خانه وبلاگ کسب و کار امکان استفاده از فناوری نانو در مجتمع های کشت و صنعت. کود نانوفناوری "Bioplant Flora"

امکان استفاده از فناوری نانو در مجتمع های کشت و صنعت. کود نانوفناوری "Bioplant Flora"

وزارت کشاورزی فدراسیون روسیه

آکادمی کشاورزی دولتی FGOU VPO Vyatka

دانشکده اقتصاد

معاونت سازمان تولید و کارآفرینی
انشا

رشته: "سازمان تولید در بنگاه صنعتی":
استفاده در تولید محصولات زراعی
تکمیل شده توسط: Makhneva V.A., EE-422

سرپرست: Shabalina T.V.

کیروف 2010

1 تاریخچه و مفاهیم پایه علم نانوتکنولوژی 4

1.1 مفاهیم و اصطلاحات علم نانوتکنولوژی 4

1.2 نانوذرات 6

روند فعلیبه کوچک سازی نشان داد که یک ماده می تواند خواص کاملا جدیدی داشته باشد، اگر ذره بسیار کوچکی از این ماده را بگیرید. ذرات با اندازه های 1 تا 1000 (بیش از 100 نانومتر، نانوذرات را می توان به طور معمول نامید) نانومتر معمولاً "نانوذرات" نامیده می شوند. به عنوان مثال، مشخص شد که نانوذرات برخی از مواد دارای خواص کاتالیزوری و جذب بسیار خوبی هستند. مواد دیگر خواص نوری شگفت انگیزی از خود نشان می دهند، مانند لایه های فوق نازک از مواد آلی که برای ساخت سلول های خورشیدی استفاده می شوند. امکان دستیابی به برهمکنش نانوذرات مصنوعی با اجسام با ابعاد نانو طبیعی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره وجود دارد. نانوذرات کاملاً خالص شده می توانند خود را در ساختارهای خاصی تراز کنند. چنین ساختاری حاوی نانوذرات کاملاً مرتب شده است و همچنین اغلب خواص غیرعادی از خود نشان می دهد. 6

1.3 نانومواد 7

2 چشم انداز استفاده از فناوری نانو در کشاورزی 10

3. کاربرد فناوری نانو در تولید محصولات زراعی 13

3.1 کاربرد نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات زراعی 14

3.2 کاربرد فناوری نانو در تولید سبزیجات 16

3.3 کاربرد نانوتکنولوژی در تولید محصولات گلخانه ای 17

3.4 کاربرد نانوذرات در طول جوانه زنی بذر 18

3.5 استفاده از فناوری نانو در نگهداری میوه ها و سبزیجات 19

3.6 فناوری نانو در مبارزه با نیترات ها 20

3.7 نانوتکنولوژی در تولید خوراک 20

3.8 کود نانولوله 21

4 نمونه هایی از استفاده از داروهای مبتنی بر فناوری نانو در تولید محصولات زراعی 22

4.1 آماده سازی Nano-Gro 22

4.2 کود نانوفناوری "Bioplant flora" 25

نتیجه 29

مراجع: 31

مقدمه

در عصر ما، بیش از پیش مشخص می شود که کشورهایی که الکترونیک، نانو و بیوتکنولوژی را توسعه می دهند، برتری خواهند داشت. توسعه فناوری در روسیه هنوز متوقف نشده است. تقریباً هر هفته از زبان رسانه های پیشرو در مورد اکتشافات جدید می شنویم. اخیراً اکثر آنها به حوزه فناوری نانو تعلق دارند که امروزه بسیار محبوب هستند. این علم جدید که قادر به دستکاری اتم ها است، به سرعت در حال ورود است زندگی انسان. روسیه فرصت های قابل توجهی دارد، زیرا از زمان شوروی در علم نانو، عقب ماندگی علمی قابل توجهی وجود دارد. در عصر ما، فناوری نانو در مدیریت اجسام در مقیاس نانو عالی است و ساخت به اصطلاح ابر مولکول‌ها از مولکول‌های بزرگ و انتخابی پیوند خورده را ممکن می‌سازد. علم نانوتکنولوژی چیست؟

نانوتکنولوژی- رشته ای بین رشته ای از علوم و فناوری بنیادی و کاربردی که با مجموعه ای از توجیهات نظری، روش های عملی تحقیق، تجزیه و تحلیل و سنتز و همچنین روش هایی برای تولید و استفاده از محصولات با ساختار اتمی معین با دستکاری کنترل شده افراد سروکار دارد. اتم ها و مولکول ها

امیدهای زیادی در کاربرد فناوری نانو نیز وجود دارد مجتمع کشت و صنعت. افزایش تولید و کیفیت فرآوری مواد خام کشاورزی، افزایش طول عمر تجهیزات ویژه، افزایش ماندگاری، به دست آوردن محصولات غذایی و خوراک با کیفیت بالا - همه این وظایف تجارت کشاورزی با فناوری نانو قابل حل است.
^

1 تاریخچه و مفاهیم پایه علم نانوتکنولوژی

1.1 مفاهیم و اصطلاحات علم نانوتکنولوژی

تعریف متداول نانوتکنولوژی به عنوان مجموعه‌ای از روش‌ها برای کار با اجسام با اندازه کمتر از 100 نانومتر به‌طور دقیق هم شی و هم تفاوت بین فناوری نانو و فناوری‌های سنتی و رشته‌های علمی را توصیف نمی‌کند. اشیاء نانوتکنولوژی از یک سو می توانند ابعاد مشخصی از محدوده مشخص شده داشته باشند:

نانوذرات، نانوپودرها (اشیاء با سه اندازه مشخصه در محدوده تا 100 نانومتر)؛
نانولوله ها، نانوالیاف (اشیاء با دو اندازه مشخص در محدوده حداکثر 100 نانومتر)؛
نانوفیلم (اشیاء با یک اندازه مشخصه در محدوده تا 100 نانومتر).

از سوی دیگر، اشیاء نانوتکنولوژی می توانند اجسام ماکروسکوپی باشند که ساختار اتمی آنها به صورت کنترل شده با وضوح در سطح اتم های منفرد کنترل می شود.

نانوتکنولوژی‌ها از نظر کیفی با رشته‌های سنتی متفاوت هستند، زیرا در چنین مقیاس‌هایی، فناوری‌های معمول و ماکروسکوپی برای برخورد با ماده اغلب غیرقابل اجرا هستند و پدیده‌های میکروسکوپی، که در مقیاس‌های معمول ضعیف هستند، بسیار مهم‌تر می‌شوند: ویژگی‌ها و برهمکنش‌های اتم‌های منفرد و مولکول ها یا تجمعات مولکول ها، اثرات کوانتومی.

در بعد عملی، اینها فناوری هایی برای تولید دستگاه ها و اجزای آنها برای ایجاد، پردازش و دستکاری اتم ها، مولکول ها و ذرات هستند که اندازه آنها بین 1 تا 100 نانومتر است. با این حال، فناوری نانو اکنون در مراحل اولیه توسعه خود است، زیرا اکتشافات اصلی پیش بینی شده در این زمینه هنوز انجام نشده است. با این وجود، تحقیقات در حال انجام در حال حاضر نتایج عملی را به همراه دارد. استفاده از نتایج علمی پیشرفته در فناوری نانو، ارجاع آن به فناوری های پیشرفته را ممکن می سازد.

هنگام کار با چنین ابعاد کوچکی، اثرات کوانتومی و اثرات متقابل بین مولکولی، مانند برهمکنش های واندروالس ظاهر می شوند. نانوتکنولوژی و به‌ویژه فناوری مولکولی حوزه‌های جدیدی هستند که کمتر مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

نانوتکنولوژی گام منطقی بعدی در توسعه الکترونیک و سایر صنایع علم فشرده است.

بسیاری از منابع، عمدتاً به زبان انگلیسی، اولین اشاره به روش‌هایی را که بعداً نانوتکنولوژی نامیده می‌شوند، با سخنرانی معروف ریچارد فاینمن با عنوان «در پایین فضای زیادی وجود دارد» که توسط وی در سال 1959 در مؤسسه فناوری کالیفرنیا در نشست سالانه این سازمان ارائه شد، مرتبط می‌دانند. انجمن فیزیک آمریکا ریچارد فاینمن پیشنهاد کرد که حرکت مکانیکی اتم های منفرد با دستکاری کننده ای با اندازه مناسب امکان پذیر است، حداقل چنین فرآیندی با قوانین فیزیکی شناخته شده امروز مغایرت ندارد.

او انجام این دستکاری را به روش زیر پیشنهاد کرد. لازم است مکانیزمی ساخته شود که کپی خود را ایجاد کند، فقط یک مرتبه کوچکتر. مکانیسم کوچکتر ایجاد شده باید دوباره نسخه خود را ایجاد کند، دوباره یک مرتبه کوچکتر، و به همین ترتیب تا زمانی که ابعاد مکانیسم با ابعاد مرتبه یک اتم متناسب شود. در عین حال، ایجاد تغییراتی در ساختار این مکانیسم ضروری خواهد بود، زیرا نیروهای گرانشی که در کیهان ماکروسوم عمل می کنند کمتر و کمتر تأثیر خواهند داشت و نیروهای برهمکنش های بین مولکولی و نیروهای واندروالسی به طور فزاینده ای بر عملکرد مکانیزم مرحله آخر - مکانیسم حاصل کپی خود را از اتم های جداگانه جمع می کند. در اصل، تعداد این گونه نسخه ها نامحدود است، امکان پذیر خواهد بود مدت کوتاهیهر تعداد از این ماشین ها را ایجاد کنید. این ماشین‌ها می‌توانند به همین روش، با مونتاژ اتم به اتم، کلان‌ها را مونتاژ کنند. این امر باعث می‌شود که چیزها به مراتب ارزان‌تر شوند - به چنین ربات‌هایی (نانوربات‌ها) فقط باید تعداد مولکول‌ها و انرژی لازم داده شود و برنامه‌ای برای جمع‌آوری اقلام ضروری بنویسند. تا به حال، هیچ کس نتوانسته این احتمال را رد کند، اما هیچ کس هنوز موفق به ایجاد چنین مکانیسم هایی نشده است. نقطه ضعف اساسی چنین رباتی عدم امکان اساسی ایجاد مکانیسم از یک اتم است.

ایده های ارائه شده توسط فاینمن در سخنرانی در مورد چگونگی ایجاد و استفاده از چنین دستکاری هایی تقریباً از نظر متنی با داستان خارق العاده نویسنده مشهور شوروی بوریس ژیتکوف "Microhands" منتشر شده در سال 1931 مطابقت دارد. اما نه تنها. در اثر معروف نویسنده روسی N. Leskov "Lefty" قطعه عجیبی وجود دارد:

او می‌گوید، اگر دوربین کوچک‌تری وجود داشت که آن را به پنج میلیون بزرگ‌نمایی می‌کرد، می‌خواستید، - می‌گوید، - ببینید که روی هر نعل اسبی نام استاد نشان داده شده است: کدام استاد روسی آن نعل را ساخته است.

افزایش 5000000 برابری توسط میکروسکوپ های الکترونی و نیروی اتمی مدرن ارائه می شود که ابزار اصلی فناوری نانو به شمار می روند، بنابراین قهرمان ادبی Levsha را می توان اولین نانوتکنولوژیست تاریخ دانست.

واژه نانوتکنولوژی اولین بار توسط نوریو تانیگوچی در سال 1974 استفاده شد. وی این اصطلاح را تولید محصولاتی با اندازه چند نانومتر نامید. در دهه 1980، این اصطلاح توسط اریک سی. درکسلر در کتاب‌های خود موتورهای خلقت: عصر آینده نانوتکنولوژی و نانوسیستم‌ها: ماشین‌های مولکولی، تولید و محاسبات استفاده شد. مرکز تحقیقات او محاسبات ریاضی بود که با آن می‌توان عملکرد دستگاهی با ابعاد چند نانومتر را تحلیل کرد.

1.2 نانوذرات

گرایش مدرن به سمت کوچک سازی نشان داده است که یک ماده می تواند خواص کاملا جدیدی داشته باشد اگر ذره بسیار کوچکی از این ماده را مصرف کنیم. ذرات با اندازه های 1 تا 1000 (بیش از 100 نانومتر، نانوذرات را می توان به طور معمول نامید) نانومتر معمولاً "نانوذرات" نامیده می شوند. به عنوان مثال، مشخص شد که نانوذرات برخی از مواد دارای خواص کاتالیزوری و جذب بسیار خوبی هستند. مواد دیگر خواص نوری شگفت انگیزی از خود نشان می دهند، مانند لایه های فوق نازک از مواد آلی که برای ساخت سلول های خورشیدی استفاده می شوند. امکان دستیابی به برهمکنش نانوذرات مصنوعی با اجسام با ابعاد نانو طبیعی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره وجود دارد. نانوذرات کاملاً خالص شده می توانند خود را در ساختارهای خاصی تراز کنند. چنین ساختاری حاوی نانوذرات کاملاً مرتب شده است و همچنین اغلب خواص غیرعادی از خود نشان می دهد.

نانو اشیاء به 3 کلاس اصلی تقسیم می شوند:

1) ذرات سه بعدی به دست آمده از انفجار هادی ها، سنتز پلاسما، بازسازی لایه های نازک و غیره،

2) اشیاء دو بعدی - فیلم های به دست آمده از رسوب مولکولی، CVD، ALD، رسوب یون و غیره،

اجسام تک بعدی - سبیل، این اجسام با روش لایه بندی مولکولی، وارد کردن مواد به ریز منافذ استوانه ای و غیره به دست می آیند.

در این لحظهتنها روش میکرولیتوگرافی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است که امکان به دست آوردن اجسام جزیره ای مسطح با اندازه 50 نانومتر یا بیشتر را در سطح ماتریس ها فراهم می کند؛ این روش در الکترونیک استفاده می شود. روش CVD و ALD عمدتا برای ایجاد فیلم های میکرونی استفاده می شود.

1.3 نانومواد

موادی که بر اساس نانوذرات با ویژگی‌های منحصربه‌فرد ناشی از ابعاد میکروسکوپی اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها ساخته شده‌اند.

برنج. 1 - نانولوله ها در زیر میکروسکوپ الکترونی

فولرن ها ترکیبات مولکولی هستند که به کلاس اشکال آلوتروپیک کربن (سایر اشکال الماس، کاربین و گرافیت) تعلق دارند و چند وجهی محدب بسته هستند که از تعداد زوجی از اتم های کربن سه هماهنگ تشکیل شده است.

برنج. 2 - فولرن C-60

4) نانو باتری ها - در اوایل سال 2005، Altair Nanotechnologies (ایالات متحده آمریکا) ایجاد یک ماده نانوتکنولوژی نوآورانه برای الکترودهای باتری های لیتیوم یونی را اعلام کرد که چگالی انرژی آن خواهد بود. چندین برابر بیشتر از باتری های سنتی از این نوع. در عمل، این به معنای امکان ایجاد باتری های کوچکتر با حفظ ظرفیت اولیه است.

برنج. 4 - نانو انباشته ها
^

2 چشم انداز استفاده از فناوری نانو در کشاورزی

یکی از ویژگی های مهم نانومواد فلزی است که بازی می کند نقش کلیدیهنگامی که در مجتمع کشاورزی و صنعتی استفاده می شود، سمیت کم این نانومواد است که توسط دانشمندان روسی کشف شده است.

جدول 1 - سمیت نانوذرات فلزی

دوزها میلی گرم بر کیلوگرم	Fe°	FeSO4 7H2O	Zn°	ZnSO4 7H2O	مس	CuSO4 7H2O
TIR	1100	20	450	10	25	3
LD50	2200	60	700	25	45	6
LD100	3200	90	1200	45	60	10

مشخص شد که سمیت نانوذرات فلزی چندین برابر کمتر از سمیت یون های فلزی است: مس - 7 برابر، روی - 30 برابر و آهن - 40 برابر. این امر در آزمایش های متعدد با رعایت تمام استانداردها تأیید شده است.

نانومواد فلزی که با روش‌های شیمیایی به‌دست می‌آیند، تقریباً همیشه بهترین «وراثت» ترکیبات شیمیایی اولیه را ندارند، که استفاده از آن‌ها را در صنایع با الزامات سخت‌گیرانه برای خلوص مواد مورد استفاده، از جمله مجتمع‌های کشاورزی و صنعتی، مشکل‌ساز می‌کند.

قابل قبول ترین مورد برای چنین صنایعی استفاده از نانوذرات فلزی است که با استفاده از فناوری های مبتنی بر استفاده از پدیده های فیزیکی به دست می آیند. تنها بخش کوچکی از شرکت‌های تولید نانومواد، که عمدتاً در ایالات متحده آمریکا، بریتانیا، آلمان، روسیه و اوکراین واقع شده‌اند، صاحب روش‌های فیزیکی برای به دست آوردن نانومواد فلزی هستند. به طور خاص، نانومواد جدید زیر با کمک فن آوری های انفجاری فرسایشی به دست آمده اند:

1) محلول های کلوئیدی غیر یونی نانوذرات فلزی.

2) آکوکلات های بسیار هماهنگ آنیون مانند نانو فلزات.

3) نانوذرات درجه بندی شده فلزات بیوژن.

4) نانوذرات فلزی کلوئیدی باردار الکتریکی؛

5) نانوذرات فلزی خنثی و دارای بار الکتریکی الکتریکی در حالت آمورف و غیره.

تا به امروز، در رابطه با گروه بزرگتری از نانومواد مبتنی بر فلزات نقره، مس، کبالت، منگنز، منیزیم، روی، مو، مشخصات فنی(TU U 24.6-35291116-001:2007) و تولید آنها توسط سازنده داخلی - شرکت «نانومواد و فناوری نانو» تأسیس شد.

در میان نانومواد جدیدی که با استفاده از فناوری‌های فرسایش-انفجار سنتز می‌شوند، آکوکلات‌های نانومتری آنیون‌مانند بسیار هماهنگ برای APC هستند که به دلیل سمی نبودن، زیست‌سازگاری خوب با سلول‌های زنده و خواص آنتی‌اکسیدانی‌شان، امیدوارکننده‌ترین مواد برای استفاده در سیستم‌های زیستی هستند.

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

در تولید محصولات زراعی، استفاده از نانوفرآورده‌ها به عنوان کودهای کوچک باعث افزایش مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد (به طور متوسط 1.5-2 برابر) تقریباً همه مواد غذایی (سیب زمینی، غلات، سبزیجات، میوه‌ها و توت‌ها) می‌شود. فرهنگ های فنی (پنبه، کتان). این اثر در اینجا به دلیل نفوذ فعال تر ریز عناصر به گیاه به دلیل اندازه نانوذرات و وضعیت خنثی آنها (در مفهوم الکتروشیمیایی) به دست می آید.

همچنین تأثیر مثبت نانو منیزیم بر تسریع (یا به عبارت بهتر، افزایش بهره‌وری) فتوسنتز در گیاهان نیز انتظار می‌رود.

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

به گفته دانشمندان، استفاده از فناوری نانو در کشاورزی (هنگام رشد غلات، سبزیجات، گیاهان و حیوانات) و تولید غذا(در صورت پردازش و بسته بندی) منجر به تولد یک کلاس کاملاً جدید می شود محصولات غذایی- «محصولات نانو» که در نهایت محصولات اصلاح شده ژنتیکی را از بازار خارج خواهند کرد. به عنوان مثال، چنین نظری توسط کارشناسان سازمان تحقیقات بین المللی ETC Group بیان می شود.

بر اساس اصطلاحات علمی رایج، اگر در کشت، تولید، فرآوری یا بسته‌بندی آن از نانوذرات، پیشرفت‌ها و ابزارهای نانوتکنولوژیکی استفاده شده باشد، محصولی را می‌توان «نانو محصول» در نظر گرفت. توسعه دهندگان نانوغذاها وعده بهبود تولید و بسته بندی مواد غذایی، بهبود طعم و خواص تغذیه ای جدید را می دهند. تولید نیز پیش بینی می شود محصولات کاربردی(محصول حاوی مواد مغذی دارویی یا اضافی خواهد بود). همچنین انتظار می رود بهره وری افزایش یابد و قیمت مواد غذایی کاهش یابد. طبق گزارشی که برای انجمن سلطنتی بریتانیا (انجمن سلطنتی) تهیه شده است، ظرف چند دهه، استفاده از محصولات نانو در همه جا حاضر خواهد شد.

دامنه تحقیقات نانومحصولات به اندازه میزان سرمایه گذاری در آن قابل توجه است. طی چندین سال گذشته بزرگترین تولید کنندگانمحصولات غذایی مانند کرافت، نستله، هاینز، آلتریا، یونیلور، مبالغ قابل توجهی را در توسعه فناوری نانو سرمایه گذاری کرده اند. بر اساس آخرین برآوردها، ارزش بازار محصولات نانو در حال حاضر 410 میلیون دلار است و پیش بینی می شود تا سال 2010 به 5.8 میلیارد دلار برسد. یکی
^

3. کاربرد فناوری نانو در تولید محصولات زراعی

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

در مه 2006، رئیس جمهور فدراسیون روسیه حوزه 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، کنسرت صنعت نانو و 16 مرکز منطقه ای فناوری نانو در نیژنی نووگورود، ساراتوف، ایوانف، آستاراخان، منطقه کالوگا، پتروزاوودسک، قلمرو کراسنودار و سایر مناطق فدراسیون روسیه ایجاد شده است. در مجتمع کشت و صنعت، بیشترین تعداد مطالعات در زمینه استفاده از فناوری نانو انجام شده است. چنین تحقیقاتی در دانشگاه کشاورزی دولتی مسکو انجام می شود. V. P. Goryachkina، VIESSH، آکادمی کشاورزی دولتی Michurinsk، ACHGAU، GOSNITI و سایر سازمان ها و دانشگاه های علمی.

نانوتکنولوژی در کشاورزی شامل استفاده از داروها برای حفاظت از گیاهان است جدیدترین نسلکه مشخصه آنها حداکثر نفوذ به برگ، ساقه و ریشه مواد موثره به دلیل اندازه غیرمعمول کوچک است. پروژه هایی با استفاده از نانومواد برای تحویل دقیق تر و ایمن تر آفت کش ها به اهداف بیولوژیکی و مواد مغذی به گیاهان در حال توسعه هستند. فناوری‌های زیر در این پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند: فرآیندهای حمل و نقل، سطوح بیوسلکتیو، جداسازی زیستی و سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، نانوبیو پردازش، مهندسی زیستی اسید نوکلئیک، آدرس‌دهی 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 یابیم و در هزینه ها صرفه جویی کنیم.

استفاده از نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات زراعی، زیست‌شناسی مولکولی و سلولی را با کمک میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی و میدان‌های زیستی سلول‌های زنده در یک نانو فرآیند مشترک به هم متصل کرده است که باید منجر به معرفی فناوری‌های اساساً جدید برای تولید مواد خام کشاورزی، مواد، غذا و خوراک به عمل مجتمع کشت و صنعت.

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

3.1 کاربرد نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات زراعی

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

نانوتکنولوژی های جدید برای تیمار بذر قبل از کاشت مایکروویو و کنترل آفات 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 دانه 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 توسط یک خنک کننده هوای گرم شده از سطح خارج می شود. مصرف خاصانرژی برای خشک کردن دانه در مقایسه با همرفتی سنتی 1.3 برابر یا بیشتر کاهش می‌یابد، آسیب‌های ریز دانه‌ها تا 6 درصد کاهش می‌یابد، کیفیت کاشت آنها 5 درصد بهبود می‌یابد. برای خشک کردن نهایی و ضدعفونی غلات در دمای پایین، علاوه بر این از ازن استفاده شد که بازده ضد عفونی را 24 برابر و هزینه انرژی را 1.5 برابر کاهش داد.

نانوالکتروفناوری میکرونیزه کردن دانه با امواج مایکروویو مبتنی بر اثر دکسترینیزاسیون دانه های نشاسته - تجزیه پلی ساکاریدهای نشاسته و تبدیل آنها به مواد مغذی قابل هضم است. درجه دکسترین از 12٪ به 80٪، محتوای انرژی خوراک - 2 برابر از 7.7 تا 15.7 MJ/kg افزایش می یابد. 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.

به گفته دولت آزمون های پذیرششاخص‌های زئوتکنیکی خوک‌های چاق‌دار با ماده خوراک ترکیبی جو میکرونیزه شده در مایکروویو در میانگین افزایش وزن روزانه 36 درصد و در طول یک ماه 2 برابر افزایش یافت.

به گفته شیمیدانان کشاورزی، تا پنجاه درصد عملکرد همه محصولات به اثربخشی حفاظت از گیاهان بستگی دارد. نانوامولسیون ها برای استفاده در کشت محصولات مختلف از جمله غلات، چغندر قند طراحی شده اند. کارشناسان برخی از آخرین پیشرفت ها را ارائه می دهند. به عنوان مثال، تیمار قبل از کاشت با میکروامولسیون Tebu 60، Scarlett که نشان داد راندمان بالا، کارآیی بالاهنگامی که در 700 هکتار از پایگاه خود "Schelkovo Agrokhim" اعمال می شود. این داروها تحت تأثیر گرما و نور لایه برداری نمی کنند، محلول کاری آماده شده را می توان نه برای ساعت ها یا روزها، بلکه برای سال ها نگهداری کرد و در عین حال فعال می ماند. اما مهمترین نکته این است که نانومحصولات بر خلاف آفت کش های سنتی باعث خیس شدن کامل سطح گیاهان می شوند و کاملا جذب گیاهان می شوند و با باران شسته نمی شوند.

تولید کنندگان این واقعیت را پنهان نمی کنند که نانوامولسیون ها 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 درصد سودآوری و عملکرد اضافی تا 17 سنت در هکتار را فراهم کند. اما حتی شرکت‌های فقیر کشاورزی هم می‌توانند به لطف وام‌های کالایی که توسط تولیدکنندگان ارائه می‌شود، از محصولات نانوتکنولوژی بهره ببرند.

3.2 کاربرد نانوتکنولوژی در تولید سبزیجات

نظارت بر فرآیندهای نانوفناوری توسعه‌یافته و نانومواد تأیید می‌کند که استفاده از نانوفرآورده‌ها در رشد سبزیجات، مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد محصولات نهایی را افزایش می‌دهد. تقریباً برای تمام محصولات صنعتی و غذایی - سیب زمینی، سبزیجات، میوه و انواع توت ها، پنبه و کتان، شاخص های عملکرد 1.5-2 برابر افزایش یافته است. فناوری‌های نانو در حال حاضر به طور فعال در پردازش پس از برداشت آفتابگردان، تنباکو و سیب‌زمینی، ذخیره‌سازی سیب در محیط‌های کنترل‌شده و ازن زنی هوا معرفی شده‌اند.

در پرتو آخرین اکتشافات نانوتکنولوژی، نقش بیولوژیکی سیلیکون در موجودات زنده مورد مطالعه قرار گرفت و فعالیت بیولوژیکی ترکیبات آلی سیلیکون - سیلاتران ها مورد بررسی قرار گرفت. سیلاتان ها که سازندهای سلولی هستند و حاوی سیلیکون هستند، در تمام مراحل رشد تکاملی از میکروارگانیسم ها تا انسان، بر موجودات زنده اثر فیزیولوژیکی دارند. استفاده از محرک‌های زیستی ارگانوسیلیکن در سبزی‌کاری افزایش مقاومت به سرما، استقامت در برابر گرما و خشکی را ممکن می‌سازد، به خروج ایمن از شرایط آب و هوایی استرس‌زا (یخبندان‌های برگشتی، تغییرات ناگهانی دما و غیره) کمک می‌کند، عملکردهای محافظتی گیاهان را در برابر افزایش می‌دهد. بیماری ها و آفات آماده‌سازی‌ها اثر تسکین‌دهنده و آرام‌بخش معرف‌های شیمیایی برای حفاظت از گیاهان را در طی درمان‌های پیچیده حذف می‌کنند.

جهت فوق مدرن نانوبیوتکنولوژی (نانو فناوری در زیست شناسی) در سبزیکاری ایجاد گیاهان کشت شدهبه ویژه در برابر آفات حشرات مقاوم است.

3.3 کاربرد نانوتکنولوژی در تولید محصولات گلخانه ای

تشعشعات فرابنفش (UVR) در تولید محصولات زراعی کمترین مطالعه شده در محدوده طیفی تابش نوری است. برای افزایش عملکرد و کیفیت محصولات گلخانه ای، ذخایری وجود دارد که هنوز فراگیر نشده است، اما می توان از آنها برای رفع مشکلات اصلی تولید محصولات گلخانه ای استفاده کرد. UVR برای اهداف اصلاحی و در تیمار بذر قبل از کاشت استفاده می شود. هنگامی که به طور مستقیم در معرض گیاهان قرار می گیرد، تابش می تواند به عنوان یک تنظیم کننده موثر فرآیندهای متابولیک اصلی در اشیاء بیولوژیکی زنده عمل کند. در نتیجه توسعه و کاربرد روش‌های UVR، داده‌های مثبتی در مورد کنترل آفات گیاهان کشاورزی و همچنین پیش‌نیازهای فرضی نیترات زدایی خاک به‌دست آمد. UVR تیمار بذر قبل از کاشت به سطح روش های صنعتی آماده سازی دانه بذر برای کاشت رسیده است و همانطور که مطالعات نشان داده است دو برابر گرمایش خورشیدی یا گرمایش هوا موثر هستند. تابش بذرها در دوزهای بهینه رشد کلی گیاهان را تحریک می کند، بهره وری را افزایش می دهد. اثر اشعه ماوراء بنفش بر دانه ها بر اساس ضد عفونی، گندزدایی و توانایی تحریک دگرگونی های فتوشیمیایی در دانه تابیده شده است.

در جوانه زدن بذرها و گیاهان، آنزیم ها، مواد رشد و ویتامین ها نقش تنظیم کننده سرعت فرآیندهای بیوشیمیایی را ایفا می کنند. بودن در مقادیر کم، این مواد هم بر سرعت رشد و هم جهت سنتز سلول و گیاه در کل تأثیر می گذارد. بنابراین، حتی در نگاه اول، تغییرات شیمیایی و بیوشیمیایی کوچک در دانه‌ها مرتبط با جذب انرژی UV می‌تواند تأثیر بسزایی در رشد گیاه و بهره‌وری آن داشته باشد.

اثر ضد میکروبی UV در آسیب فتوشیمیایی به DNA در هسته سلولی میکروارگانیسم ها آشکار می شود که منجر به مرگ سلول های میکروبی در نسل های اول یا بعدی می شود.

در مزارع گلخانه ای مشکل مبارزه با عفونت های ویروسی حاد است. برای تمرین، تعیین دوز کشنده تابش UV برای گیاهان و مطالعه مقاومت نسبی مهم است انواع مختلف. مقدار دوز آستانه برای گیاهان در طول تابش هنگام استفاده از دستگاه های علف کش ضروری است. در دوزهای متوسط تابش، می توان از لامپ های میکروب کش برای کشتن میکروارگانیسم های گیاهی بدون آسیب رساندن به خود گیاهان استفاده کرد.

نمونه ای از نانوتکنولوژی کشاورزی تابش نور منسجم به گیاهان است. گیاهان با نور شبه تک رنگ با انسجام بالا و پایین درمان می شوند.

3.4 کاربرد نانوذرات در طول جوانه زنی بذر

نانوذرات به دلیل اندازه کوچکشان در محاسبه می شوند نانومتر، به راحتی به سلول های حیوانات و انسان نفوذ می کند، کمی دشوارتر - به سلول های گیاهان به دلیل دیواره سلولی قوی و جامد آنها. چندی پیش، دانشمندان سوال دیگری پرسیدند: آیا نانوذرات می‌توانند به دانه‌های گیاهانی نفوذ کنند که پوسته آن‌ها حتی ضخیم‌تر است؟ محققان خاطرنشان می کنند که دانه های برخی از گونه های گیاهی قادر به تجمع هستند فلزات سنگینمانند باریم یا سرب. بر این اساس، این فرض وجود دارد که برخی از ذرات نانو سایز نیز به پوسته بذر نفوذ کرده و بر جوانه زنی آنها تأثیر می گذارد. برای شرکت در این آزمایش (کار دانشمندان آمریکایی در مورد تأثیر نانوذرات بر دانه‌های گیاهان)، از دانه‌های کوچک‌ترین رقم گوجه‌فرنگی، میکرو تام، و کربن چند جداره استفاده شد. نانولوله ها. بذرهای استریل بر روی یک محیط غذایی جامد حاوی 10، 20 و 40 میکروگرم در میلی لیتر نانولوله کاشته شدند. در گروه شاهد، بذرها در همان محیط کشت تنها بدون افزودن نانوذرات رشد کردند. در حال حاضر در روز سوم، بیش از 30 درصد از بذرها در محیط های حاوی نانولوله ها جوانه زدند. در اینجا، نهال ها بر خلاف گیاهان گروه کنترل، سریعتر زیست توده به دست آوردند و شاخه های طولانی تری داشتند: در آنجا، شاخص های مشابه تنها تا روز دوازدهم به دست آمد. وجود نانولوله ها در داخل دانه ها با استفاده از طیف سنجی رامان نشان داده شده است. میکروگراف های سیستم ریشه نهال ها نیز نانولوله هایی را در سلول های ریشه نشان داد.

یکی از توضیحات این واقعیت این بود که نانولوله‌ها با نفوذ از لایه بذر، جریان آب را به جنین تسهیل می‌کنند. برای بررسی این امر، بذرها در دمای 250 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت خشک شدند و سپس تغییر وزن تعیین شد. همانطور که مشخص شد: در دانه های خشک قبل از کاشت در محیط، میزان رطوبت 18.4٪ بود، در دو روز سن در یک محیط غذایی - 38.9٪ رطوبت. در بذرهای کاشته شده روی محیط با نانولوله، 6/57 درصد مایع یافت شد. بنابراین، دانشمندان توانستند ثابت کنند که نانولوله ها، تجمع آب و جوانه زنی بذر به هم مرتبط هستند. دانشمندان امیدوارند که این کار(منتشر شده در ACS Nano) نه تنها اساسی است، بلکه خواهد داشت ارزش عملیبرای کشاورزی

3.5 استفاده از فناوری نانو در نگهداری میوه ها و سبزیجات

نمونه ای از استفاده از فناوری های نو در نگهداری میوه ها و سبزیجات، تابش نور منسجم به گیاهان است.

سیب های دو گونه - آنتونوفکا معمولی و سیناپ شمالی 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.

یک لامپ رشته ای با سیستمی از فیلترهای نوری که یک باند طیفی به عرض 5080 نانومتر را با حداکثر در طول موج تولید لیزر (633 نانومتر) قطع می کند، به عنوان منبع تشعشعات همدوسی پایین عمل می کند. مشخص شد که تابش لیزر به مدت 20 ثانیه باعث کاهش آسیب سیب در اثر پوسیدگی و آفتاب سوختگی شد. و تا حد زیادی، این خود را در یک اختلال فیزیولوژیکی - آفتاب سوختگی نشان داد.

پس از 190 روز نگهداری، این آسیب شناسی 3 برابر کمتر از جنین های بدون تابش بود. مطالعات انجام شده تحت هدایت آکادمی آکادمی کشاورزی روسیه I.F. Borodin به ما امکان می دهد به این نتیجه برسیم که انسجام نور یک پارامتر مهم بدنه کار تجهیزات فناوری کشاورزی لیزر است. برای دستیابی به بیشترین اثر بیولوژیکی، عرض خط طیفی نباید از 2030 نانومتر تجاوز کند. این شرایط نه تنها هنگام فرآوری میوه‌ها، بلکه سایر موجودات گیاهی نیز ضروری است، که این امکان را فراهم می‌کند که فرآیندهای تابش با منسجم بالا، به ویژه نور لیزر، را به دسته فناوری‌های نانو نسبت دهیم.

3.6 فناوری نانو در مبارزه با نیترات ها

یکی از مسائل حاد در تولید محصولات زراعی، احیای کیفیت خاک آلوده به نیترات است. روش های شیمیایی برای تمیز کردن خاک از ترکیبات نیترات نمی دهد نتایج مورد نظربه دلیل پیچیدگی و بزرگی آنها هزینه های مواد.

قابل توجه پیش نیازهای نظری برای توسعه روشی برای پاکسازی خاک از ترکیبات نیترات، بر اساس تأثیر انرژی UV بر روی یک شی بیولوژیکی - گیاه و خاک است. برای کاهش کامل نیترات ها به شکل قابل جذب نیتروژن، هزینه انرژی 575.6 کیلوژول بر مول مورد نیاز است.

شناخته شده است که قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه ماوراء بنفش موج کوتاه تأثیر مضری بر گیاه دارد. قرار گرفتن در معرض تابش کوتاه مدت تأثیر مثبتی دارد. نیترات های استخراج شده توسط گیاه از خاک توسط گیاه با کمک اشعه UV به اشکال قابل استفاده تبدیل می شود.

3.7 نانوتکنولوژی در تولید خوراک

تیمار مایکروویو تثبیت کننده کاروتن آرد گیاهی ویتامینه باعث کاهش اتلاف کاروتن در طی فرآیند خشک شدن 2.5 برابر از 10 تا 4 درصد می شود و در مدت نگهداری 67 ماهه ایمنی کاروتن آرد تا 9 درصد می باشد. ، که 2.3-2.8 برابر بیشتر از بدون پردازش مایکروویو است. مصرف انرژی ویژه 1.52 برابر کاهش می یابد.

بسیاری از مزارع که فعالیت اصلی آنها تولید گوشت و دامپروری، به طور مستقل در کشت غلات خوراک مشغول است. مؤسسه تحقیقاتی تولیدات کشاورزی و صنعتی کورسک نشان داده است که پانسمان بذر و تیمار محصولات کشاورزی در دوره پنجه زنی با بیوساید پلیمری (BIOPAG) باعث افزایش عملکرد جو بهاره، گندم بهاره و نخود می شود. این امر امکان کاهش هزینه های خوراک و در نتیجه رفع تکلیف توسعه پرورش گاو شیری و گوشتی را فراهم می کند.

3.8 کود نانولوله ای

محققان مرکز نانوتکنولوژی لیتل راک دانشگاه آرکانزاس دریافته‌اند که قرار دادن دانه‌های گوجه‌فرنگی در معرض یک محلول مغذی حاوی نانولوله‌های کربنی منجر به جوانه‌زنی سریع‌تر و قوی‌تر می‌شود. دانشمندان بر این باورند که نانولوله‌های کربنی می‌توانند کشفی برای کل کشاورزی باشند و عصر نوع جدیدی از کود را باز کنند.

اصل عمل نانولوله های کربنی به شرح زیر است. نانولوله ها به دلیل اندازه میکروسکوپی خود به راحتی در پوست دانه نفوذ می کنند و باعث تسهیل نفوذ بهتر آب و مواد مغذی به دانه ها می شوند. این روی سرعت جوانه زنی بذر تاثیر می گذارد.

با این حال، بسیاری از دانشمندان بر این باورند که استفاده از چنین "کودهای نانویی" می تواند منجر به عواقب غیرقابل پیش بینی شود. بنابراین برخی از آزمایش‌ها با «کود» گوجه‌فرنگی با نانولوله‌های کربنی نشان داد که میوه‌ها برای مگس‌های میوه مگس سرکه «سمی» هستند. علاوه بر این، طبق برخی مطالعات، نانولوله های کربنی برای حیوانات سرطان زا هستند.
^

4 نمونه هایی از استفاده از داروهای مبتنی بر فناوری نانو در تولید محصولات زراعی

4.1 آماده سازی Nano-Gro

Nano-Gro یک تنظیم کننده رشد گیاهی ارگانیک بر اساس یک رویکرد انقلابی جدید برای افزایش عملکرد گیاه، بهبود کیفیت محصول و تقویت ایمنی محصول است. سازنده و سازنده این محصول شرکت Agro Nanotechnology، Corp.

ایجاد Nano-Gro با 10 سال تحقیق در مورد اثرات ترکیبات فعال زیستی مختلف بر روی گیاهان و دانه های آنها انجام شد. نتایج این امکان را فراهم کرد تا در مورد میزان تأثیر مواد در غلظت‌های نانومولکولی بر موجودات بیولوژیکی نتیجه‌گیری کنیم. فناوری در قلب Nano-Gro به عنوان یک روش طبیعی، ساده و ارزان برای بهبود کارایی کشاورزی توسعه یافته است. تولید بدون استفاده از مواد شیمیایی مصنوعی

در لحظه ای که محلولی از مواد با غلظت نانو مولکولی روی گیاه یا دانه می افتد، گیاه وجود آنها را به عنوان یک عامل استرس خاص درک می کند. این تنش فقط تخیلی است، با این حال، گیاه شروع به آماده شدن برای مبارزه برای وجود می کند، که در افزایش جرم و طول ریشه ها، افزایش نیتروژن جذب شده اتمسفر و در نتیجه تحریک سنتز پروتئین توسط گیاه، افزایش زیست توده و افزایش عملکرد.

مزایای استفاده از Nano-Gro:

بهره وری را به طور متوسط 20٪ افزایش می دهد.
مقاومت گیاهان را در برابر شرایط نامطلوب افزایش می دهد محیط خارجی، کاهش وابستگی s.x. از شرایط آب و هوایی؛
استفاده از این محصول آسان است، بنابراین می توان از آن در هر مزرعه، چه بزرگ و چه کوچک استفاده کرد.
مقدار کود نیتروژن را کاهش می دهد.

برای تیمار محصولات غلات (گندم، چاودار، برنج، ذرت، جو، جو) با نانوگرو، محلولی با غلظت 24 گرانول در هر 10 لیتر آب مورد نیاز است. دانه ها با استفاده از دستگاه پانسمان پردازش می شوند. در همان زمان، 10 لیتر محلول برای فرآوری 1 تن بذر مصرف می شود. برای صرفه جویی در هزینه های نیروی کار و آب، Nano-Gro را می توان تقریباً با تمام کودها و آفت کش ها استفاده کرد.

برای فرآوری سبزیجات (خیار، گوجه فرنگی، پیاز، کاهو)، محلولی با غلظت 1 گرانول در هر لیتر آب مورد نیاز است. بذرها به مدت 30 ثانیه در محلول Nano-Gro خیسانده می شوند. سپس بذرها را در سایه خشک می کنند و بعد از خشک شدن بذرها را در جعبه ها می کارند.

برنج. 5- نتیجه تیمار گیاه با نانو گرو

تیمار بذر قبل از کاشت با Nano-Gro در ایالات متحده آمریکا، اسرائیل، روسیه، چین، کشورهای اتحادیه اروپا، اوکراین بر روی محصولات غلات و سبزیجات آزمایش شد. این کارآزمایی نتایج خوبی را در هر یک از آزمون ها نشان داد (15٪ - 60٪ افزایش عملکرد). همچنین این دارو به عنوان یک عامل محافظت کننده گیاهی در برابر قارچ و بیماری های ویروسیمانند پوسیدگی فوزاریوم، کپک خاکستری، بیماری های باکتریایی درختان میوه و... در این آزمایشات نانوگرو اثر بالایی در تحریک سیستم ایمنی نشان داد.

جدول 2 - افزایش عملکرد هنگام استفاده از آماده سازی Nano-Gro

در نتیجه آزمایش، بیشترین افزایش عملکرد برای جو زمستانه از 222 سانتی‌گراد در هکتار به 355 سانتی‌گراد در هکتار یا 59 درصد نشان داده شد. کمتر از 24 درصد افزایش عملکرد در جو و چغندر قند در آزمایش مشاهده نشد.

جدول 2 - تغییرات در برخی از علائم رشد، توسعه و عملکرد گندم تحت تأثیر تنظیم کننده های رشد در مزرعه پوشکینسکویه در منطقه نیژنی نووگورود

فرهنگ	گزینه	ارتفاع بوته قبل از برداشت، سانتی متر	بهره وری، c/ha	تعداد دانه در بلال، عدد.	وزن 1000 دانه، گرم	طبیعت، g/l	محتوای گلوتن خام، %	زجاجیه، %
گندم بهاره	کنترل	102,1	41,7	31,2	37,1	744,4	20,3	69
	راکسیل	100,8	47,2	37,1	39,3	711,2	22,4	75
	Raxil + Nano-Gro	97,1	48,9	32,6	38,6	729,6	24	81
	نانو گرو	98,5	50,6	38,3	38,9	725,4	24,7	83

همانطور که از جدول مشخص است، تیمار گندم با نانوگرو باعث افزایش ارزش اکثر صفات مورد تجزیه و تحلیل شد.

پ افزایش عملکرد حاصل جمع افزایش رشد برگ، زیست توده، میوه و دانه به تفکیک است. همچنین آزمایش‌ها نشان داد که در اکثر آزمایش‌های انجام‌شده، به‌طور میانگین 10 درصد در محتوای پروتئین‌ها و قندها در گیاهان تیمار شده افزایش یافته است.

آزمایشات انجام شده در شرایط آزمایشگاهی با هدف تشخیص تغییرات در زیست توده ریشه، ساقه و شاخ و برگ انجام شد. آزمایشات نشان داده است که زیست توده ریشه 9 درصد و زیست توده شاخ و برگ و ساقه 40 درصد افزایش یافته است. 2

برنج. 6 - تأثیر نانوگرو بر افزایش زیست توده ریشه، شاخ و برگ و ساقه.
^

4.2 کود نانوفناوری "فلور زیست گیاهی"

فرمول انقلابی کود Bioplant Flora این امکان را فراهم می کند که بازده محصول را حداقل 40 تا 50 درصد افزایش دهد و در عین حال هزینه های تولید را تا دو یا چند برابر کاهش دهد.

ساختارهای مولکولی حاصل در حالت نانومقیاس بسیار بهتر توسط سلول‌های گیاهی جذب می‌شوند که تمام شاخص‌های بیومتریک s.x را افزایش می‌دهد. گیاهان "Bioplant Flora" مقاومت ایمنی گیاهان را در شرایط مختلف محیطی افزایش می دهد. عوامل نامطلوب: تغییرات ناگهانی دما، یخبندان، خشکسالی، غرقابی، عدم مجموع دمای فعال. این یک اثر محرک رشد قوی دارد - تمام فرآیندهای فیزیولوژیکی در گیاه را تحریک می کند: انرژی جوانه زنی و جوانه زنی بذر را (تا 100٪) افزایش می دهد، تشکیل ریشه را تحریک می کند، گلدهی و تشکیل تخمدان ها و میوه ها را تحریک می کند، باعث فعال شدن گیاه می شود. فرآیندهای حیاتی گیاهان

آزمایشات متعدد "Bioplant Flora" بر روی محصولات مختلف در مناطق مختلف آب و هوایی فدراسیون روسیه، توسط تعدادی از موسسات علمی تایید شده است. کود BioplantFlora توسط مؤسسه علمی دولتی TatNIISKh آکادمی کشاورزی روسیه (کازان) به دلیل استفاده از آن بر روی گندم، جو، کلزا بسیار مورد استقبال قرار گرفت. GNUVNIPTIOU آکادمی کشاورزی روسیه (ولادیمیر) برای استفاده در محصولات سبز؛ GNUAFI آکادمی کشاورزی روسیه (سن پترزبورگ) برای استفاده در گوجه فرنگی. موسسه تحقیقات علمی دولتی کشاورزی جنوب شرق (ساراتوف) برای استفاده در گندم و نخود.

مزایای "Biolant flora":

افزایش عملکرد 20-50٪، در برخی موارد 2-3 برابر.
بهبود کیفیت محصول (کاهش سطح نیترات، افزایش محتوای ویتامین ها)؛
حفاظت از گیاهان در برابر بیماری ها (بازده بیولوژیکی به طور متوسط 40-80٪).
افزایش مقاومت به خشکی گیاهان (10-60٪)؛
استقامت در شرایط آب و هوایی شدید را افزایش می دهد، کاشت را پس از آسیب یخ زدگی بازیابی می کند.
افزایش راندمان کودهای معدنی (با کاهش احتمالی میزان مصرف آنها به میزان 30-50٪).
کاهش زمان پیری تا 30٪؛
اثر محرک رشد گیاهان تیمار شده به مدت 2-3 ماه ادامه دارد.

کود Bioplant Flora حاوی هیچ ماده ای نیست از نظر شیمیایی. "Bioplant Flora" تنها از اجزای طبیعی سازگار با محیط زیست ساخته شده است، به این معنی که محصولات سازگار با محیط زیست تولید می کند. چه چیزی ایده آل است کشاورزی ارگانیک، از جمله برای مزارع پرورش محصولات برای غذای کودک. این امر به ویژه در زمان ما مهم است، زمانی که تمام پیشخوان ها پر از محصولات خطرناکی است که با کمک مهندسی ژنتیک ایجاد شده و توسط نیترات ها و آفت کش ها مسموم شده اند.

نانوذرات هیومیلیک اسید

برنج. 7 - مکانیسم اثر کود "Bioplant Flora"

به لطف استفاده از "Bioplant Flora" باروری مختل شده توسط مواد شیمیایی بازیابی می شود. یک واقعیت مهم، فرآوری تقریباً کامل آفت کش ها در خاک است، به دلیل فعال شدن بیوسنوز سیستم ریشه گیاهان، خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک بهبود می یابد، حاصلخیزی حفظ می شود، عناصر ریز و درشت خاک بهبود می یابد. خاک به اشکال آسان هضم منتقل می شود، تشکیل هوموس افزایش می یابد و رشد پاتوژن های خاک سرکوب می شود. این امر منجر به احیای حاصلخیزی زمین های کشاورزی می شود.

فناوری و کاربرد کشاورزی:

کود به صورت غلیظ تولید می شود و قبل از استفاده با آب رقیق می شود. مصرف از 0.25 تا 6 لیتر در هکتار (بسته به محصول کشت شده)، بسته بندی شده در ظروف از 5 میلی لیتر تا 1، 4.5، 8، 200 و 1000 لیتر.
استفاده از کود BIOPLANT FLORA نیازی به تغییر در شیوه های کشاورزی موجود ندارد.
درمان گیاه با سمپاشی (گرده افشانی) گیاهان و خیساندن بذرها انجام می شود محلول آبیکودهای "Bioplant Flora" بسته به نوع گیاه و دوره لقاح؛
کود "Bioplant Flora" دارای کلاس خطر 4 (مواد کم خطر) است.
از بسترهای آلی فرآوری شده توسط باکتری ها تولید می شود. حاوی آب، نانوهومات‌ها، اسیدهای آلی طبیعی، ریز مغذی‌های منیزیم، منگنز، مو، آهن، کو، روی، سی و مواد فعال بیولوژیکی طبیعی است.

کود "Bioplant flora" سالها آزمایش را در اقلیم های مختلف و مناطق طبیعیروسیه (سرزمین کراسنودار، جمهوری آدیگه، باشقیرستان، تاتارستان، منطقه سامارا و غیره).

برنج. 8 - کنترل گندم زمستانه در سمت چپ، تیمار شده با Biolant Flora در سمت راست (مزرعه کشاورزی نیوا تاتارستانا)

در زیر نمودارها آمده است بهره وری اقتصادیاستفاده از کود "Bioplant flora" در کشاورزی "Niva Tatarstan":

برنج. 9- اثربخشی استفاده از "Bioplant flora"

برنج. 10- ساختار هزینه در تولید محصولات کشاورزی. محصولات (به عنوان مثال غلات) 3

نتیجه

تا کنون، همه نمی توانند توضیح دهند که فناوری نانو چیست، اما برای همه روشن است که پیشرفت در بخش کشاورزی بدون آن غیرممکن است.

پروفسور ویاچسلاو فدورنکو، مدیر موسسه علمی فدرال ایالتی (FGNU) Rosinformagrotech، معتقد است: "تحقیقات انجام شده توسط دانشمندان ما نتایج خوبی را نشان می دهد. آنها این فرصت را به ما می دهند که بگوییم فناوری نانو به معنای واقعی کلمه در همه شاخه های کشاورزی از دامداری گرفته تا تولید ماشین آلات کشاورزی قابل استفاده است.

در خارج از کشور از فناوری نانو برای بهبود کیفیت محصولات غذایی بسته بندی شده استفاده می شود. پراکندگی نانوذرات در ماتریس شماره‌گذاری شده لایه‌های رس اصلاح‌شده، ماندگاری محصولات بسته‌بندی شده را افزایش می‌دهد.

تجزیه و تحلیل فرآیندهای نانوفناوری توسعه‌یافته و نانومواد نشان داد که زمینه‌های اصلی کاربرد آن‌ها در تولید محصولات زراعی استفاده از نانوفرآورده‌های ترکیبی با باکتریورودوپسین است که باعث افزایش مقاومت در برابر شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد (۱.۵ تا ۲ برابر در روز) می‌شود. میانگین تقریباً تمام محصولات غذایی (سیب زمینی)، غلات، سبزیجات، میوه و توت) و محصولات فنی (پنبه، کتان). 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.

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

1) توسعه یک استراتژی دپارتمان برای سازماندهی کارهای تحقیقاتی، عمدتاً بر اهداف اصلی علمی و فنی، امکان توزیع منطقی منابع و دستیابی سریع به اهداف توسعه تولید کشاورزی.

2) سازماندهی تعامل و همکاری با مراکز و آزمایشگاه‌های متعدد، سازمان‌ها و مؤسسات مختلف و بالاتر از همه با دغدغه «صنعت نانو» و مراکز منطقه‌ای آن.

3) ایجاد مرکز تحقیقات تخصصی در بخش کشاورزی جهت هماهنگی و پشتیبانی اطلاعاتتحقیق در مورد فناوری نانو، نانومواد مورد استفاده در کشاورزی.

4) بازنگری در سیستم آموزش پرسنل با در نظر گرفتن اجرای اولویت های توسعه علم و فناوری از جمله فناوری نانو و نانومواد.

دانشمندان نه تنها در مورد مزایای احتمالی استفاده از فناوری نانو، بلکه در مورد خطرات احتمالی نیز صحبت می کنند. از این گذشته، نانوذرات به راحتی به پوست، دستگاه تنفسی، دستگاه گوارش نفوذ می کنند، با یکدیگر تعامل می کنند، بنابراین خواص ناشناخته ای به دست می آورند. بنابراین، گذار از میکروفناوری به نانوتکنولوژی نیازمند تحقیقات بنیادی خاصی است.
^

کتابشناسی - فهرست کتب:

V.G. کاپلونکو، N.V. کوسینوف، A.N. Bovsunovsky "گیاهان و مواد" // "غلات"// شماره 4 (آوریل)، 2008
در و. گلازکو "جهت استفاده از فناوری نانو در کشاورزی" // "سبزیجات روسیه"// شماره 1-2، 2008
http://nanogro.ru/Dominanta_site/o_Nano-Gro

محتوای ویتامین در شیر گاو افزایش می‌یابد، خوک‌ها سریع‌تر رشد می‌کنند و جوجه‌های گوشتی چاق‌تر می‌شوند. این اثر توسط آخرین افزودنی خوراک ایجاد شده توسط دانشمندان بلگورود با استفاده از فناوری نانو ارائه شده است.

دانشمندان بلگورود دانشگاه دولتی(BelSU) یک افزودنی خوراکی نانوتکنولوژیکی برای حیوانات مزرعه ایجاد کرده است. همانطور که یکی از توسعه دهندگان، رئیس گروه شیمی عمومی دانشگاه دولتی بلاروس، پروفسور الکساندر وزنتسف، گفت، این شامل نانوجاذب های مبتنی بر خاک رس مونت موریلونیت در منطقه بلگورود است. او می گوید که ظرفیت جذب این جاذب ها 30 تا 33 برابر بیشتر از مونت موریلونیت طبیعی است. این با این واقعیت توضیح داده می شود که این ماده معدنی به حالت نانو خوشه فعال منتقل شده است.

هدف اصلی افزودنی خوراک جذب و حذف فلزات سنگین و رادیواکتیو، نیترات ها، نیتریت ها، باقیمانده آفت کش ها و همچنین میکروارگانیسم های مختلف و سموم آنها از بدن حیوانات است.

همانطور که آزمایش‌ها روی حیوانات آزمایشگاهی نشان داده است، این افزودنی کاتیون‌های مس، سرب و سایر فلزات سنگین را 100-100 برابر موثرتر از کربن فعال و فرنچ جذب می‌کند. محصول دارویی"اسمکتا". هنگامی که محتوای دستگاه گوارش حیوان 10 میلی گرم در لیتر نیکل باشد، تصفیه 100٪، کروم، سرب، جیوه، کادمیوم - 80-95٪، و سزیم رادیواکتیو - 95-98٪ اتفاق می افتد. علاوه بر این، این افزودنی پاتوژن های اسهال خونی، استافیلوکوکوس اورئوس و ویروس فلج اطفال را 98-99.99٪ خنثی می کند و باکتری های بیماری زا از گروه روده - سالمونلا، استرپتوکوک، E. coli را جذب می کند. هنگام تغذیه با افزودنی به حیوانات، زمان حذف سایر ویروس های بیماری زا و سلول های باکتریایی از بدن نیز کاهش می یابد.

طبق آزمایشات انجام شده در مزارع منطقه بلگورود، معرفی یک ماده افزودنی به رژیم غذایی گاوهای شیرده باعث بهبود کیفیت شیر می شود - محتوای لاکتوز را 5٪، کاروتن را 17٪ و ویتامین A را تا 27٪ افزایش می دهد. در حالی که اسیدیته شیر 6-8 درصد کاهش می یابد.

رئیس دانشگاه خاطرنشان کرد: هنگام تغذیه با افزودنی به گاوها، همچنین غلظت فلزات سنگین، نیترات ها و باقیمانده آفت کش های ارگانیک کلر در شیر - 4-35٪ و غلظت عناصر رادیواکتیو - 3-3.8 برابر کاهش می یابد. پروفسور نیکلای موسینکو از دانشکده دامپزشکی آکادمی کشاورزی دولتی بلگورود.

در خروس های دریافت کننده دارو در دوران بارداری، تظاهرات سمیت کاهش می یابد و تعداد خوکچه های تازه متولد شده سالم تا 18٪ افزایش می یابد، آزمایشات در مزرعه جمعی به نام نشان داد. Frunze (منطقه بلگورود). ایمنی خوک‌ها 8 تا 11 درصد افزایش می‌یابد و وزن زنده آنها 20 تا 25 درصد بیشتر از وزن همتایان خود از خروس‌هایی است که مکمل دریافت نکرده‌اند. با پرواربندی بیشتر با استفاده از مواد افزودنی نانو، افزایش وزن زنده خوک ها 13 تا 44 درصد، هزینه های خوراک 36 تا 38 درصد کاهش می یابد و مدت پرواربندی 1.5 ماه کاهش می یابد.

همانطور که آزمایشات در مزارع مرغداری هلدینگ کشاورزی بلگورود "BEZRK-Belgrankorm" نشان داده است، استفاده از افزودنی به افزایش وزن زنده طیور 15-18٪ کمک می کند و ایمنی آن را 7-11٪ افزایش می دهد.

در شرکت های تخم مرغ، تحت تأثیر نانو افزودنی ها، محتوای کلسیم و فسفر در پوسته تخم مرغ 5-7٪ افزایش می یابد که باعث دوام بیشتر پوسته می شود.

اثر اقتصادی استفاده از افزودنی به دلیل افزایش ایمنی، افزایش وزن، کیفیت محصول، کاهش مرگ و میر، زمان رشد، هزینه های خوراک به 4-11 روبل می رسد. Vezentsev می گوید به ازای هر 1 روبل هزینه. وی می افزاید: نانو افزودنی خاصیت سمی ندارد، تأثیر منفی بر خون و اندام های حیوانات ندارد. تغذیه آن تعادل اسید و باز محیط را تغییر نمی دهد و عملکرد روده را عادی می کند و از اختلالات دستگاه گوارش در حیوانات مزرعه جلوگیری می کند. علاوه بر این، افزودنی با نگه داشتن دانه ها در کنار هم و جلوگیری از خرد شدن و کیک شدن آنها، کیفیت خوراک دانه دانه را بهبود می بخشد.

حوزه های اصلی کاربرد 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 و حفاظت محصول اشاره دارد. محیط.

بر خلاف انتشار گازهای گلخانه ای صنعتی و وسایل نقلیه موتوری که جو را آلوده می کنند، انتشار گازهای گلخانه ای از ماشین آلات کشاورزی متحرک، اگرچه 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.

از نظر محتوای کمی و میزان تأثیر منفی بر انسان، گیاهان و جانوران، انتشار گازهای ناشی از تجهیزات سیار در رتبه اول قرار دارد. خطرناک ترین آنها دوده، بنزاپیرن، 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.

یکی از اولین مکان ها در سطح کلی سمیت دوده است، زیرا اولاً انتشار آن قابل توجه است (تعیین دود افزایش یافته) و به 1٪ مصرف سوخت وزنی می رسد و ثانیاً به عنوان یک مخزن آروماتیک چند حلقه ای عمل می کند. هیدروکربن ها (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 را می توان برای حدود هشت روز در هوا معلق کرد. اگر ذرات نسبتاً بزرگ دوده به اندازه 2-10 میکرون به راحتی از بدن دفع شوند، ذرات کوچک (50-200 نانومتر) در ریه ها باقی می مانند و باعث ایجاد آلرژی می شوند.

جایگزینی کربن با عناصر با بالاتر گرمای ویژهاحتراق به شما امکان می دهد سوختی با ویژگی های انرژی بهتر دریافت کنید. کار در زمینه 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 بافل متحرک مخصوص، با سوخت مبتنی بر نانو پودر آهن پر شده است. احتراق (اکسیداسیون) سوخت در محفظه های احتراق با تشکیل نیتروژن تقریبا 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 تمام شدن پودر، مخزن سوخت به راحتی از خودرو خارج می شود و برای بازسازی فرستاده می شود، جایی که تحت تأثیر درجه حرارت بالااکسیدها به فلز و اکسیژن تجزیه می شوند. برای کاهش اکسیدها نیز می توان پودر سوخته را با هیدروژن خالص دمید.

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 به طور موثر در موتور بدون هزینه قابل توجه سلول های سوختی هیدروژنی استفاده کرد.

تیم آزمایشگاه پودر سوختی با قطر ذرات فلزی حدود 50 نانومتر ایجاد کرد که فرآیند احتراق مشابه بنزین را ارائه می‌کند، اما با آزادسازی تقریباً سه برابر انرژی بیشتر از یک موتور بنزینی مدرن.

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

مشکل اصلی یک موتور با سوخت فلزی وزن نسبتاً زیاد سوخت است، حتی با در نظر گرفتن ظرفیت انرژی بیشتر آن. یک مخزن سوخت 33 لیتری پر از پودر آهن معادل 50 لیتر گازوئیل یا بنزین برای خودرو فراهم می کند، اما وزن آن تقریباً سه برابر بیشتر است. در عین حال، 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 بوروهیدریدها است که به گفته بسیاری از دانشمندان، ممکن است در نهایت به یک "آلی جدید" تبدیل شود. به یاد بیاورید که شیمی آلی به سادگی "آلی"، در اصل، شیمی هیدروکربن ها و مشتقات آنها است.

نانوتکنولوژی در کشاورزی می تواند با موفقیت برای تفسیر نوری مجتمع پروتئین-لیپید-ویتامین-کلروفیل در تولید محصولات زراعی 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 دامپروری توسط بدن دفع نمی شوند و برای کاهش اثرات مضرناوگان تراکتور برای محیط طبیعی. در دامپروری، نانوافزونه‌ها به طور گسترده در تهیه خوراک استفاده می‌شوند، جایی که باعث افزایش 1.5 تا 3 برابری بهره‌وری دام می‌شوند و همچنین به افزایش مقاومت آن‌ها در برابر بیماری‌های عفونی و استرس کمک می‌کنند. ذرات در اندازه نانو مواد افزودنی خوراک نه تنها به طور قابل توجهی مصرف آنها را کاهش می دهد، بلکه از جذب کامل و کارآمدتر توسط حیوانات نیز اطمینان حاصل می کند.

استفاده از فناوری نانو برای تصفیه و گندزدایی آب از اهمیت بالایی برخوردار است. معرفی سیستم‌های تمیزکننده غشایی و همچنین پوشش‌ها و مواد بیوسیدال ویژه بر پایه نقره، به ساده‌سازی و بهبود کیفیت نگهداری حیوانات مزرعه کمک می‌کند و آب آشامیدنی باکیفیت برای آنها فراهم می‌کند.

مشکل تأمین بشریت با مقدار کافی از فوریت 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 فرصت استفاده از آب شیرین سالم را 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.

باید انتظار داشت که فناوری نانو راه حلی برای این مشکل از طریق استفاده از سیستم تصفیه و نمک زدایی آب غیرمتمرکز ارزان قیمت، سیستم های جداسازی آلاینده ها در سطح مولکولی و سیستم های تصفیه نسل بعدی ارائه دهد.

غشای پزشکی ساختمانی فناوری نانو

سردا آلینا

این کار به فناوری نانو در کشاورزی اختصاص دارد.

دانلود:

پیش نمایش:

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

شرح اسلایدها:

نانوتکنولوژی در کشاورزی کار توسط دانش آموز کلاس 11 "D" دبیرستان MBOU Buturlinovskaya Sereda Alina راهنما: آبرامووا تامارا ایوانونا 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. یک تهدید جدی مایکوتوکسین هایی است که محصولات را آلوده می کند. فناوری‌های نانو به کمک می‌آیند، امکاناتی که باعث شگفتی و امید به آینده‌ای بدون ابر می‌شوند. با استفاده از فناوری نانو، حل مشکلات در کشاورزی و به ویژه مایکوتوکسین ها امکان پذیر شد.

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 طور دوره ای در بسیاری از کشورهای جهان ظاهر می شود. مایکوتوکسین ها خود نوعی قارچ هستند که حیات موجودات زنده را تهدید می کنند. حیوانات آلوده به چنین قارچی نسبت به سایرین مستعد ابتلا به بیماری ها و عفونت های مختلف هستند، عملکرد تولید مثل آنها کاهش می یابد، تغذیه مختل می شود. گیاهان ارزش غذایی خود را از دست می دهند، ماندگاری کاهش می یابد و بسیاری از محصولات آلوده برای مصرف انسان نامناسب می شوند. اینها با همه مشکلاتی که حل آنها برای همه کشورها بسیار مهم و قابل توجه است، فاصله دارد.

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 شدید راندمان تولید محصولات کشاورزی، گسترش عرصه های تولید و غیره را فراهم می کند. بنابراین، جهت اصلی پیشرفتهای بعدیکشاورزی - تشدید همه جانبه آن.

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. شرایط نامساعد جوی و افزایش عملکرد تقریباً کلیه محصولات غذایی (سیب زمینی، غلات، سبزیجات، میوه ها و انواع توت ها) و محصولات صنعتی (پنبه، کتان). این اثر در اینجا به دلیل نفوذ فعال تر ریز عناصر به گیاه به دلیل اندازه نانوذرات و وضعیت خنثی آنها به دست می آید.

به گفته دانشمندان، استفاده از فناوری نانو در کشاورزی (هنگام رشد غلات، سبزیجات، گیاهان و حیوانات) و در تولید مواد غذایی (در حین پردازش و بسته بندی) منجر به تولد یک کلاس کاملاً جدید از محصولات غذایی - "نانو محصولات" خواهد شد. در نهایت محصولات اصلاح شده ژنتیکی را از بازار خارج خواهند کرد

کاربرد نانوالکتروتکنولوژی در تولید محصولات زراعی نانوذرات آهن فعال بیولوژیکی می تواند به افزایش عملکرد برخی از محصولات 10 تا 40 درصد کمک کند.

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

نانوذرات به دلیل اندازه کوچکشان که بر حسب نانومتر محاسبه می‌شوند، به راحتی به سلول‌های حیوانی و انسانی نفوذ می‌کنند و کمی دشوارتر - به سلول‌های گیاهی به دلیل دیواره سلولی قوی و جامدشان. محققان خاطرنشان می کنند که دانه های برخی از گونه های گیاهی قادر به جمع آوری فلزات سنگین مانند باریم یا سرب هستند. مشخص است که برخی از ذرات با اندازه نانو نیز به پوسته بذر نفوذ کرده و بر جوانه زنی آنها تأثیر می گذارد. استفاده از نانوذرات در جوانه زنی بذر

استفاده از 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 - آنتونوفکا معمولی و سیناپ شمالی 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.

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

نانوتکنولوژی در تولید علوفه موسسه تحقیقات تولیدات کشاورزی و صنعتی کورسک نشان داده است که پانسمان 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 امکان کاهش هزینه های خوراک و در نتیجه رفع تکلیف توسعه پرورش گاو شیری و گوشتی را فراهم می کند.

محققان کود نانولوله‌ای در مرکز نانوتکنولوژی لیتل راک دانشگاه آرکانزاس دریافتند که قرار دادن دانه‌های گوجه‌فرنگی در معرض محلول مغذی حاوی نانولوله‌های کربنی منجر به جوانه‌زنی سریع‌تر و قوی‌تر می‌شود. دانشمندان بر این باورند که نانولوله‌های کربنی می‌توانند کشفی برای کل کشاورزی باشند و عصر نوع جدیدی از کود را باز کنند.

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

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

مدت، اصطلاح "نانو فناوری"الان بیش از یک سال است 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 ملایم، کاملاً درست نیست. به عنوان مثال، فناوری نانو در حال حاضر به طور فعال استفاده می شود در کشاورزی.

کشاورزی بدون تجهیزات ویژه کامل نیست و نتایج کار دهقانان تا حد زیادی به کار 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، منابع قطعات و مجموعه ها 7-8 برابر افزایش می یابد.

به عنوان مثال، در مزارعدر منطقه اومسک، آسیب پذیرترین قسمت کمباین، پنجه های لانست، با نانوذرات طلا درمان می شود. در نتیجه، منابع آنها از 18 به 120 هکتار در هر پنجه افزایش یافته است.

نانوتکنولوژی در پرورش سبزیجات

کارشناسان این را ثابت کرده اند استفاده از نانومواد در تولید محصولات زراعیمقاومت آنها را در برابر شرایط نامساعد جوی افزایش می دهد. علاوه بر این، فناوری نانو به طور قابل توجهی عملکرد محصولات را 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 کودهادر میکروکپسول های موم های کمی محلول محصور شده اند. در نتیجه مواد مغذی به تدریج و به طور یکنواخت آزاد می شوند. این به شما امکان می دهد نه تنها حداکثر سود را از کودها ببرید، بلکه بار شیمیایی روی خاک را نیز به حداقل برسانید.

آکادمی کشاورزی ریازان به مدت 10 سال در مورد تیمار بذر با نانو کودهای متشکل از پودرهای فلزی مختلف تحقیق می کند. و به موفقیت دست یافتند. پانسمان بذر با غلظت معینی از آهن، کبالت و مس (فقط 5-3 میلی گرم در 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 یک کشف بسیار مهم در بررسی نقش بیولوژیکی سیلیکون برای موجودات زنده انجام شد. استفاده از محرک های زیستی ارگانوسیلیکن در تولید محصولات زراعی باعث افزایش مقاومت به سرما، استقامت در برابر گرما و خشکی می شود، به خروج ایمن از شرایط آب و هوایی استرس زا (یخبندان های برگشتی، تغییرات ناگهانی دما و غیره) کمک می کند، عملکردهای محافظتی گیاهان را در برابر افزایش می دهد. بیماری ها و آفات

فناوری نانو در دامپروری

در حال حاضر فناوری نانو بیشترین کاربرد را در کشاورزی دارد دامپزشکی، دامپروری و مرغداری. استفاده از آنها باعث افزایش بهره وری، بهبود کیفیت محصول و رفاه حیوانات می شود.

به عنوان مثال، در کالوگا مرکز منطقه ای«نانو بیوتکنولوژی» در حال انجام تحقیقاتی در زمینه استفاده از افزودنی های ویژه در خوراک است. ترکیب توسعه یافته توسط متخصصان ژنوم وراثت، میکرو فلور دستگاه گوارش را نقض نمی کند. در مقابل، بهبود در جذب غذا، بهره وری حیوانات وجود دارد. به علاوه، نانوافزودنی‌ها دارای خواص باکتری‌کشی بالایی هستند.

و 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 رعایت اقدامات ایمنی دقیق دارند. این فناوری نانو ایمنی خوراک را تا 95 درصد افزایش می دهد. در دامپروری و پرورش طیور، این افزایش بهره وری 1.5-3 برابر، مقاومت در برابر استرس و کاهش مرگ و میر را 2 برابر می کند.

هنگام تشکیل 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 استفاده می شود 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 کمتر از 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. ریزآسیب بذر به 6 درصد کاهش می یابد، کیفیت کاشت آنها 5 درصد بهبود می یابد. برای خشک کردن نهایی و ضد عفونی غلات در دمای پایین، از ازن نیز استفاده می شود که تعداد باکتری ها را 24 برابر و هزینه های انرژی را 1.5 برابر کاهش می دهد.

برنامه امیدوار کننده فناوری نانو و در صنعت نانوایی. امروزه تقریباً 60 درصد آرد از غلات بی کیفیت تولید می شود. این البته در پارامترهای میکروبیولوژیکی نان منعکس می شود. دانشمندان سیبری موفق به ایجاد یک نانوکامپوزیت شدند. معرفی جزئی او به دستور غذا محصول نانواییآن را برای مصرف کننده مفیدتر می کند.