزی می شود.

نانومواد زمانی که به عنوان کاتالیزورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند می توانند نقش غیر قابل جایگزینی ایفا کنند، به عنوان مثال، کاتالیزورهای احتراق برای انواع مختلفسوخت‌ها، از جمله سوخت‌های زیستی، یا کاتالیزورهای هیدروژنه کردن روغن‌های گیاهی در صنعت روغن و چربی.

فناوری نانو در فرآوری محصولات کشاورزی نیز در حال معرفی است. بنابراین، نانوالکتروتکنولوژی جدید خشک کردن ترکیبی دانه بر این واقعیت استوار است که فشار رطوبت اضافی در دانه گرم شده در دمای زیر نقطه جوش آب ایجاد می شود. در نتیجه انتقال فیلتراسیون رطوبت از دانه به سطح در حالت قطره-مایع تسریع می شود. رطوبت توسط هوای گرم از سطح تبخیر می شود. مصرف انرژی برای خشک کردن دانه در مقایسه با خشک کردن همرفتی سنتی 1.3 برابر یا بیشتر کاهش می یابد، آسیب میکرو به دانه ها تا 6٪ کاهش می یابد و کیفیت کاشت آنها تا 5٪ بهبود می یابد. برای خشک کردن و ضدعفونی غلات در دمای پایین از ازن نیز استفاده می شود که تعداد باکتری ها را 24 برابر و مصرف انرژی را 1.5 برابر کاهش می دهد.

امروزه فناوری‌های DNA به طور فعال در بخش کشاورزی و صنعتی استفاده می‌شوند که امکان شناسایی ژن‌های مرتبط با ویژگی‌های با ارزش اقتصادی، مقاومت در برابر استرس، بیماری‌های عفونی و همچنین ژن‌های حامل جهش‌های مغلوب - ناهنجاری‌های ژنتیکی را ممکن می‌سازد. به طور کلی می توان تمام زیست شناسی مولکولی را نانوبیوتکنولوژی نامید. این در مورد استدر ایجاد دستگاه هایی با استفاده از ماکرومولکول های بیولوژیکی به منظور مطالعه یا کنترل سیستم های بیولوژیکی.

نانوبیوتکنولوژی دستاوردهای نانوتکنولوژی و زیست شناسی مولکولی را ترکیب می کند. از توانایی مولکول های زیستی برای خودآرایی در نانوساختارها استفاده گسترده ای می کند. به عنوان مثال، لیپیدها می توانند به طور خود به خود ترکیب شده و کریستال های مایع را تشکیل دهند. DNA نه تنها برای ایجاد نانوساختارها، بلکه به عنوان یک جزء مهم از نانومکانیسم ها نیز استفاده می شود. به گفته تعدادی از دانشمندان، نانوبیوتکنولوژی ها به طور قابل توجهی حل مشکلات سنتی در ژنتیک و اصلاح گیاهان کشاورزی را ساده و سرعت می بخشد.

جهت فوق مدرن نانوبیوتکنولوژی (نانو فناوری در زیست شناسی) در رشد گیاه ایجاد است. گیاهان کشت شده، به ویژه در برابر حشرات آفات و علف های هرز مقاوم است. تحقیقات در این زمینه توسط دانشمندان نه تنها از کشورهای توسعه یافته بلکه از کشورهای در حال توسعه نیز انجام می شود. به عنوان مثال، آزمایشگاه های علمی در مکزیک و هند به طور مشترک در حال تلاش برای ایجاد یک نانو علف کش غیر سمی هستند.

**تکنولوژی های توسعه یافته در تولید محصولات کشاورزی اجازه می دهد: **

• بهبود ایمنی تولید و کیفیت محصول؛
• کاهش هزینه ها هنگام رشد گیاهان؛
• بهبود کیفیت بذر؛
• کاهش بروز بیماری و افزایش مقاومت در برابر آفات؛
• افزایش بهره وری گیاه؛
• محصولات سازگار با محیط زیست (ایمن) را بدست آورید.

به گفته دانشمندان، استفاده از فناوری نانو در کشاورزی (کشت غلات، سبزیجات، گیاهان و حیوانات) و تولید مواد غذایی(در حین پردازش و بسته بندی) منجر به تولد یک کلاس کاملاً جدید از محصولات غذایی - "محصولات نانو" می شود که در نهایت محصولات اصلاح شده ژنتیکی را از بازار خارج می کند.

بر اساس اصطلاحات علمی پذیرفته شده عمومی، اگر در کشت، تولید، فرآوری یا بسته بندی آن از نانوذرات، پیشرفت ها و ابزارهای نانوتکنولوژیکی استفاده شده باشد، محصولی را می توان «نانو محصول» نامید. توسعه‌دهندگان نانوغذاها وعده بهبود فرآیندهای تولید و بسته‌بندی مواد غذایی، بهبود طعم و خواص تغذیه‌ای جدید، و تولید غذاهای «عملکردی» (محصول حاوی مواد مغذی دارویی یا اضافی) را نیز می‌دهند. انتظار می رود بهره وری افزایش یابد و قیمت مواد غذایی نیز کاهش یابد. تنها در چند دهه آینده، استفاده از محصولات نانویی گسترده خواهد شد.

دامنه تحقیقات در زمینه نانومحصولات به اندازه میزان سرمایه گذاری روی آنها شگفت انگیز است. طی چند سال گذشته بزرگترین تولید کنندگانمحصولات غذایی مانند Kraft، Nestle، Heinz، Altria، Unilever مبالغ قابل توجهی را در توسعه نانوتکنولوژی کشاورزی سرمایه گذاری کرده اند. بر اساس برآوردهای اخیر، ارزش بازار محصولات نانو در حال حاضر 410 میلیون دلار است و پیش بینی می شود تا سال 2015 به 5.8 میلیارد دلار برسد!

خطرات و فرصت‌ها برای کاربرد بیشتر نانوتکنولوژی‌های کشاورزی.

تا همین اواخر، هیچ کس حتی تصور نمی کرد که فناوری نانو چنین تأثیر گسترده ای داشته باشد کاربرد عملی. با این حال، این نگرانی های خاصی را در مورد چگونگی ایجاد می کند مردم عاقلخواهد توانست از این دستاوردها استفاده کند.

به طور طبیعی، خطر بزرگی از دست دادن احتمالی کنترل بر این فرآیندها وجود دارد. اگر در ژاپن چشم‌انداز توسعه نانوتکنولوژی عمدتاً در یک نور روشن ارائه می‌شود، در کشورهای دیگر به دلیل نگرانی‌های معین و نسبتاً موجه در مورد اثرات نامطلوب احتمالی محصولات نانوتکنولوژی بر انسان و محیط‌زیست، این مسیر چندان واضح نیست. تعداد نسبتاً زیادی از افراد و سازمان های با نفوذ در جهان غرب خواستار توقف تولید و استفاده تجاری از مواد و محصولات ساخته شده با فناوری نانو هستند. تا زمانی که تمام عواقب احتمالی استفاده از آنها به طور قابل اعتماد مشخص شود، و تا زمانی که مجموعه ای از قوانین سختگیرانه ایجاد و توسط کل جامعه جهانی برای محافظت از بشریت در برابر تهدید موجودیت آن ایجاد و تأیید شود. تشابه با تهدیدات مهندسی ژنتیک کاملاً آشکار است.

اخیراً، کنگره ایالات متحده قانونی را تصویب کرد که به موجب آن دولت ایالات متحده باید تمام اشکال احتمالی تأثیر محصولات نانوتکنولوژی بر جامعه، محیط زیست و سلامت انسان را مطالعه کند. دولت بریتانیا یک شورای مشورتی در مورد مسائل اخلاقی مرتبط با استفاده از فناوری نانو تشکیل داده است. تمرکز اصلی شورا بر سوء استفاده های احتمالی در تلاش برای ایجاد سلاح های بیولوژیکی است. دانشمندان ما نیز با احتیاط در این مورد صحبت می کنند و قبلاً معتقد بودند تولید واقعینانو ربات‌ها هنوز خیلی فاصله دارند. در مورد ارزیابی دولتیتهدید بالقوه توسعه کنترل نشده نانوتکنولوژی نیز هنوز شناخته نشده است.

چشم انداز استفاده از نانوتکنولوژی کشاورزی

تعداد زیادی نانومواد – فلزی، هیدروکسیدها، اکسیدها، مواد کامپوزیت- که می تواند در مکانیزاسیون کشاورزی کاربرد پیدا کند. اما جهت اصلی توسعه فناوری نانو در این زمینه، جایگزینی روش‌های سنتی تولید با مونتاژ هر گونه اجسام مکانیکی مستقیماً از اتم‌ها و مولکول‌ها توسط روبات‌های مولکولی خواهد بود. علاوه بر این، امکان ایجاد سینت سایزرهای "شخصی" و دستگاه های کپی وجود دارد که به هر فرد اجازه می دهد هر موردی را که می خواهد بسازد.

"معرفی" به یک موجود زنده در سطح اتمی امکان پذیر خواهد بود. عواقب آن می تواند بسیار متفاوت باشد - از "بازیابی" گونه های منقرض شده تا ایجاد انواع جدیدی از موجودات زنده و ربات های زیستی.

از بین بردن کامل اثرات مضر فعالیت های انسانی بر محیط زیست حاصل خواهد شد. اولاً با اشباع اکوسفر با پرستاران رباتیک مولکولی که زباله های انسانی را به مواد خام تبدیل می کنند و ثانیاً با انتقال صنعت و کشاورزی به روش های نانوتکنولوژی بدون زباله.

فناوری نانو می تواند کلید حل مشکل فقر در سراسر جهان باشد. از جمله وظایف اصلی، تصفیه آب، ذخیره سازی سوخت سازگار با محیط زیست و افزایش حاصلخیزی خاک بود. به گفته کارشناسان، تحقیقات در این زمینه ها که در حال حاضر در حال انجام است، این امکان را فراهم می کند که درخواست سازمان ملل برای "غلبه بر فقر تا سال 2015" جدی گرفته شود.

فرض بر این است که فناوری نانو در نهایت قادر به حل مشکل فقر و گرسنگی با جایگزینی «مکانیسم‌های طبیعی» تولید غذا (گیاهان و حیوانات) با همتایان مصنوعی خود - مجتمع‌های روبات‌های مولکولی است. آنها همان فرآیندهای شیمیایی را که در یک موجود زنده یا گیاه اتفاق می‌افتد، انجام می‌دهند و همان محصولات را تولید می‌کنند، اما در زمان کوتاه‌تر و کوتاه‌تر. به روشی کارآمد. به عنوان مثال، از زنجیره "خاک - دی اکسید کربن– فتوسنتز – علف – گاو – شیر” تمامی لینک های غیر ضروری حذف خواهند شد. در خانه ها، به جای یخچال، کارخانه های کوچک مواد غذایی وجود خواهد داشت که هر محصولی را به سفارش تولید می کنند، از جمله غذاهای لذیذ. بنابراین، چنین "کشاورزی" بدون توجه به آب و هوا خواهد بود و نیازی به سنگین نخواهد داشت کار فیزیکیو هزینه های بالا برای نگهداری و تحویل محصولات غذایی. نانوتکنولوژی مشکل غذا را یکبار برای همیشه حل خواهد کرد. بر اساس برآوردهای مختلف، اولین مجتمع های این چنینی در نیمه دوم قرن بیست و یکم ایجاد خواهند شد.

نتیجه گیری

کاملاً بدیهی است که امروزه در روسیه همه چیز برای اجرای فعال و ترویج فناوری نانو در کل زمینه وجود دارد. فعالیت اقتصادیو به ویژه در کشاورزی. نانوتکنولوژی گامی به سوی آینده است که بدون آن پیشرفت در کشاورزی غیرممکن است. همچنین واضح است که ابتکارات خصوصی و سرمایه گذاری های کلان شرکت های پیشرو واقعاً می تواند این روند را تسریع بخشد.

مانند سایر نوآوری ها، فناوری نانو در بخش کشاورزی مورد نیاز و مورد تقاضا است. آنها در حال حاضر در مزارع، در تولید خوراک، و در تشخیص گیاهان استفاده می شوند. نوآوری توسط مؤلفه های بسیاری تعیین می شود، از ایده شروع می شود و به تولید انبوه محصولات نوآورانه ختم می شود. هر مرحله توسعه موفقاین هم بحث تامین مالی است و هم بحث قانون گذاری. حجم عظیمی از کار در انتظار ما است، اما من می خواهم توجه داشته باشم که نه تنها دولت باید به توسعه فناوری نانو علاقه مند باشد، بلکه باید به توسعه فناوری نانو نیز علاقه مند باشد. کسب و کار خصوصیدر مناطق روستایی قبل از هر چیز باید ابتکار عمل را به دست گیرد.

با توجه به اهمیت ویژه تحقیقات فناوری نانو، تأثیر آن بر توسعه کشاورزی حال و آینده روسیه، نیاز به افزایش سرمایه گذاری در حوزه های اولویت دار نوسازی تولیدات کشاورزی، ضروری است:

1. توسعه یک استراتژی دپارتمان برای سازماندهی کار تحقیقاتی، عمدتاً بر اهداف اصلی علمی و فنی، امکان توزیع منطقی منابع و دستیابی سریع به شاخص های برنامه ریزی شده برای توسعه تولید کشاورزی.
2. سازماندهی تعامل و همکاری با مراکز و آزمایشگاه‌های متعدد، سازمان‌ها و مؤسسات مختلف و بالاتر از همه، با RUSNANO و مراکز منطقه‌ای آن.
3. ایجاد مرکز تحقیقات و تولید تخصصی در بخش کشاورزی جهت هماهنگی و پشتیبانی اطلاعاتتحقیق در مورد فناوری نانو، نانومواد مورد استفاده در کشاورزی.
4. بازنگری سیستم آموزش پرسنل با در نظر گرفتن اجرای حوزه های اولویت دار توسعه علم و فناوری، از جمله فناوری نانو و مواد نانو.

زمینه های اصلی استفاده از نانوتکنولوژی و نانومواد در کشاورزی، بیوتکنولوژی است که در درجه اول به مهندسی ژنتیک، تولید و فرآوری محصولات کشاورزی، تصفیه آب و همچنین مشکلات کیفیت محصول و حفاظت از محیط زیست مربوط می شود.

بر خلاف گازهای گلخانه ای صنعتی و وسایل نقلیه موتوری که جو را آلوده می کنند، انتشارات ناشی از ماشین آلات کشاورزی متحرک، هرچند به طور نابرابر، به تمام مناطق زیر کشت گسترش می یابد. در عین حال آلاینده ها تا ارتفاع 4 متری از سطح خاک وارد جو می شوند که خطر زیست محیطی آنها را افزایش می دهد.

در وهله اول از نظر محتوای کمی و درجه تأثیر منفی بر انسان، گیاهان و جانوران گازهای خروجی از تجهیزات سیار هستند. خطرناک ترین آنها دوده، بنزوپیرن، اکسیدهای نیتروژن، آلدئیدها، مونوکسید کربن (II) و هیدروکربن ها هستند. میزان تأثیر آنها بر بدن انسان به غلظت ترکیبات مضر در جو، وضعیت فرد و ویژگی های فردی او بستگی دارد.

دوده یکی از اولین مکان ها را در سطح کلی سمیت اشغال می کند، زیرا اولاً انتشار آن قابل توجه است (تعیین افزایش دود) و به 1٪ مصرف سوخت وزنی می رسد و ثانیاً به عنوان مخزن هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای عمل می کند. PAHs). وجود دوده در گازهای خروجی اگزوز (EG) منجر به احساسات ناخوشایند، آلودگی هوا و دید ضعیف می شود. ذرات دوده بسیار پراکنده هستند (قطر - 50-180 نانومتر، وزن - بیش از 10-10 میلی گرم)، بنابراین آنها برای مدت طولانی در هوا باقی می مانند، به دستگاه تنفسی و مری انسان نفوذ می کنند. محاسبات نشان می دهد که ذرات دوده تا اندازه 150 نانومتر می توانند حدود هشت روز در هوا معلق بمانند. اگر ذرات نسبتاً بزرگ دوده با اندازه 2-10 میکرون به راحتی از بدن خارج شوند، ذرات کوچک (در اندازه 50-200 نانومتر) در ریه ها باقی می مانند و باعث ایجاد آلرژی می شوند.

جایگزینی کربن با عناصر با بالاتر گرمای ویژهاحتراق به ما اجازه می دهد تا سوختی با ویژگی های انرژی بهتر به دست آوریم. کار در توسعه سوخت فلزی که به طور گسترده در موتورهای موشک استفاده می شود، جایگاه ویژه ای را اشغال می کند.

S. Labinov، دانشمند اتحاد جماهیر شوروی، مفهوم یک موتور احتراق داخلی جدید را پیشنهاد می کند که با سوخت فلز جامد کار می کند. در این موتور سیستم منبع تغذیه با سیستم اگزوز ترکیب شده است. مخزن سوخت مجهز به یک پارتیشن متحرک ویژه با سوخت مبتنی بر نانو پودر آهن پر شده است. احتراق (اکسیداسیون) سوخت در محفظه های احتراق با تشکیل نیتروژن تقریباً خالص در گازهای خروجی، بدون کربن و اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها و دوده اتفاق می افتد و ذرات پودر سوخته با استفاده از فیلترها یا آهنرباهای مخصوص جذب می شوند. همانطور که پودر استفاده می شود، پارتیشن حرکت می کند و پودر اکسید مصرف شده به حجم حاصل وارد می شود. پس از اتمام تمام پودر، مخزن سوخت به راحتی از خودرو خارج می شود و برای بازسازی فرستاده می شود، جایی که تحت تأثیر قرار می گیرد. دمای بالااکسیدها به فلز و اکسیژن تجزیه می شوند. برای بازیابی اکسیدها، می توانید پودر سوخته را با هیدروژن خالص نیز باد کنید.

به گفته دیوید بیچ، رئیس گروه شیمی مواد در آزمایشگاه ملی اوک ریج در تنسی (ایالات متحده آمریکا)، سوخت های فلزی، مانند هیدروژن، منبع انرژی پاک هستند. با این حال، برخلاف هیدروژن، سوخت های فلزی مانند آهن یا آلومینیوم دارای حرارت ویژه احتراق بالاتری هستند. چنین سوختی را می توان در دما و فشار محیط ذخیره و حمل کرد و بدون هزینه قابل توجه سلول های سوختی هیدروژنی به طور موثر در موتور استفاده کرد.

تیم آزمایشگاه پودر سوختی با قطر ذرات فلزی حدود 50 نانومتر ایجاد کرده است که فرآیند احتراق مشابه بنزین را تضمین می کند، اما تقریباً سه برابر بیشتر از یک موتور بنزینی مدرن انرژی آزاد می کند.

گازهای حاصل از سوخت های فلزی که در یک موتور توربین گازی یا موتور استرلینگ تخلیه می شوند، سازگار با محیط زیست هستند: اکسیژن از هوا گرفته می شود و نتیجه تقریباً نیتروژن خالص است. بیشتر بهترین منبعانرژی می تواند بور باشد اگر نانوذرات آن با هزینه معقول به دست آید.

مشکل اصلی موتوری که از سوخت فلزی استفاده می کند وزن نسبتاً زیاد سوخت است، حتی با در نظر گرفتن ظرفیت انرژی بیشتر آن. ظرفیت مخزن سوخت 33 لیتری که با پودر آهن پر شده است، مسافت پیموده شده معادل 50 لیتر سوخت دیزل یا بنزین را برای خودرو فراهم می کند، اما وزن آن تقریباً سه برابر بیشتر است. در این حالت، وزن کل وسیله نقلیه و سوخت بدون تغییر باقی می ماند، زیرا سوخت فلزی مصرف شده در جو منتشر نمی شود.

بور و کربن در جدول تناوبی همسایه هستند، هر دو عنصر غیرفلز هستند، تفاوت در اندازه اتم ها و یون های آنها کم است. پیامد اصلی این شباهت، توسعه سریع شیمی بوروهیدرید است که به گفته بسیاری از دانشمندان، ممکن است در نهایت به یک "آلی جدید" تبدیل شود. به شما یادآوری کنیم که به سادگی "ارگانیک" شیمی آلی-- این اساساً شیمی هیدروکربن ها و مشتقات آنها است.

نانوتکنولوژی در کشاورزی می تواند با موفقیت برای رمزگشایی نوری مجتمع پروتئین-لیپید-ویتامین-کلروفیل در رشد گیاهان و همچنین برای ایجاد مواد زیست سازگار استفاده شود. بازسازی، پالایش و ترمیم بافت ها؛ ایجاد بافت ها و حسگرهای مصنوعی (سازمان مولکولی- سلولی) که در دامداری توسط بدن دفع نمی شوند و کاهش اثرات مضرناوگان تراکتور روشن است محیط طبیعی. در دامپروری، نانو افزودنی ها به طور گسترده ای در تهیه خوراک استفاده می شوند، جایی که باعث افزایش 1.5-3 برابری بهره وری دام می شوند و همچنین به افزایش مقاومت آنها در برابر بیماری های عفونی و استرس کمک می کنند. اندازه نانو ذرات افزودنی خوراک نه تنها باعث کاهش قابل توجه مصرف آنها می شود، بلکه از جذب کامل و مؤثرتر توسط حیوانات نیز اطمینان حاصل می کند.

استفاده از فناوری نانو برای تصفیه و گندزدایی آب از اهمیت بالایی برخوردار است. معرفی سیستم های تصفیه غشایی و همچنین پوشش های بیوسیدال ویژه و مواد مبتنی بر نقره به ساده سازی و بهبود کیفیت نگهداری حیوانات مزرعه و تامین آب آشامیدنی باکیفیت آنها کمک می کند.

مشکل تامین مقدار کافی برای بشریت کم اهمیت نیست آب آشامیدنی. ذخایر آب شیرین مناسب برای استفاده تنها 3 درصد است که تنها 1 درصد آن توسط جمعیت جهان مصرف می شود. در حال حاضر 1.1 میلیارد نفر به آب شیرین و تمیز دسترسی ندارند. با در نظر گرفتن مصرف فعلی آب، رشد جمعیت و توسعه صنعتی، تا سال 2050 دو سوم جمعیت جهان فاقد آب شیرین قابل استفاده خواهند بود.

انتظار می‌رود که فناوری نانو با استفاده از سیستم‌های ارزان‌قیمت غیرمتمرکز تصفیه و نمک‌زدایی آب، سیستم‌های جداسازی آلاینده‌های مولکولی و سیستم‌های تصفیه نسل جدید، راه‌حلی برای این مشکل ارائه دهد.

غشای پزشکی ساختمانی فناوری نانو

سردا آلینا

این کار به فناوری نانو در کشاورزی اختصاص دارد.

دانلود کنید:

پیش نمایش:

برای استفاده از پیش نمایش ارائه، یک حساب کاربری برای خود ایجاد کنید ( حساب کاربری) گوگل و وارد شوید: https://accounts.google.com

شرح اسلاید:

نانوتکنولوژی در کشاورزی این کار توسط سردا آلینا، دانش آموز کلاس 11 "D" مدرسه متوسطه MBOU Buturlinovskaya، ناظر: آبرامووا تامارا ایوانوونا، تهیه شده است

هر سال تغییرات بیشتری در جهان رخ می دهد. دما در حال افزایش است ، وضعیت زیست محیطی رو به وخامت است - همه اینها و موارد دیگر تأثیر منفی بر توسعه کشاورزی دارد. محصولات آلوده به مایکوتوکسین ها یک تهدید جدی هستند. فناوری نانو به کمک می آید که قابلیت های آن شگفت انگیز است و امید به آینده ای بدون ابر را القا می کند. با استفاده از فناوری نانو، حل مشکلات کشاورزی و به ویژه مایکوتوکسین ها امکان پذیر شده است.

نانوتکنولوژی حوزه جدیدی از علم و فناوری است که در دهه های اخیر به طور فعال در حال توسعه بوده است. نانوتکنولوژی شامل ایجاد و استفاده از مواد، دستگاه ها و سیستم های فنیکه عملکرد آن توسط نانوساختار تعیین می شود، یعنی قطعات مرتب شده آن در اندازه های 1 تا 100 نانومتر

مشکل گسترش مایکوتوکسین ها به صورت دوره ای در بسیاری از کشورهای جهان ظاهر می شود. خود مایکوتوکسین ها نوعی قارچ هستند که عملکرد موجودات زنده را تهدید می کنند. حیوانات آلوده به این قارچ بیش از سایرین مستعد ابتلا به بیماری ها و عفونت های مختلف هستند، عملکرد تولیدمثلی آنها کاهش می یابد و تغذیه مختل می شود. گیاهان ارزش غذایی خود را از دست می دهند، ماندگاری آنها کاهش می یابد و بسیاری از محصولات آلوده برای مصرف نامناسب می شوند. اینها همه مشکلاتی نیست که حل آنها برای همه کشورها بسیار مهم و قابل توجه است.

کشاورزی بیش از 12٪ از تولید ناخالص اجتماعی و بیش از 15٪ از درآمد ملی روسیه را تولید می کند و 15.7٪ از دارایی های ثابت تولید را متمرکز می کند. دستاوردهای علم و فناوری امکان افزایش چشمگیر راندمان تولید محصولات کشاورزی، گسترش مناطق تولید و غیره را فراهم می کند. بنابراین، جهت اصلی برای توسعه بیشتر کشاورزی، تشدید همه جانبه آن است.

امروزه نانومواد و فناوری نانو تقریباً در تمام زمینه های کشاورزی استفاده می شود: تولید محصولات زراعی، دامپروری، مرغداری، پرورش ماهی، دامپزشکی، صنایع تبدیلی، تولید ماشین آلات کشاورزی و غیره. میکروکودها باعث افزایش مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد تقریباً تمام محصولات غذایی (سیب زمینی، غلات، سبزیجات، میوه ها و انواع توت ها) و محصولات صنعتی (پنبه، کتان) می شوند. اثر در اینجا به دلیل نفوذ فعال تر ریز عناصر به گیاه به دلیل نانوذرات و وضعیت خنثی آنها به دست می آید.

به گفته دانشمندان، استفاده از فناوری نانو در کشاورزی (در کشت غلات، سبزیجات، گیاهان و حیوانات) و در تولید مواد غذایی (در فرآوری و بسته‌بندی) منجر به تولد یک کلاس کاملاً جدید از محصولات غذایی - "محصولات نانو" خواهد شد. ، که در نهایت محصولات اصلاح شده ژنتیکی را از محصولات بازار جابجا می کند

استفاده از نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات غلات نانوذرات آهن فعال بیولوژیکی می تواند به افزایش 10 تا 40 درصدی عملکرد برخی از محصولات غلات کمک کند.

کاربرد نانوتکنولوژی در سبزیکاری نظارت بر فرآیندهای نانوتکنولوژیکی توسعه یافته و نانومواد تایید می کند که استفاده از نانومواد در سبزی کاری باعث افزایش مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد می شود. محصولات نهایی. تقریباً برای تمام محصولات صنعتی و غذایی - سیب زمینی، سبزیجات، میوه ها و انواع توت ها، پنبه و کتان، شاخص های عملکرد 1.5-2 برابر افزایش یافت.

تشعشعات فرابنفش (UVR) در تولید محصولات زراعی کمترین مطالعه شده در محدوده طیفی تابش نوری است. برای افزایش عملکرد و کیفیت محصولات گلخانه‌ای، ذخایری وجود دارد که هنوز فراگیر نشده‌اند، اما می‌توان از آن‌ها در حل مشکلات اصلی تولید محصولات کشاورزی حفاظت‌شده استفاده کرد. UVI برای اهداف اصلاحی و برای درمان بذر قبل از کاشت استفاده می شود. کاربرد فناوری نانو در تولید محصولات گلخانه ای

نانوذرات به دلیل اندازه کوچکشان که بر حسب نانومتر اندازه‌گیری می‌شوند، به راحتی به داخل سلول‌های حیوانی و انسانی نفوذ می‌کنند و به دلیل دیواره سلولی محکم و سخت، کمی سخت‌تر به سلول‌های گیاهی نفوذ می‌کنند. محققان خاطرنشان می کنند که دانه های برخی از گونه های گیاهی قابلیت تجمع دارند فلزات سنگینمانند باریم یا سرب. مشخص است که برخی از ذرات در اندازه نانو نیز به لایه بذر نفوذ کرده و بر جوانه زنی آنها تأثیر می گذارد. کاربرد نانوذرات در جوانه زنی بذر

کاربرد فناوری نانو در نگهداری میوه ها و سبزیجات نمونه ای از استفاده از فناوری نانو در نگهداری میوه ها و سبزیجات تابش نور منسجم به گیاهان است. سیب های دو گونه - Antonovka vulgaris و Sinap Northern - با نور شبه تک رنگ با انسجام زیاد و کم درمان شدند. تابش بسیار منسجم با پهنای خط طیفی کمتر از 1 نانومتر با استفاده از لیزر هلیوم-نئون به دست آمد.

پیش نیازهای نظری برای توسعه روشی برای تمیز کردن خاک از ترکیبات نیترات، بر اساس تأثیر انرژی UVR بر یک شی بیولوژیکی - گیاه و خاک، شایسته توجه است. برای کاهش کامل نیترات ها به شکل قابل جذب نیتروژن، مصرف انرژی 575.6 کیلوژول بر مول نیاز به فناوری نانو در مبارزه با نیترات است.

نانوتکنولوژی در تولید خوراک موسسه تحقیقات تولیدات کشاورزی و صنعتی کورسک نشان داده است که تیمار بذر و تیمار محصولات کشاورزی در طول دوره پنجه‌زنی با بیوساید پلیمری (BIOPAG) باعث افزایش عملکرد جو بهاره، گندم بهاره و نخود می‌شود. این امر باعث می شود تا هزینه خوراک کاهش یابد و در نتیجه مشکل توسعه پرورش گاو شیری و گوشتی حل شود.

کود نانولوله ای محققان مرکز نانوتکنولوژی لیتل راک دانشگاه آرکانزاس دریافته اند که قرار دادن دانه های گوجه فرنگی در معرض محلول مغذی حاوی نانولوله های کربنی منجر به جوانه زنی سریع تر و بهتر می شود. دانشمندان بر این باورند که نانولوله‌های کربنی می‌تواند کشفی برای تمام کشاورزی باشد و عصر نوع جدیدی از کود را باز کند.

بنابراین، در تولید محصولات زراعی، استفاده از نانوفرآورده‌ها به‌عنوان ریزکود باعث افزایش مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد تقریباً همه مواد غذایی و محصولات صنعتی. این اثر در اینجا به دلیل نفوذ فعال تر عناصر ریز به گیاه به دلیل نانو اندازه ذرات و وضعیت خنثی آنها به دست می آید.

نانوتکنولوژیست ها برای توسعه کشاورزی سخت کار می کنند. علاوه بر موارد فوق، توسعه دهندگان در حال ایجاد انواع جدیدی از گیاهان و موجودات، کودها و ترکیبات هستند. فناوری نانو در حال توسعه است و با گذشت زمان زندگی ما را به طور اساسی تغییر خواهد داد.

مدت "نانو فناوری"این اولین سالی نیست که شنیده می شود. با این حال، همه آن را درک نمی کنند. بنابراین، اعتقاد بر این است که این علم آینده است و در زمینه های بسیار تخصصی کاربرد دارد. اما این، به بیان خفیف، کاملاً درست نیست. به عنوان مثال، فناوری نانو در حال حاضر به طور فعال استفاده می شود در کشاورزی.

کشاورزی بدون تجهیزات ویژه نمی تواند کار کند و نتایج کار دهقانان تا حد زیادی به عملکرد آن بستگی دارد. بنابراین، تجهیزات ویژه ای بود که به یکی از اولین هادیان فناوری نانو در کشاورزی تبدیل شد. بنابراین، به لطف پردازش قطعات با نانوذرات، عمر مفید قطعات و مجموعه ها 7-8 برابر افزایش می یابد.

به عنوان مثال، در مزارعدر منطقه Omsk، آسیب پذیرترین قسمت برداشت، پنجه های نوک تیز، با نانوذرات طلا درمان می شود. در نتیجه، منابع آنها از 18 به 120 هکتار در هر پنجه افزایش یافت.

نانوتکنولوژی در پرورش سبزیجات

کارشناسان این را ثابت کرده اند کاربرد نانومواد در تولید محصولات زراعیافزایش مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی نامطلوب را تضمین می کند. علاوه بر این، فناوری نانو عملکرد محصول را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد - برای سیب زمینی، غلات، سبزیجات، میوه ها و انواع توت ها، پنبه و کتان 1.5-2 برابر.

یک فناوری جالب توسط دانشگاه کشاورزی سنت پترزبورگ توسعه یافته است. نانو کودهامحصور در میکروکپسول های موم های کمی محلول. در نتیجه مواد مغذی به تدریج و به طور یکنواخت آزاد می شوند. این به شما امکان می دهد نه تنها از کودها حداکثر بهره را ببرید، بلکه بار شیمیایی روی خاک را نیز به حداقل برسانید.

آکادمی کشاورزی ریازان به مدت 10 سال است که در مورد تیمار بذر با نانوکودهای متشکل از پودرهای فلزی مختلف تحقیق می کند. و به موفقیت دست یافتند. تیمار بذرها با غلظت مشخصی از آهن، کبالت و مس (فقط 3-5 میلی گرم در هر هکتار محصول) با افزایش عملکرد چندین برابر می شود.

فناوری نانو در حال حاضر به طور فعال در حال پیاده سازی است در پردازش پس از برداشتآفتابگردان، تنباکو و سیب زمینی، هنگام نگهداری سیب در محیط های کنترل شده، هوا را ازن می کنند. و اخیراً بسیار انجام شده است کشف مهمدر مطالعه نقش بیولوژیکی سیلیکون برای موجودات زنده. استفاده از محرک‌های زیستی ارگانوسیلیکن در رشد گیاهان، افزایش مقاومت به سرما، تحمل گرما و خشکی را ممکن می‌سازد، به غلبه بر شرایط استرس‌زا (یخبندان‌های مکرر، تغییرات ناگهانی دما و غیره) کمک می‌کند و عملکرد محافظتی گیاهان را در برابر بیماری‌ها افزایش می‌دهد. و آفات

نانوتکنولوژی در دامپروری

در حال حاضر، نانوتکنولوژی در بخش کشاورزی بیشترین شیوع را دارد دامپزشکی، دام و طیور. استفاده از آنها باعث افزایش بهره وری، بهبود کیفیت محصول و شرایط زندگی حیوانات می شود.

به عنوان مثال، در مرکز منطقه ای کالوگا "نانو بیوتکنولوژی"، تحقیقاتی در مورد استفاده از افزودنی های ویژه در خوراک انجام می شود. ترکیب توسعه یافته توسط متخصصان ژنوم وراثت یا میکرو فلور دستگاه گوارش را نقض نمی کند. برعکس، بهبود در جذب غذا و بهره وری حیوانات وجود دارد. به علاوه نانو افزودنی ها دارای خواص باکتری کشی بالایی هستند.

دانشمندان روسی همچنین در حال استفاده از فناوری سازگار با محیط زیست برای حفاظت الکتریکی از خوراک سیلو هستند. این کار به جای اسیدهای آلی گران قیمت انجام می شود که نیاز به اقدامات ایمنی دقیق دارند. این فناوری نانو ایمنی خوراک را تا 95 درصد افزایش می دهد. در پرورش دام و طیور، افزایش بهره وری 1.5-3 برابر، مقاومت در برابر استرس و مرگ و میر 2 برابر کاهش می یابد.

هنگام ایجاد یک ریزاقلیم در اتاق هایی که حیوانات و پرندگان در آن نگهداری می شوند، استفاده از فناوری نانو امکان جایگزینی سیستم تهویه انرژی بر و تهویه خروجی را با تصفیه الکتروشیمیایی هوا ممکن می کند. همچنین نانو دستگاه هارا می توان در حیوانات کاشت. این امر بسیاری از فرآیندها را خودکار می کند و امکان انتقال داده های لازم را در زمان واقعی فراهم می کند.

فناوری نانو در فرآوری محصولات کشاورزی

امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد تکنولوژی فیلتراسیون غشایی. استفاده از غشاهای مبتنی بر نانومواد امکان تصفیه بالای آب، آب میوه، شیر و سایر مایعات را فراهم می کند.

نانوالکتروتکنولوژی برای خشک کردن ترکیبی دانه ایجاد شده است. فشار رطوبت اضافی در دانه گرم شده در دمای زیر نقطه جوش آب ایجاد می شود. در نتیجه انتقال فیلتراسیون رطوبت از دانه به سطح در حالت قطره-مایع تسریع می شود. رطوبت توسط هوای گرم از سطح تبخیر می شود. مصرف انرژی برای خشک کردن دانه در مقایسه با خشک کردن همرفتی سنتی 1.3 برابر یا بیشتر کاهش می یابد. آسیب ریز به دانه ها تا 6٪ کاهش می یابد، کیفیت کاشت آنها تا 5٪ بهبود می یابد. برای خشک کردن و ضدعفونی غلات در دمای پایین از ازن نیز استفاده می شود که تعداد باکتری ها را 24 برابر و مصرف انرژی را 1.5 برابر کاهش می دهد.

برنامه امیدوار کننده فناوری نانو و در صنعت نانوایی. امروزه تقریبا 60 درصد آرد از غلات بی کیفیت تهیه می شود. این به طور طبیعی در پارامترهای میکروبیولوژیکی نان منعکس می شود. دانشمندان سیبری موفق به ایجاد یک نانوکامپوزیت شدند. مقدمه جزئی آن برای دستور غذا است محصول نانواییآن را برای مصرف کننده مفیدتر می کند.

آکادمی کشاورزی دولتی اسمولنسک.

گروه زراعت و اکولوژی.

چکیده

با موضوع: جهات اصلی استفاده از فناوری نانو در تولید محصولات زراعی.

توسط دانشجوی سال اول تکمیل شده است

دانشکده فنی و مهندسی

موروزوف الکسی.

بررسی شده توسط: Vyugin S.M.

اسمولنسک 2012.

کاربرد فناوری نانو در تولید محصولات زراعی

در روسیه، شرکت دولتی "Rosnanotech" ایجاد شد و "برنامه توسعه صنعت نانو در فدراسیون روسیه تا سال 2015" توسعه یافت. این برنامه در 2 مرحله اجرا خواهد شد: مرحله اول برای سال 2007-2010، مرحله دوم برای 2010-2015 طراحی شده است. کل هزینه اجرای برنامه 138 میلیارد روبل خواهد بود.

در می 2006، رئیس جمهور فدراسیون روسیه دستورالعمل های اولویت دار برای توسعه علم، فناوری و مهندسی و فهرستی از فناوری های حیاتی، از جمله فناوری نانو و مواد نانو را تصویب کرد. برای توسعه فناوری نانو در روسیه، نگرانی صنعت نانو و 16 مراکز منطقه ایفناوری نانو در نیژنی نووگورود، ساراتوف، ایوانوو، آستاراخان، منطقه کالوگا، پتروزاوودسک، منطقه کراسنودار و سایر نهادهای تشکیل دهنده فدراسیون روسیه. در بخش کشاورزی، بیشترین تعداد مطالعات در زمینه استفاده از فناوری نانو انجام شده است. چنین تحقیقاتی در دانشگاه کشاورزی دولتی مسکو به نام انجام می شود. V. P. Goryachkina، VIESKh، آکادمی کشاورزی دولتی میچورینسک، AChGAU، GOSNITI و سایر سازمان ها و دانشگاه های علمی.

نانوتکنولوژی در کشاورزی شامل استفاده از داروها برای محافظت از گیاهان است جدیدترین نسلکه مشخصه آنها حداکثر نفوذ مواد فعال به برگ، ساقه و ریشه به دلیل اندازه غیرعادی کوچک است. پروژه‌هایی با استفاده از نانومواد برای تحویل دقیق‌تر و ایمن‌تر آفت‌کش‌ها به اهداف بیولوژیکی و مواد مغذی به گیاهان در حال توسعه هستند. این پروژه‌ها از فناوری‌های زیر استفاده می‌کنند: فرآیندهای حمل‌ونقل، سطوح انتخابی زیستی، جداسازی زیستی و سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، پردازش نانوزیست، مهندسی زیستی اسید نوکلئیک، هدف‌گیری مواد. اندازه ذرات این مواد ده ها و حتی صدها برابر کوچکتر از میکرون است (9-10). استفاده از آنها باعث می شود تا با حداقل دوز دارو به اثرات بسیار بیشتری دست پیدا کنید و در هزینه ها صرفه جویی کنید.

استفاده از نانوالکتروتکنولوژی در رشد گیاه، بیولوژی مولکولی و سلولی را با کمک میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی و میدان‌های زیستی سلول‌های زنده در یک نانو فرآیند کلی به هم متصل کرده است که باید منجر به معرفی فن‌آوری‌های اساساً جدید در مجتمع کشاورزی و صنعتی شود. تولید مواد خام کشاورزی، مواد، غذا و خوراک.

در سازمان های علمی کشاورزی روسیه، از جمله دانشگاه دولتی مهندسی کشاورزی مسکو به نام. V. P. Goryachkina (MSAU)، نتایج استفاده از نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات زراعی به دست آمد.

کاربرد نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات غلات.

نانوذرات آهن فعال بیولوژیکی می تواند به افزایش عملکرد برخی از محصولات غلات 10 تا 40 درصد کمک کند.

نانوتکنولوژی های جدید برای تیمار و ضد عفونی بذر پیش از کاشت در مایکروویو به عنوان جایگزینی برای روش های شیمیایی انجام شد. برای ضد عفونی غلات و دانه ها، از حالت مایکروویو پالسی استفاده شد که به دلیل شدت فوق العاده بالای EMF در پالس، مرگ آفات و حشرات را تضمین می کند. مشخص شده است که برای اثر 100٪ ضد عفونی مایکروویو، دوز بیش از 75 مگاژول در هر تن بذر مورد نیاز نیست.

نانوالکتروتکنولوژی جدید خشک کردن ترکیبی دانه به صورت چرخه ای انجام می شود: حرارت دادن همرفتی دانه تا 50 درجه سانتی گراد و سپس عملیات کوتاه مدت آن در مایکروویو که طی آن فشار رطوبت اضافی در دانه گرم شده در دمای زیر نقطه جوش ایجاد می شود. از آب در نتیجه انتقال فیلتراسیون رطوبت از دانه به سطح در حالت قطره-مایع تسریع می شود. رطوبت با خنک کننده هوای گرم از سطح خارج می شود. مصرف انرژی ویژه برای خشک کردن دانه در مقایسه با خشک کردن همرفتی سنتی 1.3 برابر یا بیشتر کاهش می یابد، آسیب میکرو به دانه ها تا 6٪ کاهش می یابد و کیفیت کاشت آنها تا 5٪ بهبود می یابد. علاوه بر این، ازن برای خشک کردن و ضدعفونی دانه در دمای پایین مورد استفاده قرار گرفت که بازده ضد عفونی را 24 برابر و مصرف انرژی را 1.5 برابر کاهش داد.

نانوالکتروتکنولوژی میکرونیزه کردن دانه با امواج مایکروویو بر اساس اثر دکسترینیزاسیون دانه های نشاسته - تجزیه پلی ساکاریدهای نشاسته و تبدیل آنها به مواد مغذی قابل هضم است. درجه دکسترینیزاسیون از 12% به 80% افزایش می یابد، محتوای انرژی خوراک از 7.7 به 15.7 MJ/kg دو برابر می شود. در مقایسه با میکرونیزه کردن IR، که به طور گسترده در خارج از کشور استفاده می شود، هزینه های انرژی ویژه بیش از 2 برابر از 250300 به 130150 کیلووات ساعت در هر تن دانه کاهش می یابد.

با توجه به آزمایشات پذیرش ایالتی، شاخص های زئوتکنیکی خوکچه های پروار با مواد غذایی جو میکروویو میکروویو در میانگین افزایش وزن روزانه 36٪ و در طی یک ماه - 2 برابر افزایش یافت.

به گفته کارشناسان شیمی زراعی، تا پنجاه درصد عملکرد همه محصولات کشاورزی به اثربخشی حفاظت از گیاهان بستگی دارد. نانوامولسیون ها برای استفاده در کشت محصولات مختلف از جمله غلات و چغندر قند طراحی شده اند. کارشناسان چندین مورد از آخرین پیشرفت ها را ارائه می دهند. به عنوان مثال، تیمار قبل از کاشت با میکروامولسیون های Tebu 60 و Scarlett که در 700 هکتار از پایه خود Shchelkovo Agrokhim کارایی بالایی نشان داد. این داروها تحت تأثیر گرما و نور از هم جدا نمی شوند. اما مهم‌ترین نکته این است که نانومحصولات برخلاف آفت‌کش‌های سنتی، خیس شدن کامل سطح گیاه را تضمین می‌کنند، کاملاً توسط گیاهان جذب می‌شوند و با باران شسته نمی‌شوند.

تولیدکنندگان این واقعیت را پنهان نمی‌کنند که نانوامولسیون‌ها ارزان نیستند، اما در نهایت تأثیر بسیار بیشتری دارند. به عنوان مثال، تیمار گندم زمستانه با داروی "Titul Duo، KRR" که هیچ گونه مشابهی ندارد، می تواند تا 400٪ سودآوری و عملکرد اضافی تا 17 سنتر در هکتار ایجاد کند. اما حتی شرکت‌های کشاورزی ضعیف هم می‌توانند به لطف وام‌های کالایی که توسط تولیدکنندگان ارائه می‌شود، از مزایای محصولات نانوتکنولوژی استفاده کنند.