A nanotechnológia felhasználási lehetőségei az agráripari komplexumban. Nanotechnológiai műtrágya "Bioplant flóra"
Földművelésügyi Minisztérium Orosz Föderáció
FGOU VPO Vjatka Állami Mezőgazdasági Akadémia
Közgazdaságtudományi Kar
Termelésszervezési és Vállalkozási Tanszék
ABSZTRAKT
a következő szakterületen: „A termelés megszervezése ipari vállalkozásnál”:
Felhasználás a növénytermesztésben
Kitöltötte: Makhneva V.A., EE-422
Vezető: Shabalina T.V.
Kirov 2010
1 Tudománytörténet és alapfogalmak nanotechnológia 4
1.1 A tudomány fogalmai és terminológiája nanotechnológia 4
1.2 Nanorészecskék 6
Jelenlegi trend A miniatürizálás megmutatta, hogy egy anyagnak teljesen új tulajdonságai lehetnek, ha ebből az anyagból egy nagyon kis részecskét veszünk. Az 1-től 1000 nanométerig terjedő méretű részecskéket (a 100 nanométer felettieket nanorészecskéknek nevezhetjük), a nanométereket általában „nanorészecskéknek” nevezik. Kiderült például, hogy egyes anyagok nanorészecskéi nagyon jó katalitikus és adszorpciós tulajdonságokkal rendelkeznek. Más anyagok elképesztő optikai tulajdonságokat mutatnak, például szerves anyagok ultravékony filmjeit használják napelemek gyártásához. Lehetőség van mesterséges nanorészecskék kölcsönhatására természetes nanoméretű tárgyakkal - fehérjékkel, nukleinsavakkal stb. Gondosan megtisztítva a nanorészecskék önmagukban is egyesülhetnek bizonyos szerkezetekké. Ez a szerkezet szigorúan rendezett nanorészecskéket tartalmaz, és gyakran szokatlan tulajdonságokat is mutat. 6
1.3 Nanoanyagok 7
2 A nanotechnológia alkalmazásának kilátásai mezőgazdaság 10
3. Nanotechnológia alkalmazása a növénytermesztésben 13
3.1 Nanoelektrotechnológiák alkalmazása a gabonanövények termesztésében 14
3.2 A nanotechnológia alkalmazása a zöldségtermesztésben 16
3.3 A nanotechnológia alkalmazása üvegházi növénytermesztésben 17
3.4 Nanorészecskék alkalmazása a vetőmag csírázása során 18
3.5 Nanotechnológiák alkalmazása a gyümölcsök és zöldségek tárolásában 19
3.6 Nanotechnológia a nitrátok elleni küzdelemben 20
3.7 Nanotechnológia a takarmánygyártásban 20
3.8 Nanocső műtrágya 21
4 Példák a nanotechnológián alapuló gyógyszerek növénytermesztési felhasználására 22
4.1 Előkészítés Nano-Gro 22
4.2 „Bioplant flóra” nanotechnológiai műtrágya 25
29. következtetés
Hivatkozások: 31
Bevezetés
Korunkban egyre nyilvánvalóbbá válik, hogy azok az országok, amelyek elektronikát, nanotechnológiát és biotechnológiát fejlesztenek, felülkerekednek. A technológia fejlődése Oroszországban nem áll meg. Szinte minden héten hallunk a vezető médiától új felfedezésekről. Az utóbbi időben a legtöbbjük a nanotechnológia területéhez tartozik, amely mostanában annyira népszerű. Ez új tudomány, amely képes az atomok irányítására, gyorsan belép emberi élet. Oroszország jelentős lehetőségeket rejt magában, hiszen a szovjet időkből jelentős tudományos alapok állnak rendelkezésre a nanotudományban. Korunkban a nanotechnológia jeleskedik a nanométeres méretű objektumok manipulálásában, és lehetővé teszi nagy, szelektíven kötött molekulákból úgynevezett szupermolekulák előállítását. Mi a nanotechnológia tudománya?Nanotechnológia- az alap- és alkalmazott tudomány és technológia interdiszciplináris területe, amely elméleti indoklással foglalkozik, gyakorlati módszerek kutatás, elemzés és szintézis, valamint módszerek adott atomszerkezetű termékek előállítására és alkalmazására az egyes atomok és molekulák ellenőrzött manipulálásával.
A nanotechnológia alkalmazásában is nagy ígéret található agráripari komplexum. A mezőgazdasági nyersanyagok termelésének és feldolgozásának minőségének növelése, a speciális berendezések élettartamának növelése, az eltarthatóság növelése, a kiváló minőségű élelmiszerek és takarmányok beszerzése - az agrárgazdaság mindezen problémái megoldhatók nanotechnológiával.
^
1 Tudománytörténet és alapfogalmak nanotechnológia
1.1 A nanotechnológia tudomány fogalmai és terminológiája
A nanotechnológia gyakran használt definíciója, mint a 100 nanométernél kisebb tárgyakkal való munkavégzés módszereinek összessége nem írja le pontosan mind a tárgyat, sem a nanotechnológia és a nanotechnológia közötti különbséget. hagyományos technológiákÉs tudományos diszciplínák. A nanotechnológiai objektumok egyrészt a megadott tartomány jellemző méretei lehetnek:
nanorészecskék, nanoporok (olyan tárgyak, amelyek három jellemző mérete legfeljebb 100 nm-es tartományba esik);
nanocsövek, nanoszálak (olyan tárgyak, amelyek két jellemző mérete legfeljebb 100 nm-es tartományba esik);
nanofilmek (egy jellemző méretű objektumok 100 nm-ig terjedő tartományban).
A nanotechnológiák minőségileg eltérnek a hagyományos diszciplínáktól, mivel ilyen léptékeken a szokásos, makroszkopikus anyagok kezelési technológiái gyakran nem alkalmazhatók, és sokkal jelentősebbé válnak a hagyományos léptékben elhanyagolható mértékben gyengék mikroszkopikus jelenségek: az egyes atomok és molekulák vagy aggregátumok tulajdonságai és kölcsönhatásai. molekulák, kvantumhatások.
Gyakorlatilag ezek az atomok, molekulák és részecskék létrehozásához, feldolgozásához és manipulálásához szükséges eszközök és alkatrészeik előállítására szolgáló technológiák, amelyek mérete 1-100 nanométer között van. A nanotechnológia azonban jelenleg a fejlődés korai szakaszában jár, mivel az e területen előre jelzett főbb felfedezések még nem születtek meg. Ennek ellenére a folyamatban lévő kutatások már gyakorlati eredményeket hoznak. A fejlett tudományos eredmények felhasználása a nanotechnológiában lehetővé teszi, hogy a csúcstechnológiához soroljuk.
Ilyen kis méretekkel végzett munka során kvantumhatások és intermolekuláris kölcsönhatások, például van der Waals kölcsönhatások hatásai jelennek meg. A nanotechnológia és különösen a molekuláris technológia olyan új területek, amelyeket nagyon kevéssé tártak fel.
A nanotechnológia a következő logikus lépés az elektronikai és más high-tech iparágak fejlődésében.
Sok forrás, elsősorban angol nyelvű, a később nanotechnológiának nevezett módszerek első említését Richard Feynman híres beszédéhez köti, amelyet 1959-ben a California Institute of Technology éves találkozóján mondott: „There’s Plenty of Room at the Bottom”. az Amerikai Fizikai Társaságtól. Richard Feynman felvetette, hogy lehetséges az egyes atomok mechanikus mozgatása egy megfelelő méretű manipulátor segítségével, legalábbis egy ilyen folyamat nem mond ellent a ma ismert fizika törvényeinek.
Ezt a manipulátort a következő módon javasolta. Olyan mechanizmust kell építeni, amely csak egy nagyságrenddel kisebb másolatot hozna létre önmagából. A létrehozott kisebb mechanizmusnak ismét másolatot kell készítenie önmagáról, ismét egy nagyságrenddel kisebbet, és így tovább, amíg a mechanizmus méretei nem lesznek arányosak egy atom nagyságrendjével. Ebben az esetben módosítani kell ennek a mechanizmusnak a szerkezetét, mivel a makrokozmoszban ható gravitációs erők egyre kisebb befolyást gyakorolnak majd, az intermolekuláris kölcsönhatások és a van der Waals erők pedig egyre inkább befolyásolják a makrokozmosz működését. a mechanizmus. Az utolsó szakasz - a kapott mechanizmus összeállítja a másolatát az egyes atomokból. Elvileg az ilyen példányok száma korlátlan rövid idő tetszőleges számú ilyen gépet hozhat létre. Ezek a gépek ugyanúgy, atomos összeszereléssel tudnak majd makro dolgokat összeállítani. Így sokkal olcsóbb lesz a dolog – az ilyen robotoknak (nanorobotoknak) csak a szükséges számú molekulát és energiát kell adni, és programot kell írni a szükséges elemek összeállításához. Ezt a lehetőséget eddig senkinek sem sikerült megcáfolnia, de még senkinek sem sikerült ilyen mechanizmusokat létrehoznia. Egy ilyen robot alapvető hátránya, hogy alapvetően lehetetlen egy atomból mechanizmust létrehozni.
Feynman előadásában bemutatott ötletei az ilyen manipulátorok létrehozásáról és használatáról szinte szövegesen egybeesnek a híres szovjet író, Borisz Zsitkov 1931-ben megjelent fantasztikus történetével, a „Mikrorukki”-val. De nem csak. Az orosz író, N. Leskov „Lefty” jól ismert művében van egy érdekes töredék:
Ha – mondja –, lenne jobb mikroszkóp, amely ötmilliószoros nagyítást tesz lehetővé, akkor méltóztatnátok látni – mondja –, hogy minden egyes patkón a művész neve szerepel: melyik orosz mester készítette azt a patkót.
Az 5 000 000-szeres nagyítást a nanotechnológia fő eszközének számító modern elektron- és atomerőmikroszkópok biztosítják, így az irodalmi hős Lefty a történelem első nanotechnológusának tekinthető.
A „nanotechnológia” kifejezést Norio Taniguchi használta először 1974-ben. Ezt a kifejezést a több nanométeres méretű termékek előállításának leírására használta. Az 1980-as években ezt a kifejezést Eric C. Drexler használta Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology and Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing and Computation című könyveiben. Kutatásában központi helyet foglaltak el a matematikai számítások, amelyek segítségével több nanométeres méretű készülékek működését lehetett elemezni.
1.2 Nanorészecskék
A miniatürizálás modern irányzata megmutatta, hogy egy anyagnak teljesen új tulajdonságai lehetnek, ha ebből az anyagból egy nagyon kis részecskét veszünk. Az 1-től 1000 nanométerig terjedő méretű részecskéket (a 100 nanométer felettieket nanorészecskéknek nevezhetjük), a nanométereket általában „nanorészecskéknek” nevezik. Kiderült például, hogy egyes anyagok nanorészecskéi nagyon jó katalitikus és adszorpciós tulajdonságokkal rendelkeznek. Más anyagok elképesztő optikai tulajdonságokat mutatnak, például szerves anyagok ultravékony filmjeit használják napelemek gyártásához. Lehetőség van mesterséges nanorészecskék kölcsönhatására természetes nanoméretű tárgyakkal - fehérjékkel, nukleinsavakkal stb. Gondosan megtisztítva a nanorészecskék önmagukban is egyesülhetnek bizonyos szerkezetekké. Ez a szerkezet szigorúan rendezett nanorészecskéket tartalmaz, és gyakran szokatlan tulajdonságokat is mutat.
A nanoobjektumok 3 fő osztályba sorolhatók:
1) háromdimenziós részecskék, amelyeket vezetők robbantásával, plazmaszintézissel, vékonyréteg-redukcióval stb.
2) kétdimenziós objektumok - molekuláris leválasztással, CVD-vel, ALD-vel, ionleválasztással stb.
egydimenziós tárgyak - bajusz, ezeket a tárgyakat molekuláris rétegezéssel, anyagok hengeres mikropórusokba való bejuttatásával stb.
1.3 Nanoanyagok
Nanorészecskék alapján kifejlesztett anyagok, amelyek komponenseik mikroszkopikus méretéből adódó egyedi tulajdonságokkal rendelkeznek.
Rizs. 1 – Nanocsövek elektronmikroszkóp alatt
A fullerének olyan molekuláris vegyületek, amelyek a szén allotróp formáinak osztályába tartoznak (egyéb a gyémánt, a karbin és a grafit), és konvex zárt poliéderek, amelyek páros számú trikoordinált szénatomból állnak.
Rizs. 2 – Fullerene S-60 
4) Nanoakkumulátorok - 2005 elején az Altair Nanotechnologies (USA) bejelentette egy innovatív nanotechnológiai anyag létrehozását a lítium-ion akkumulátorok elektródáihoz, amelynek energiasűrűsége 
többszöröse, mint az ilyen típusú hagyományos akkumulátorokban. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy lehetséges kisebb akkumulátorok létrehozása eredeti kapacitásuk megőrzése mellett.
Rizs. 4 - nanoakkumulátorok
^
2 A nanotechnológia alkalmazásának kilátásai a mezőgazdaságban
A fém nanoanyagok fontos jellemzője, amely játszik kulcsszerepet Ha a mezőgazdaságban használják, orosz tudósok fedezték fel ezen nanoanyagok alacsony toxicitását.
1. táblázat – Fém nanorészecskék toxicitása
| Dózisok mg/kg | Fe° | FeSO4 7H2O | Zn° | ZnSO4 7H2O | Cu° | CuSO4 7 H2O |
| TIR | 1100 | 20 | 450 | 10 | 25 | 3 |
| LD50 | 2200 | 60 | 700 | 25 | 45 | 6 |
| LD100 | 3200 | 90 | 1200 | 45 | 60 | 10 |
Kiderült, hogy a fém nanorészecskék toxicitása sokszor kisebb, mint a fémionoké: a rézé 7-szer, a cinké 30-szor, a vasé pedig 40-szer. Ezt számos kísérletben tesztelték az összes szabványnak megfelelően.
A kémiai módszerekkel előállított fém nanoanyagok szinte mindig nem hordozzák az eredeti kémiai vegyületek legjobb „öröklődését”, ami problémássá teszi alkalmazásukat azokban az iparágakban, ahol szigorú követelmények vonatkoznak a felhasznált anyagok tisztaságára, így az agráripari komplexumban is.
Az ilyen iparágakban a legalkalmasabb a fizikai jelenségek felhasználásán alapuló technológiákkal előállított fém nanorészecskék alkalmazása. A nanoanyag-gyártó cégeknek csak kis része, főleg az USA-ban, Nagy-Britanniában, Németországban, Oroszországban és Ukrajnában rendelkezik fizikai módszerekkel fém nanoanyagok előállítására. Az eróziós robbanásveszélyes technológiák felhasználásával a következő új nanoanyagokat sikerült előállítani:
1) fém nanorészecskék nemionos kolloid oldatai;
2) nanofémek anionszerű, erősen koordinált aquachelátjai;
3) biogén fémek hidratált nanorészecskéi;
4) elektromosan töltött kolloid fém nanorészecskék;
5) elektromosan semleges és elektromosan töltött fém nanorészecskék amorf állapotban stb.
A mai napig az Ag, Cu, Co, Mn, Mg, Zn, Mo fémeken alapuló nanoanyagok nagyobb csoportjával kapcsolatban műszaki specifikációk(TU U 24.6-35291116-001:2007) és gyártásukat egy hazai gyártó – a „Nanoanyagok és nanotechnológiák” cég – hozta létre.
Az eróziós robbanásveszélyes technológiákkal szintetizált új nanoanyagok közül különösen érdekesek a nanofémek nagymértékben koordinált anionszerű aquachelátjai, amelyek nem toxicitásuk, élő sejtekkel való jó biokompatibilitásuk és antioxidáns tulajdonságaik miatt a legígéretesebbek bioszisztémákban.
Napjainkban a mezőgazdaság szinte minden területén alkalmazzák a nanoanyagokat és nanotechnológiákat: növénytermesztésben, állattenyésztésben, baromfitenyésztésben, haltenyésztésben, állatgyógyászatban, feldolgozóipar.
A növénytermesztésben a nanopreparátumok mikrotrágyaként való felhasználása biztosítja a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szembeni fokozott ellenállást és a terméshozam növekedését (átlagosan 1,5-2-szeresére) szinte minden élelmiszer (burgonya, gabona, zöldség és gyümölcs) és műszaki (gyapot, len) esetében. termények. A hatást a részecskék nanomérete és semleges (elektrokémiai értelemben vett) állapota miatt a mikroelemek aktívabb bejutása a növénybe éri el.
A nanomagnézium pozitív hatása a növények fotoszintézisének felgyorsítására (vagy inkább termelékenységének növelésére) is várható.
A nanotechnológiákat a napraforgó, a dohány és a burgonya betakarítás utáni feldolgozására, az alma ellenőrzött környezetben történő tárolására és a levegő ózonozására használják.
A tudósok szerint a nanotechnológia alkalmazása a mezőgazdaságban (gabona, zöldség, növény és állat termesztése) ill. élelmiszertermelés(feldolgozás és csomagolás esetén) egy teljesen új osztály megszületéséhez vezet élelmiszeripari termékek– „nanotermékek”, amelyek végül kiszorítják a géntechnológiával módosított termékeket a piacról. Ezt a véleményt fogalmazzák meg például az ETC Group nemzetközi kutatószervezet szakértői.
Az általánosan elfogadott tudományos terminológia szerint egy termék akkor tekinthető „nanoterméknek”, ha nanorészecskékkel, nanotechnológiával és eszközökkel termesztették, gyártották, feldolgozták vagy csomagolták. A nanofood fejlesztők jobb élelmiszer-előállítási és -csomagolási folyamatokat, jobb ízt és új táplálkozási tulajdonságokat ígérnek. A gyártás is várható funkcionális termékek(a termék gyógyászati vagy kiegészítő tápanyagokat tartalmaz). A termelékenység növekedése és az élelmiszerárak csökkenése is várható. Néhány évtizeden belül a nanotermékek használata széles körben elterjedt lesz – áll a brit Királyi Társaság számára készített jelentésben.
A nanotermékek területén végzett kutatások hatóköre éppoly elképesztő, mint a beléjük fordított befektetések mennyisége. Az elmúlt néhány évben legnagyobb termelőkélelmiszeripari termékek, mint a Kraft, Nestle, Heinz, Altria, Unilever jelentős összegeket fektettek be a nanotechnológia fejlesztésébe. A legújabb becslések szerint a nanotermékek piacának értéke már 410 millió dollár, 2010-re pedig várhatóan 5,8 milliárd dollárra nő. 1
^
3. Nanotechnológia alkalmazása a növénytermesztésben
Oroszországban létrehozták a „Rosnanotech” állami vállalatot, és kidolgozták a „Program a nanoipar fejlesztésére az Orosz Föderációban 2015-ig”. A program 2 szakaszban valósul meg: az első szakaszt 2007–2010-re, a másodikat 2010–2015-re tervezték. A program megvalósításának teljes költsége 138 milliárd rubel lesz.
2006 májusában az Orosz Föderáció elnöke jóváhagyta a tudomány, a technológia és a mérnöki fejlesztések kiemelt irányait, valamint a kritikus technológiák listáját, beleértve a nanotechnológiákat és a nanoanyagokat. A nanotechnológia oroszországi fejlesztése érdekében a Nanoipari konszern és 16 regionális nanotechnológiai központ jött létre Nyizsnyij Novgorodban, Szaratovban, Ivanovóban, Asztrahánban, Kaluga régióban, Petrozsényben, Krasznodar Területen és az Orosz Föderáció egyéb alkotórészeiben. A mezőgazdasági szektorban a legtöbb tanulmány a nanoelektrotechnológiák alkalmazásáról készült. Ilyen kutatásokat végeznek a Moszkvai Állami Agrártudományi Egyetemen. V. P. Goryachkina, VIESKh, Michurinsk Állami Mezőgazdasági Akadémia, AChGAU, GOSNITI és más tudományos szervezetek és egyetemek.
A nanotechnológia a mezőgazdaságban magában foglalja a gyógyszerek használatát a növények védelmére legújabb generációja, melyekre jellemző a szokatlanul kis méretük miatt a hatóanyagok maximális behatolása a levelekbe, szárakba és gyökerekbe. Nanoanyagok felhasználásával projekteket fejlesztenek ki a peszticidek biológiai célpontokhoz való pontosabb és biztonságosabb eljuttatása érdekében, a tápanyagok pedig a növényekbe. Ezek a projektek a következő technológiákat alkalmazzák: transzportfolyamatok, bioszelektív felületek, bioszeparáció és mikroelektromechanikai rendszerek, nanobiofeldolgozás, nukleinsav biomérnöki tervezés, anyagcélzás. Ezeknek az anyagoknak a részecskemérete tízszer, sőt százszor kisebb, mint a mikron (10-9). Használatuk lehetővé teszi, hogy minimális gyógyszeradagokkal sokkal nagyobb hatást érjünk el, és pénzt takarítunk meg.
A nanoelektrotechnológia növénytermesztésben való alkalmazása összekapcsolta a molekuláris és sejtbiológiát külső elektromágneses mezők és élő sejtek biomezői segítségével egy általános nanofolyamatban, aminek az agrár-ipari komplexum gyakorlatba való bevezetéséhez kell vezetnie, alapvetően új technológiákat alkalmazva mezőgazdasági nyersanyagok, anyagok, élelmiszerek és takarmányok előállítása.
Oroszország mezőgazdasági tudományos szervezeteiben, köztük a Moszkvai Állami Mezőgazdasági Mérnöki Egyetemen. V. P. Goryachkina (MSAU) a nanoelektrotechnológiák növényi termékek előállításában való alkalmazásának eredményeit kapták.
^
3.1 Nanoelektrotechnológiák alkalmazása gabonanövények termesztésében
A biológiailag aktív vas nanorészecskék egyes gabonanövények hozamát 10-40%-kal növelhetik.
A kémiai módszerek alternatívájaként új nanotechnológiákat vezettek be a vetés előtti vetőmagkezelésre és fertőtlenítésre. A gabona és a magvak fertőtlenítésére impulzusos mikrohullámú kezelési módot alkalmaztak, amely az impulzusban lévő EMF ultramagas intenzitása miatt biztosítja a kártevők és rovarok elpusztulását. Megállapítást nyert, hogy a mikrohullámú fertőtlenítés 100%-os hatásához 1 tonna vetőmagra legfeljebb 75 MJ dózis szükséges.
A kombinált gabonaszárítás új nanoelektrotechnológiája ciklikusan történik: a gabona konvektív felmelegítése 50°C-ra, majd rövid távú mikrohullámú kezelés, melynek során a felmelegített gabonában a forráspont alatti hőmérsékleten túlzott nedvességnyomás keletkezik. vízből. Ennek eredményeként felgyorsul a nedvesség szűrési átadása a szemcsékből a felületre cseppfolyós állapotban. A felületről a nedvességet felmelegített hűtőfolyadék távolítja el. Fajlagos fogyasztás A gabonaszárítás energiája a hagyományos konvektív szárításhoz képest legalább 1,3-szeresére csökken, a magvak mikrokárosodása akár 6%-kal is csökken, a vetési minőségük pedig 5%-kal javul. Ezenkívül ózont használtak a gabona alacsony hőmérsékletű szárítására és fertőtlenítésére, ami 24-szeresére növelte a fertőtlenítés hatékonyságát és másfélszeresére csökkentette az energiafogyasztást.
A szemek mikrohullámú mikronizálásának nanoelektrotechnológiája a keményítőszemcsék dextrinizálásának hatására - a keményítő poliszacharidok lebontásán és emészthető tápanyaggá alakításán alapul. A dextrinizáltság mértéke 12%-ról 80%-ra nő, a takarmány energiatartalma 7,7-ről 15,7 MJ/kg-ra duplázódik. A külföldön széles körben alkalmazott infravörös mikronizáláshoz képest a fajlagos energiaköltségek több mint kétszeresére, 250 300-ról 130 150 kWh-ra csökkennek 1 tonnánként.
A kormány adatai szerint átvételi tesztek, a mikrohullámmal mikronizált árpatakarmány-alapanyaggal hízott malacok tenyésztéstechnikai mutatói a napi átlagos súlygyarapodást 36%-kal, egy hónap alatt pedig 2-szeresére növelték.
Agrokémikus szakemberek szerint az összes mezőgazdasági növény termésének akár ötven százaléka is függ a növényvédelem hatékonyságától. A nanoemulziókat különféle növények termesztésére tervezték, beleértve a gabonát és a cukorrépát. A szakértők bemutatják a legújabb fejlesztéseket. Például a vetés előtti kezelés „Tebu 60”, „Scarlett” mikroemulziókkal, amely megmutatta magas hatásfok amikor a Shchelkovo Agrokhim saját bázisán 700 hektáron alkalmazták. Ezek a gyógyszerek nem válnak szét hő és fény hatására az elkészített munkaoldat nem órákig vagy napokig, hanem évekig tárolható, miközben aktív marad. A legfontosabb azonban az, hogy a nanotermékek a hagyományos növényvédő szerekkel ellentétben teljes mértékben átnedvesítik a növények felületét, teljesen felszívódnak a növényekben, és az eső nem mossa le őket.
A gyártók nem titkolják, hogy a nanoemulziók nem olcsók, de végül sokkal nagyobb hatást adnak. Például az őszi búza kezelése a „Titul Duo, KRR” gyógyszerrel, amelynek nincs analógja, akár 400% -os jövedelmezőséget és akár 17 centner hektáronkénti további hozamot biztosíthat. De már a szegény mezőgazdasági vállalkozások is kihasználhatják a nanotechnológiai termékeket a gyártók által nyújtott áruhiteleknek köszönhetően.
^
3.2 Nanotechnológia alkalmazása a zöldségtermesztésben
A kifejlesztett nanotechnológiai eljárások és nanoanyagok monitorozása megerősíti, hogy a nanokészítmények zöldségtermesztésben történő alkalmazása fokozott ellenálló képességet biztosít a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben, és növeli a késztermékek hozamát. Szinte minden ipari és élelmiszernövény - burgonya, zöldség, gyümölcs és bogyós gyümölcs, gyapot és len esetében - a hozammutatók 1,5-2-szeresére nőttek. A nanotechnológiákat már aktívan alkalmazzák a napraforgó, a dohány és a burgonya betakarítás utáni feldolgozásában, az alma ellenőrzött környezetben történő tárolásában és a levegő ózonozásában.
A nanotechnológia legújabb felfedezései fényében a szilícium biológiai szerepét az élő szervezetekben, valamint a szerves szilíciumvegyületek - szilatránok - biológiai aktivitását vizsgálták. A szilatránok, amelyek sejtes képződmények és szilíciumot tartalmaznak, fiziológiai hatást gyakorolnak az élő szervezetekre az evolúciós fejlődés minden szakaszában a mikroorganizmusoktól az emberekig. A szerves szilícium biostimulánsok alkalmazása a zöldségtermesztésben lehetővé teszi a hidegállóság, a hő- és szárazságtűrő képesség növelését, segít a stresszes időjárási helyzetek (visszatérő fagyok, hirtelen hőmérsékletváltozások stb.) biztonságos leküzdésében, fokozza a növények betegségekkel szembeni védekező funkcióit. és a kártevők. A gyógyszerek komplex kezelések során enyhítik a növényvédő szerek gátló, nyugtató hatását.
A nanobiotechnológia (biológiában nanotechnológia) ultramodern iránya a zöldségtermesztésben az alkotás termesztett növények, különösen ellenálló a rovarkártevőkkel szemben.
^
3.3 Nanotechnológia alkalmazása üvegházi növénytermesztésben
Az ultraibolya sugárzás (UVR) a növénytermesztésben az optikai sugárzás spektrális tartományának legkevésbé vizsgált része. Az üvegházhatást okozó termékek terméshozamának és minőségének növelésére olyan tartalékok vannak, amelyek még nem terjedtek el széles körben, de az üvegházi növénytermesztés főbb problémáinak megoldásában felhasználhatók. Az UVI-t nemesítési célokra és vetés előtti vetőmagkezelésre használják. Ha közvetlenül a növényeknek van kitéve, a sugárzás hatékonyan szabályozza az alapvető anyagcsere-folyamatokat az élő biológiai tárgyakban. Az UVI módszerek kidolgozása és alkalmazása eredményeként pozitív adatok születtek a mezőgazdasági növények kártevői elleni védekezéséről, valamint a talaj denitrifikációjának feltételezett előfeltételei. A vetés előtti UVI-magkezelés elérte az ipari vetőmag-előkészítési módszerek szintjét, és amint azt a vizsgálatok kimutatták, kétszer olyan hatékonyak, mint a szoláris vagy levegős hőfűtés. A magvak optimális dózisú besugárzása serkenti általános fejlődés növényeket, növeli a termelékenységet. Az UVR magvakra gyakorolt hatása a fertőtlenítésen, a fertőtlenítésen és a besugárzott vetőmagban a fotokémiai átalakulások stimulálásán alapul.
A csírázó magvakban és növényekben a biokémiai folyamatok sebességének szabályozói szerepét az enzimek, a növekedési anyagok és a vitaminok töltik be. Amíg bent kis mennyiségben Ezek az anyagok a sejt és a növény egészének növekedési ütemét és szintézisének irányát egyaránt befolyásolják. Ezért az UVR-energia elnyelésével összefüggő apró, első pillantásra a magvak kémiai és biokémiai változásai is jelentős hatással lehetnek a növény fejlődésére és termőképességére.
Az UVR antimikrobiális hatása a mikroorganizmusok sejtmagjában a DNS fotokémiai károsodásában nyilvánul meg, ami a mikrobasejt elpusztulásához vezet az első vagy a következő generációkban.
IN üvegházas gazdaságok A vírusfertőzések leküzdésének problémája akut. A gyakorlat szempontjából fontos meghatározni a növények számára az UVR halálos dózisát, és tanulmányozni a relatív rezisztenciát különféle típusok. A besugárzás során a növényekre vonatkozó küszöbdózis értéke gyomirtó eszközök használatakor szükséges. Mérsékelt dózisú sugárzás mellett a baktériumölő lámpák a növényi mikroorganizmusok elpusztítására használhatók anélkül, hogy maguknak a növényeknek károsodnának.
A mezőgazdasági nanotechnológiára példa a növények koherens fénnyel történő besugárzása. A növényeket kvázi monokromatikus fénnyel kezelik, magas és alacsony koherenciával.
^
3.4 Nanorészecskék alkalmazása a magok csírázása során
A nanorészecskék, kis méretük miatt, in nanométer, könnyen behatolnak állati és emberi sejtekbe, erős, kemény sejtfaluk miatt kicsit nehezebben a növényi sejtekbe. Nemrég a tudósok újabb kérdést tettek fel maguknak: képesek-e a nanorészecskék behatolni a növényi magvakba, amelyek héja még vastagabb? A kutatók megjegyzik, hogy egyes növényfajok magjai képesek felhalmozódni nehézfémek, mint például a bárium vagy az ólom. Ez alapján feltételezhető, hogy egyes nanoméretű részecskék a maghéjon is áthatolnak, és befolyásolják a csírázást. A kísérletben való részvételhez (amerikai tudósok munkája a nanorészecskék növényi magvakra gyakorolt hatásairól) a legkisebb paradicsomfajta, a Micro-Tom magjait, kutatási tárgyként pedig többfalú szénmagvakat használtak. nanocsövek. A steril magvakat 10, 20, 40 μg/ml nanocsöveket tartalmazó szilárd táptalajra vetettük. A kontrollcsoportban a magvak ugyanabban a környezetben nőttek, csak nanorészecskék hozzáadása nélkül. Már a 3. napon a magvak több mint 30%-a kikelt nanocsöves táptalajokon. Itt a palánták gyorsabban nyerték el a biomasszát, és hosszabbak voltak a hajtások, ellentétben a növényekkel kontrollcsoport: ott csak a 12. napra értek el hasonló mutatókat. A nanocsövek jelenlétét a magvakban Raman spektroszkópiával mutatták ki. A palánták gyökérrendszeréről készült mikrofelvételek nanocsöveket is feltártak a gyökérsejtekben.
Ennek a ténynek az egyik magyarázata, hogy a maghéjon áthatoló nanocsövek megkönnyítik a víz áramlását az embrióba. Ennek ellenőrzésére a magokat 2 órán át 250°C-on szárítottuk, majd meghatároztuk a tömegváltozást. Mint kiderült: száraz magvakban a táptalajra vetés előtt a nedvességtartalom 18,4%, a két napig tápközegben tartott magvakban - 38,9% nedvességtartalom. A nanocsövekkel ellátott táptalajra ültetett magvakban 57,6% folyadékot találtak. Így a tudósok be tudták bizonyítani, hogy a nanocsövek, a víz felhalmozódása és a magok csírázása összefüggenek egymással. A tudósok ebben reménykednek ezt a munkát(megjelent az ACS Nano-ban) nemcsak alapvető természetű, hanem lesz is gyakorlati jelentősége a mezőgazdaság számára.
^
3.5 Nanotechnológiák alkalmazása gyümölcs- és zöldségtárolásban
Példa a nem-technológiák használatára a gyümölcsök és zöldségek tárolásában a növények koherens fénnyel történő besugárzása.
Két fajta almáját - az Antonovka vulgaris és a Sinap Northern - kvázi monokromatikus fénnyel kezelték, magas és alacsony koherenciával. 1 nm-nél kisebb spektrális vonalszélességű, erősen koherens sugárzást kaptunk hélium-neon lézerrel.
Az alacsony koherenciájú sugárzás forrása egy fényszűrő rendszerű izzólámpa volt, amely 5080 nm széles spektrumsávot vág ki a lézergenerációs hullámhosszon (633 nm) a maximummal. Azt találták, hogy a lézeres besugárzás 20 másodpercig csökkentette az almák rothadás és leégés okozta károsodását. Sőt, ez nagyobb mértékben fiziológiai rendellenességben - barnulásban - nyilvánult meg.
190 napos tárolás után ez a patológia háromszor ritkább volt, mint a nem besugárzott gyümölcsöknél. Az Orosz Mezőgazdasági Akadémia akadémikusa, I. F. Borodin vezetésével végzett kutatás arra enged következtetni, hogy a fénykoherencia a lézeres mezőgazdasági technológiai berendezések munkarészének fontos paramétere. A legnagyobb biológiai hatás elérése érdekében a spektrumvonal szélessége nem haladhatja meg a 2030 nm-t. Ez a feltétel nemcsak a gyümölcsök, hanem más növényi organizmusok feldolgozásakor is szükséges, ami lehetővé teszi a nagy koherens lézerfénnyel történő besugárzási folyamatok nanotechnológiának minősítését.
^
3.6 Nanotechnológia a nitrátok elleni küzdelemben
A növénytermesztés egyik sürgető kérdése a nitráttal szennyezett talaj minőségének helyreállítása. A talaj nitrátvegyületektől való tisztítására szolgáló kémiai módszerek nem biztosítják kívánt eredményeket bonyolultságuk miatt és nagy anyagköltségek.
Figyelmet érdemelnek az UVR-energia biológiai objektumra - növényre és talajra gyakorolt hatásán alapuló - talajtisztítási módszer kidolgozásának elméleti előfeltételei a nitrátvegyületektől. A nitrátok emészthető nitrogénformává történő teljes redukálásához 575,6 kJ/mol energiafelhasználás szükséges.
Ismeretes, hogy a rövidhullámú UV-sugárzás hosszú távú kitettsége káros hatással van a növényre. A rövid távú sugárterhelésnek pozitív hatása van. A növény által a talajból kivont nitrátokat a növény ultraibolya sugárzás segítségével emészthető formákká alakítja.
^
3.7 Nanotechnológia a takarmánygyártásban
A vitaminos gyógynövényliszt karotinstabilizáló mikrohullámú kezelése 2,5-szeresére csökkenti a szárítási folyamat során a karotin veszteségét 10-ről 4%-ra, a hat-hét hónapos tárolási idő alatt pedig a liszt karotinjának megőrzése akár 9%-kal is biztosított. , ami 2,32,8-szor magasabb, mint mikrohullámú feldolgozás nélkül. A fajlagos energiafogyasztás 1,52-szeresére csökken.
Sok olyan gazdaság, amelynek fő tevékenysége a hústermelés, ill tejtermesztés, önálló takarmánygabona termesztéssel foglalkoznak. A Kurszki Agrár-Ipari Termelési Kutatóintézet kimutatta, hogy a vetőmag kezelése és a növények termesztési időszak alatti polimer biociddal (BIOPAG) történő kezelése növeli a tavaszi árpa, tavaszi búza és borsó terméshozamát. Ez lehetővé teszi a takarmányköltség csökkentését, és ezzel megoldja a tej- és húsmarha-tenyésztés fejlesztésének problémáját.
^
3.8 Nanocső műtrágya
A Little Rock Nanotechnológiai Központ Arkansas Egyetemének kutatói azt találták, hogy a paradicsommagok szén nanocsöveket tartalmazó tápoldat hatásának kitéve gyorsabb és jobb csírázást eredményez. A tudósok úgy vélik, hogy a szén nanocsövek az egész mezőgazdaság felfedezését jelenthetik, megnyitva egy új típusú műtrágya korszakát.
A szén nanocsövek működési elve a következő. Mikroszkopikus méretüknek köszönhetően a nanocsövek könnyen behatolnak a maghéjba, elősegítve a víz és a tápanyagok jobb bejutását a magok belsejébe. Ez befolyásolja a vetőmag csírázási sebességét.
Sok tudós azonban úgy véli, hogy az ilyen „nano-műtrágyák” használata beláthatatlan következményekhez vezethet. Így a paradicsom szén nanocsövekkel történő „trágyázásával” végzett néhány kísérlet azt mutatta, hogy a gyümölcsök „mérgezőnek” bizonyultak a Drosophila gyümölcslegyek számára. Ezenkívül egyes tanulmányok szerint a szén nanocsövek rákkeltőek az állati szervezetekre.
^
4 Példák a nanotechnológián alapuló gyógyszerek növénytermesztési felhasználására
4.1 Nano-Gro előkészítés
A Nano-Gro egy szerves növénynövekedés-szabályozó, amely a növények termelékenységének növelésére, a termés minőségének javítására és a növények immunitásának erősítésére irányuló új forradalmi megközelítésen alapul. A termék gyártója és megalkotója az Agro Nanotechnology, Corp.A Nano-Gro megalkotását 10 éves kutatás előzte meg a különféle bioaktív vegyületek növényekre és magjaikra gyakorolt hatásával kapcsolatban. Az eredmények lehetővé tették, hogy következtetéseket vonjunk le a nanomolekuláris koncentrációjú anyagok biológiai szervezetekre gyakorolt hatásának mértékéről. A Nano-Gro mögött meghúzódó technológiát természetes, egyszerű és olcsó módszerként fejlesztették ki a mezőgazdasági hatékonyság javítására. szintetikus vegyszerek használata nélkül készül.
Abban a pillanatban, amikor az összetevők nanomolekuláris koncentrációjú oldata eléri a növényt vagy a magot, a növény bizonyos stressztényezőként érzékeli jelenlétüket. Ez a stressz csak képzeletbeli, azonban a növény elkezd felkészülni a létért való küzdelemre, ami a gyökerek tömegének és hosszának növekedésében, a felvett légköri nitrogén növekedésében és ennek következtében a fehérjeszintézis növény általi stimulálásában fejeződik ki. , a biomassza növekedése és a hozam növekedése.
A Nano-Gro használatának előnyei:
átlagosan 20%-kal növeli a termelékenységet;
növeli a növény ellenálló képességét kedvezőtlen körülmények külső környezet, csökkentve a függőséget a mezőgazdasági időjárási viszonyoktól;
a termék könnyen használható, így bármilyen gazdaságban használható, kicsiben és nagyban egyaránt;
lehetővé teszi a kijuttatott nitrogénműtrágya mennyiségének csökkentését.
A zöldségek (uborka, paradicsom, hagyma, saláta) feldolgozásához olyan oldatra van szüksége, amelynek koncentrációja 1 granulátum 1 liter vízben. A magokat 30 másodpercig Nano-Gro oldatban áztatják. Ezután a magokat árnyékban szárítják, majd a magvak megszáradása után dobozokba ültetik.
Rizs. 5 – A növények Nano-Gro-val történő kezelésének eredménye
Az ültetés előtti Nano-Gro vetőmagkezelést az USA-ban, Izraelben, Oroszországban, Kínában, az EU országaiban és Ukrajnában tesztelték gabona- és zöldségnövényeken. Ez a teszt mindegyik tesztben jó eredményeket mutatott (15% - 60% hozamnövekedés). A szert növényvédő szerként is tesztelték gombás és vírusos betegségek, mint a fuzáriumos rothadás, a szürkepenész, a gyümölcsfák bakteriális betegségei stb. Ezekben a tesztekben a Nano-Gro gyógyszer erős immunstimuláló hatást mutatott.
2. táblázat – Hozamnövekedés a Nano-Gro készítmény használatakor
A vizsgálat eredményeként az őszi árpánál volt a legnagyobb termésnövekedés 222 c/ha-ról 355 c/ha-ra, vagyis 59%-kal. Alatta a zab és a cukorrépa terméshozamának 24%-os növekedése nem volt megfigyelhető a tesztben.
2. táblázat – A búza növekedésének, fejlődésének és terméshozamának egyes jeleinek változása növekedésszabályozók hatására a Nyizsnyij Novgorod régióban található Puskinskoye gazdaságban
| Kultúra | Opció | Növénymagasság betakarítás előtt, cm | Termőképesség, c/ha | Szemszám kalászonként, db. | 1000 szem tömege, g | Természet, g/l | Nyers gluténtartalom, % | Üvegesedés, % |
| Tavaszi búza | Ellenőrzés | 102,1 | 41,7 | 31,2 | 37,1 | 744,4 | 20,3 | 69 |
| Raxil | 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 |
|
| Nano-Gro | 98,5 | 50,6 | 38,3 | 38,9 | 725,4 | 24,7 | 83 |
Amint az a táblázatból látható, a búza Nano-Gro-val történő kezelése a legtöbb elemzett tulajdonság értékét növelte.
P 
A termésnövelő tényező a levelek, a biomassza, a gyümölcsök és a magvak növekedésének növekedéséből áll. A vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a legtöbb kísérletben a kezelt növények fehérje- és cukortartalma átlagosan 10%-kal nőtt.
A laboratóriumi körülmények között végzett vizsgálatok célja a gyökerek, szárak és lombozat biomasszájában bekövetkezett változások azonosítása volt. A tesztek azt mutatták, hogy a gyökér biomasszája 9%-kal, a lombozat és a szár biomassza 40%-kal nőtt. 2
Rizs. 6 – A Nano-Gro hatása a gyökerek, a lombozat és a szár biomasszájának növelésére
^
4.2 „Bioplant flóra” nanotechnológiai műtrágya
A Bioplant Flora műtrágya forradalmi formulája lehetővé teszi a terméshozam legalább 40-50 százalékos növelését, miközben a termelési költségek kétszeres vagy többszörösét csökkentik.
Az így létrejövő nanoméretű molekulaszerkezeteket a növényi sejtek sokkal jobban felszívják, ami növeli a mezőgazdaság összes biometrikus mutatóját. növények. A "Bioplant Flora" növeli a növények immunrezisztenciáját különböző környezeti feltételek mellett kedvezőtlen tényezők: hirtelen hőmérséklet-változások, fagyok, aszályok, vizesedés, az aktív hőmérsékletek összegének hiánya. Erőteljes növekedésserkentő hatása van - serkenti a növényben zajló összes élettani folyamatot: növeli a csírázási energiát és a magok csírázását (akár 100%-ig), serkenti a gyökérképződést, elősegíti a virágzást, a petefészkek és gyümölcsök képződését, aktiválja a létfontosságú növények folyamatai.
Az Orosz Föderáció különböző éghajlati övezeteiben számos „Bioplant Flora” vizsgálatot végeztek különböző terményeken, amelyeket számos tudományos intézmény megerősített. A BioplantFlora műtrágyát az Orosz Mezőgazdasági Akadémia (Kazany) TatNIISKH Állami Tudományos Intézete nagyra értékelte búzán, árpán és repcén; GNUVNIPTIOU Orosz Mezőgazdasági Akadémia (Vlagyimir) zöld növényeken való használatra; Az Orosz Mezőgazdasági Akadémia (Szentpétervár) GNUAFI-ja paradicsomon való használatra; Délkeleti Állami Mezőgazdasági Tudományos Kutatóintézet (Saratov) búzára és csicseriborsóra való felhasználásra.
A Biolant Flora előnyei:
Termésnövekedés 20-50%-kal, egyes esetekben 2-3-szoros;
A termés minőségének javítása (nitrátszint csökkentése, vitamintartalom növelése);
Növények védelme a betegségektől (biológiai hatékonyság átlagosan 40-80%);
Növények fokozott szárazságállósága (10-60%-kal);
Növeli a szélsőséges időjárási viszonyokkal szembeni ellenálló képességet, fagykár után helyreállítja az ültetvényeket;
Az ásványi műtrágyák hatékonyságának növelése (fogyasztási arányuk esetleges 30-50%-os csökkentésével);
Az érési idő akár 30%-os csökkentése;
A növekedésserkentő hatás a kezelt növényekben 2-3 hónapig tart.
Humilsav nanorészecskék 
Rizs. 7 – A Bioplant Flora műtrágya hatásmechanizmusa
A Bioplant Flora használatának köszönhetően a vegyszerek által károsított termékenység helyreáll. Fontos tény a növényvédő szerek szinte teljes feldolgozása a talajban, a növények gyökérrendszerének biocenózisának aktiválódása révén javulnak a talaj fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságai, megmarad a termékenység, a növény mikro- és makroelemei. a talaj könnyen emészthető formákká alakul, a humuszképződés fokozódik, a talajkórokozók fejlődése elnyomja a mikroorganizmusokat. Ami a mezőgazdasági területek termékenységének helyreállításához vezet.
Mezőgazdasági technológia és alkalmazás:
A műtrágya koncentrált formában kapható, és felhasználás előtt vízzel hígítják; fogyasztás 0,25-6 liter/1 ha (a feldolgozott terméstől függően), 5 ml-től 1, 4,5, 8, 200 és 1000 literes tartályokba csomagolva;
A BIOPLANT FLORA műtrágya használata nem igényli a meglévő mezőgazdasági gyakorlat megváltoztatását;
A növénykezelést a növények permetezésével (beporzásával) és magvak áztatásával végzik vizes oldat„Bioplant Flora” műtrágyák, a növény típusától és a trágyázási időszaktól függően;
A Bioplant Flora műtrágya 4-es veszélyességi osztályú (alacsony veszélyességű anyag);
Baktériumok által feldolgozott szerves szubsztrátumból készül. Tartalmaz vizet, nanohumátokat, természetes szerves savakat, nanoméretű mikroelemeket Mg, Mn, Mo, Fe, Co, Zn, S és természetes biológiailag aktív anyagokat.
Rizs. 8 – A bal oldalon az őszi búza kontrollja, a jobb oldalon a „Biolant flóra” ("Niva Tatarstana" mezőgazdasági vállalkozás) kezelik.
Az alábbiakban a grafikonok láthatók gazdasági hatékonyság a "Bioplant flora" műtrágya alkalmazása a "Niva Tatarstana" mezőgazdasági vállalkozásban:
Rizs. 9 – A „Bioplant flóra” használatának hatékonysága
Rizs. 10 – Költségszerkezet a mezőgazdasági termelésben. termékek (a szemek példájával) 3
Következtetés
Bár nem mindenki tudja elmagyarázni, mi az a nanotechnológia, mindenki számára világos, hogy a mezőgazdasági szektor előrehaladása nélkülük lehetetlen.
A Szövetségi Állami Tudományos Intézet (FGNU) Rosinformagrotech igazgatója, Vjacseszlav Fedorenko professzor szerint: „A tudósaink által végzett kutatás jó eredményeket mutat. Lehetőséget adnak arra, hogy elmondjuk, a nanotechnológia a mezőgazdaság szó szerint minden ágazatában alkalmazható, az állattenyésztéstől a mezőgazdasági gépek gyártásáig.”
A nanotechnológiát külföldön használják a csomagolt élelmiszerek minőségének javítására. A nanorészecskék diszperziója módosított agyagrétegek számozott mátrixában növeli a csomagolt termékek eltarthatóságát.
A kifejlesztett nanotechnológiai eljárások és nanoanyagok elemzése kimutatta, hogy a növénytermesztésben alkalmazásuk fő területei a bakteriorodopszinnal kombinált nanopreparátumok alkalmazása, amelyek fokozott ellenálló képességet biztosítanak a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben, és termésnövekedést (átlagosan 1,5-2-szeresére) biztosítanak. szinte az összes élelmiszertermék (burgonya, gabonafélék, zöldségek, gyümölcsök és bogyók) és ipari (gyapot, len) növények közül. A nanotechnológiákat a napraforgó, a dohány és a burgonya betakarítás utáni feldolgozására, az alma ellenőrzött környezetben történő tárolására és a levegő ózonozására használják.
Figyelembe véve a nanotechnológiai kutatás különös fontosságát, Oroszország jelenlegi és jövőbeli mezőgazdaságának fejlődésére gyakorolt hatását, a mezőgazdasági termelés modernizálásának kiemelt területein történő beruházások növelésének szükségességét, szükséges:
1) A kutatási munka megszervezésére elsősorban a fő tudományos-műszaki célokra koncentráló, az erőforrások ésszerű elosztását lehetővé tevő, a mezőgazdasági termelés fejlesztésére tervezett mutatók gyors elérését lehetővé tévő tanszéki stratégia kidolgozása.
2) Interakció és együttműködés megszervezése számos központtal és laboratóriummal, különböző szervezetekkel és intézménnyel, és mindenekelőtt a Nanoindustry konszernnel és regionális központjaival.
3) Hozzon létre egy szakosodott kutatóközpontot a mezőgazdasági szektorban a koordináció és információs támogatás nanotechnológiai kutatások, a mezőgazdaságban használt nanoanyagok.
4) A személyzet képzési rendszerének felülvizsgálata, figyelembe véve a tudomány és technológia kiemelt fejlesztési területeinek megvalósítását, beleértve a nanotechnológiákat és a nanoanyagokat.
A tudósok nemcsak a nanotechnológia alkalmazásának lehetséges előnyeiről beszélnek, hanem a lehetséges kockázatokról is. Hiszen a nanorészecskék könnyen áthatolnak a bőrön, a légutakon és a gyomor-bél traktuson, és kölcsönhatásba lépnek egymással, így ismeretlen tulajdonságokra tesznek szert. Ezért a mikrotechnológiáról a nanotechnológiára való átállás speciális alapkutatást igényel.
^
Referenciák:
V.G. Kaplunenko, N.V. Kosinov, A.N. Bovsunovsky „Növények és anyagok” // „Gabona”// 4. szám (2008. április)
V.I. Glazko „Útmutató a nanotechnológia használatához a mezőgazdaságban” // „Oroszország zöldségei”// No. 1-2, 2008.
http://nanogro.ru/Dominanta_site/o_Nano-Gro
A tehéntej vitamintartalma megnő, a malacok gyorsabban nőnek, a brojlerek pedig gömbölydedebbek lesznek. Ezt a hatást a belgorodi tudósok által nanotechnológiával megalkotott legújabb takarmány-adalékanyag biztosítja.
Belgorodszkij tudósok állami egyetem(BelSU) nanotechnológiai takarmány-adalékanyagot fejlesztettek ki haszonállatok számára. Ahogy az egyik fejlesztő, a Belgorodi Állami Egyetem Általános Kémiai Tanszékének vezetője, Alekszandr Vezencev professzor elmondta, a program a belgorodi régióból származó montmorillonit agyagokon alapuló nanoszorbenseket tartalmaz. Állítása szerint ezeknek a szorbenseknek a szorpciós kapacitása 30-33-szor nagyobb, mint a természetes montmorillonité. Ez azzal magyarázható, hogy az ásvány aktív nanoklaszter állapotba került.
A takarmány-adalékanyag fő célja a nehéz- és radioaktív fémek, nitrátok, nitritek, növényvédőszer-maradványok, valamint különféle mikroorganizmusok és az általuk termelt méreganyagok felszívása és eltávolítása az állatok szervezetéből – sorolja Vezentsev.
Amint azt laboratóriumi állatokon végzett kísérletek kimutatták, az adalékanyag 10-100-szor hatékonyabban szívja fel a réz, ólom és más nehézfémek kationjait, mint az aktív szén és a francia. gyógyszerkészítmény"Smecta". Ha egy állat gyomor-bél traktusa 10 mg/l nikkelt tartalmaz, a tisztítás 100%-ban, a króm, az ólom, a higany, a kadmium 80-95%-ban, a radioaktív cézium pedig 95-98%-ban történik meg. Ezenkívül az adalékanyag 98-99,99% -kal semlegesíti a vérhas kórokozóit, a Staphylococcus aureust és a polio vírust, és felszívja a bélrendszer patogén baktériumait - szalmonellát, streptococcusokat, E. colit. A táplálékkiegészítő állatokkal való etetésekor az egyéb kórokozó vírusok és baktériumsejtek szervezetből történő kiürülésének ideje is lecsökken.
A Belgorod régió gazdaságaiban végzett vizsgálatok szerint az adalékanyagnak a tejelő tehenek étrendjébe történő bejuttatása javítja a tej minőségét - a laktóztartalom 5%-kal, a karotin 17%-kal, az A-vitamin 27%-kal, míg a savasság növekszik. a tej mennyisége 6-8%-kal csökken.
A tehenek takarmányozása során a tejben lévő nehézfémek, nitrátok és szerves klórtartalmú peszticidek koncentrációja is - 4-35%-kal, a radioaktív elemek koncentrációja - 3-3,8-szorosára csökken - jegyzi meg a dékán. a Belgorod Állami Mezőgazdasági Akadémia Állatorvostudományi Karának munkatársa, Nikolai professzor, aki a vizsgálatokat vezette.
A vemhesség alatt gyógyszert kapó kocáknál a toxikózis megnyilvánulása csökken, és az egészséges újszülött malacok száma 18%-kal nő, a névadó kolhozban végzett vizsgálatok. Frunze (Belgorod régió). A malacok biztonsága 8-11%-kal növekszik, élősúlyuk 20-25%-kal haladja meg a kiegészítést nem kapott kocák társaiét. A nanoadalékokkal történő további hizlalással a malacok élősúly-gyarapodása 13-44%-kal, a takarmányköltség 36-38%-kal, a hizlalás időtartama 1,5 hónappal csökken.
Amint azt a Belgorod BEZRK-Belgrankorm mezőgazdasági üzem baromfitelepein végzett kísérletek kimutatták, az adalékanyag használata 15-18%-kal növeli a baromfi élősúlyát, és 7-11%-kal növeli biztonságát.
A tojásgyárakban a nanoadalékok hatására a tojáshéj kalcium- és foszfortartalma 5-7%-kal megnő, így a héj tartósabbá válik.
Az adalékanyag használatának gazdasági hatása a fokozott biztonság, súlygyarapodás, termékminőség, csökkent mortalitás, tenyészidő és takarmányköltségek miatt eléri a 4-11 rubelt. 1 rubel költségre, mondja Vezentsev. A nanoadaléknak nincsenek toxikus tulajdonságai, és nincs negatív hatása az állatok vérére és szerveire – teszi hozzá. Etetése nem változtatja meg a környezet sav-bázis egyensúlyát, és normalizálja a bélműködést, megelőzve a haszonállatok gyomor-bélrendszeri rendellenességeit. Ezen túlmenően az adalékanyag javítja a granulált takarmány minőségét azáltal, hogy összetartja a granulátumokat, és megakadályozza azok szétmorzsolódását és összetapadását.
A nanotechnológia és a nanoanyagok mezőgazdasági felhasználásának fő területei a biotechnológia, amely elsősorban a géntechnológiával, a mezőgazdasági termékek előállításával és feldolgozásával, a víztisztítással, valamint a termékminőségi és -védelmi problémákkal kapcsolatos. környezet.
Ellentétben a légkört szennyező ipari és gépjármű-kibocsátásokkal, a mozgó mezőgazdasági gépek kibocsátása, bár egyenetlenül, minden megművelt területre terjed. Ugyanakkor a szennyező anyagok a talajszinttől akár 4 m magasságban is bejutnak a légkörbe, ami növeli környezeti veszélyüket.
A mennyiségi tartalom és az emberre gyakorolt negatív hatás mértéke tekintetében a növény- és állatvilág az első helyen áll a mobil berendezések gáznemű kibocsátása. A legveszélyesebbek a korom, a benzopirén, a nitrogén-oxidok, az aldehidek, a szén-monoxid (II) és a szénhidrogének. Az emberi szervezetre gyakorolt hatásuk mértéke a légkörben lévő káros vegyületek koncentrációjától, az ember állapotától és egyéni jellemzőitől függ.
A korom az egyik első helyet foglalja el a toxicitás általános szintjén, mivel egyrészt kibocsátása jelentős (megnövekedett füstösség meghatározása), és eléri az üzemanyag-fogyasztás 1% -át, másrészt policiklikus aromás szénhidrogének tárolójaként működik ( PAH-ok). A kipufogógázokban (EG) lévő korom kellemetlen érzésekhez, légszennyezéshez és rossz látási viszonyokhoz vezet. A koromrészecskék erősen diszpergáltak (átmérő - 50-180 nm, tömeg - legfeljebb 10-10 mg), így hosszú ideig a levegőben maradnak, behatolnak a légutakon és az emberi nyelőcsőn. A számítások azt mutatják, hogy a 150 nm méretű koromrészecskék körülbelül nyolc napig maradhatnak a levegőben szuszpendálva. Ha a viszonylag nagy, 2-10 mikron méretű koromszemcsék könnyen eltávolíthatók a szervezetből, akkor a kicsik (50-200 nm méretűek) a tüdőben maradnak, és allergiát okoznak.
A szén cseréje magasabb elemekkel fajlagos hő az égés lehetővé teszi, hogy jobb energetikai jellemzőkkel rendelkező tüzelőanyagot nyerjünk. Különleges helyet foglal el a rakétahajtóművekben széles körben használt fém üzemanyag fejlesztése.
A Szovjetunió tudósa, S. Labinov egy új, szilárd fém tüzelőanyaggal működő belső égésű motor koncepcióját javasolja. Ebben a motorban az energiaellátó rendszert kombinálják a kipufogórendszerrel. A speciális mozgatható válaszfallal ellátott üzemanyagtartály vas nanopor alapú üzemanyaggal van feltöltve. Az üzemanyag égése (oxidációja) égésterekben történik, a kipufogógázokban szinte tiszta nitrogén képződésével, szén- és nitrogén-oxidok, szénhidrogének és korom nélkül, és az égett porszemcséket speciális szűrők vagy mágnesek segítségével rögzítik. A por felhasználásával a válaszfal elmozdul, és az elhasznált oxidport a kapott térfogatba adagolják. Miután az összes por elhasználódott, az üzemanyagtartály könnyen eltávolítható az autóból és regenerálásra küldhető, ahol befolyás alatt magas hőmérséklet az oxidok fémre és oxigénre bomlanak. Az oxidok helyreállításához az égetett port tiszta hidrogénnel is fújhatja.
David Beach, a tennessee-i Oak Ridge National Laboratory anyagkémiai csoportjának vezetője szerint a fémüzemanyagok, mint a hidrogén, tiszta energiaforrást jelentenek. A hidrogénnel ellentétben azonban a fémes tüzelőanyagok, például a vas vagy az alumínium magasabb fajlagos égési hővel rendelkeznek. Az ilyen üzemanyag környezeti hőmérsékleten és nyomáson tárolható és szállítható, és hatékonyan felhasználható egy motorban a hidrogén üzemanyagcellák jelentős költsége nélkül.
A laboratóriumi csapat egy körülbelül 50 nm fémrészecskék átmérőjű tüzelőanyag-port készített, amely a benzinhez hasonló égési folyamatot biztosít, de csaknem háromszor több energiát szabadít fel, mint egy modern benzinmotorban.
A gázturbinás motorban vagy Stirling-motorban elhasznált fém üzemanyagokból származó gázok környezetbarátak: oxigént vesznek fel a levegőből, és az eredmény szinte tiszta nitrogén. Több legjobb forrás energia lehetne bór, ha nanorészecskéit ésszerű költséggel lehetne előállítani.
A fém üzemanyagot használó motorok fő problémája az üzemanyag meglehetősen nagy tömege, még a nagyobb energiakapacitás figyelembevételével is. A vasporral feltöltött 33 literes üzemanyagtartály 50 liter gázolajnak vagy benzinnek megfelelő futásteljesítményt biztosít az autónak, de a tömege csaknem háromszorosa. Ebben az esetben a jármű és az üzemanyag össztömege változatlan marad, mivel a kiégett fém üzemanyag nem kerül ki a légkörbe.
A bór és a szén szomszédos a periódusos rendszerben, mindkét elem nemfém, atomjaik és ionjaik méretében kicsi a különbség. Ennek a hasonlóságnak a fő következménye a bórhidridkémia gyors fejlődése, amely sok tudós szerint idővel „új szervesanyaggá” válhat. Emlékeztessünk, hogy egyszerűen „bio” szerves kémia-- ez lényegében a szénhidrogének és származékaik kémiája.
A mezőgazdasági nanotechnológiák eredményesen alkalmazhatók a növénytermesztésben a fehérje-lipid-vitamin-klorofill komplex optikai dekódolására, valamint biokompatibilis anyagok előállítására; szövetek szerkezetátalakítása, finomítása és helyreállítása; mesterséges szövetek és szenzorok létrehozása (molekuláris-sejtes szerveződés), amelyeket a szervezet nem utasít el az állattenyésztés során és csökkenti káros hatások traktorpark bekapcsolva természetes környezet. Az állattenyésztésben a nanoadalékokat széles körben alkalmazzák a takarmánykészítésben, ahol 1,5-3-szorosára növelik az állatok termelékenységét, valamint hozzájárulnak a fertőző betegségekkel és stresszel szembeni ellenálló képességük növeléséhez. A takarmány-adalékanyag-részecskék nanomérete nemcsak fogyasztásuk jelentős csökkentését teszi lehetővé, hanem az állatok teljesebb és hatékonyabb felszívódását is lehetővé teszi.
Nagy jelentősége van a nanotechnológia víztisztításra és fertőtlenítésre való felhasználásának. A membrántisztító rendszerek, valamint a speciális biocid bevonatok és ezüst alapú anyagok bevezetése elősegíti a haszonállatok tartásának és minőségi ivóvízzel való ellátásának egyszerűsítését, minőségének javítását.
Nem kevésbé sürgető az emberiség megfelelő mennyiségének biztosítása ivóvíz. A felhasználásra alkalmas édesvízkészletek mindössze 3%-át teszik ki, ennek mindössze 1%-át fogyasztja el a világ lakossága. Jelenleg 1,1 milliárd ember nem jut tiszta édesvízhez. Figyelembe véve a jelenlegi vízfogyasztást, a népességnövekedést és az ipari fejlődést, 2050-re a világ lakosságának kétharmadának hiányzik majd a használható édesvíz.
Erre a problémára a nanotechnológia várhatóan megoldást nyújt többek között az olcsó decentralizált víztisztító és sótalanító rendszerek, a molekuláris szennyezőanyag-leválasztó rendszerek, valamint az új generációs szűrőrendszerek alkalmazásával.
nanotechnológiai építőipari gyógyszermembrán
Sereda Alina
A munka a mezőgazdasági nanotechnológiával foglalkozik.
Letöltés:
Előnézet:
A bemutató előnézeteinek használatához hozzon létre egy fiókot magának ( fiókot) Google és jelentkezzen be: https://accounts.google.com
Diafeliratok:
Nanotechnológiák a mezőgazdaságban A munkát Sereda Alina, az MBOU Buturlinovskaya Középiskola 11. „D” osztályának tanulója készítette. Témavezető: Abramova Tamara Ivanovna
Évről évre egyre több változás történik a világban. A hőmérséklet emelkedik, a környezeti helyzet romlik – mindez és még sok más negatív hatással van a mezőgazdaság fejlődésére. A növényeket szennyező mikotoxinok komoly veszélyt jelentenek. A nanotechnológia jön a segítségre, melynek képességei elképesztőek, és reményt keltenek a felhőtlen jövő felé. A nanotechnológia alkalmazásával lehetővé vált a mezőgazdaság és különösen a mikotoxinok problémáinak megoldása.
A nanotechnológia a tudomány és a technológia új területe, amely az elmúlt évtizedekben aktívan fejlődött. A nanotechnológia magában foglalja az anyagok, eszközök és műszaki rendszerek, melynek működését a nanoszerkezet, vagyis 1-100 nanométeres méretű rendezett töredékei határozzák meg
A mikotoxinok terjedésének problémája időszakosan megjelenik a világ számos országában. Maguk a mikotoxinok olyan gombák, amelyek veszélyeztetik az élő szervezetek működését. Az ezzel a gombával fertőzött állatok másoknál fogékonyabbak különféle betegségekre és fertőzésekre, szaporodási funkciójuk csökken, táplálkozásuk zavart szenved. A növények elveszítik tápértéküket, csökken az eltarthatóságuk, sok fertőzött növény fogyasztásra alkalmatlanná válik. Ez nem minden probléma, amelyek megoldása minden ország számára nagyon fontos és jelentős.
A mezőgazdaság a bruttó társadalmi termék több mint 12%-át és Oroszország nemzeti jövedelmének több mint 15%-át állítja elő, és a termelési tárgyi eszközök 15,7%-át koncentrálja. A tudomány és technológia vívmányai lehetővé teszik a mezőgazdasági termelés hatékonyságának drámai növelését, a termelési területek bővítését stb. Ezért a fő irány további fejlesztés mezőgazdaság – annak teljes intenzifikációja.
Napjainkban a mezőgazdaság szinte minden területén alkalmazzák a nanoanyagokat és nanotechnológiákat: növénytermesztésben, állattenyésztésben, baromfitenyésztésben, haltenyésztésben, állatgyógyászatban, feldolgozóiparban, mezőgazdasági gépgyártásban stb. Így a növénytermesztésben a nanokészítmények felhasználása pl. A mikrotrágyák fokozott ellenállást biztosítanak a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben, és szinte minden élelmiszer (burgonya, gabona, zöldség, gyümölcs és bogyós gyümölcs) és ipari (gyapot, len) terméshozamát növelik. A hatás itt a mikroelemek növénybe való aktívabb behatolásával érhető el, a részecskék nanomérete és semleges állapota miatt.
A tudósok szerint a nanotechnológia alkalmazása a mezőgazdaságban (gabona-, zöldség-, növény- és állattermesztésben) és az élelmiszer-termelésben (feldolgozásban és csomagolásban) az élelmiszertermékek teljesen új osztályának, a „nanoterméknek” a megszületéséhez vezet. , amely végül kiszorítja a génmódosított termékeket a piaci termékek közül
Nanoelektrotechnológiák alkalmazása gabonanövények termesztésében A biológiailag aktív vas nanorészecskék egyes gabonanövények terméshozamát 10-40%-kal növelhetik.
Nanotechnológiák alkalmazása a zöldségtermesztésben A kifejlesztett nanotechnológiai eljárások és nanoanyagok nyomon követése igazolja, hogy a nanokészítmények zöldségtermesztésben történő alkalmazása fokozott ellenálló képességet biztosít a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben és növeli a késztermékek hozamát. Szinte minden ipari és élelmiszernövény - burgonya, zöldség, gyümölcs és bogyós gyümölcs, gyapot és len esetében - a hozammutatók 1,5-2-szeresére nőttek.
Az ultraibolya sugárzás (UVR) a növénytermesztésben az optikai sugárzás spektrális tartományának legkevésbé vizsgált része. Az üvegházhatást okozó termékek terméshozamának és minőségének növelésére olyan tartalékok vannak, amelyek még nem terjedtek el széles körben, de az üvegházi növénytermesztés főbb problémáinak megoldásában felhasználhatók. Az UVI-t nemesítési célokra és vetés előtti vetőmagkezelésre használják. A nanotechnológia alkalmazása üvegházi növénytermesztésben
A nanorészecskék nanométerben mért kis méretük miatt könnyen behatolnak az állati és emberi sejtekbe, erős, kemény sejtfaluk miatt kicsit nehezebben a növényi sejtekbe. A kutatók megjegyzik, hogy egyes növényfajok magjai felhalmozhatnak nehézfémeket, például báriumot vagy ólmot. Ismeretes, hogy egyes nanoméretű részecskék a maghéjon is áthatolnak, és befolyásolják a csírázást. Nanorészecskék alkalmazása vetőmag csíráztatásában
Nanotechnológiák alkalmazása gyümölcsök és zöldségek tárolásában A nanotechnológiák gyümölcs- és zöldségtárolási alkalmazására példa a növények koherens fénnyel történő besugárzása. Két fajta almáját - az Antonovka vulgaris és a Sinap Northern - kvázi monokromatikus fénnyel kezelték, magas és alacsony koherenciával. 1 nm-nél kisebb spektrális vonalszélességű, erősen koherens sugárzást kaptunk hélium-neon lézerrel.
Figyelmet érdemelnek az UVR-energia biológiai objektumra - növényre és talajra gyakorolt hatásán alapuló - talajtisztítási módszer kidolgozásának elméleti előfeltételei a nitrátvegyületektől. Ahhoz, hogy a nitrátokat teljesen asszimilálható nitrogénformává redukálják, 575,6 kJ/mol energiafelhasználásra van szükség. Nanotechnológia a nitrátok elleni küzdelemben
Nanotechnológiák a takarmánygyártásban A Kurszki Agrár-Ipari Termelési Kutatóintézet kimutatta, hogy a vetőmag kezelése és a termények talajművelési időszak alatti kezelése polimer biociddel (BIOPAG) növeli a tavaszi árpa, tavaszi búza és borsó termését. Ez lehetővé teszi a takarmányköltség csökkentését, és ezzel megoldja a tej- és húsmarha-tenyésztés fejlesztésének problémáját.
Nanocsöves műtrágya Az Arkansas Egyetem Little Rock Nanotechnológiai Központjának kutatói azt találták, hogy a paradicsommagok szén nanocsöveket tartalmazó tápoldattal való érintkezése gyorsabb és jobb csírázást eredményez. A tudósok úgy vélik, hogy a szén nanocsövek az egész mezőgazdaság felfedezését jelenthetik, megnyitva egy új típusú műtrágya korszakát.
Így a növénytermesztésben a nanopreparátumok mikrotrágyaként való felhasználása fokozott ellenállást biztosít a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben, és megnöveli a terméshozamot szinte minden élelmiszer, ill. ipari növények. A hatás itt a mikroelemek növénybe való aktívabb behatolásával érhető el, a részecskék nanomérete és semleges állapota miatt.
A nanotechnológusok keményen dolgoznak a mezőgazdaság fejlesztéséért. A fentieken kívül a fejlesztők új típusú növényeket és organizmusokat, műtrágyákat és vegyületeket hoznak létre. A nanotechnológia fejlődik, és idővel gyökeresen megváltoztatja életünket.
Term "nanotechnológia" Nem ez az első év, amikor ezt hallják. Azonban nem mindenki érti meg. Ezért úgy gondolják, hogy ez a jövő tudománya, és nagyon speciális területeken alkalmazzák. De ez finoman szólva sem teljesen igaz. Például a nanotechnológiát már aktívan használják a mezőgazdaságban.
A mezőgazdaság nem nélkülözheti speciális felszereléseket, és a paraszti munka eredménye nagyban függ a működésétől. Ezért a speciális berendezések váltak a nanotechnológia egyik első vezetőjévé a mezőgazdaságban. Így az alkatrészek nanorészecskés kezelésének köszönhetően az alkatrészek és szerelvények élettartama 7-8-szorosára nő.
Például be gazdaságok Az Omszk régióban a betakarítógép legsérülékenyebb részét, a hegyes mancsokat arany nanorészecskékkel kezelik. Ennek eredményeként az erőforrásuk mancsonként 18-ról 120 hektárra nőtt.
Nanotechnológia a zöldségtermesztésben
A szakértők ezt bizonyították nanopreparátumok alkalmazása a növénytermesztésben fokozott ellenállást biztosít a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben. Ezenkívül a nanotechnológia jelentősen növeli a terméshozamot - burgonya, gabonafélék, zöldségek, gyümölcsök és bogyók, gyapot és len esetében 1,5-2-szeresére.
Érdekes technológiát fejlesztett ki a Szentpétervári Agráregyetem. Nanotrágyák enyhén oldódó viasz mikrokapszulákba zárva. Ennek eredményeként a tápanyagok fokozatosan és egyenletesen szabadulnak fel. Ez lehetővé teszi, hogy ne csak a műtrágyák maximális hasznát érje el, hanem a talaj vegyi terhelését is minimálisra csökkentse.
A Rjazani Mezőgazdasági Akadémia 10 éve kutat különféle fémporokból álló nanoműtrágyákkal végzett magkezeléssel kapcsolatban. És sikereket értek el. A magvak bizonyos koncentrációjú vassal, kobalttal és rézzel (1 hektáronként 3-5 mg) többszörösen kifizetődő a terméshozam növekedésével.
A nanotechnológiákat már aktívan alkalmazzák betakarítás utáni feldolgozásban napraforgó, dohány és burgonya, ha az almát ellenőrzött környezetben tárolják, ózonozva a levegőt. És mostanában nagyon megcsinálták fontos felfedezés a szilícium biológiai szerepének tanulmányozásában az élő szervezetek számára. A szerves szilícium biostimulánsok növénytermesztésben történő alkalmazása lehetővé teszi a hidegállóság, a hő- és szárazságtűrő képesség növelését, segít a stresszes időjárási helyzetek (visszatérő fagyok, hirtelen hőmérsékletváltozások stb.) biztonságos leküzdésében, fokozza a növények betegségekkel szembeni védekező funkcióit. és a kártevők.
Nanotechnológia az állattenyésztésben
Jelenleg a nanotechnológia a legelterjedtebb a mezőgazdaságban állatgyógyászat, állat- és baromfitenyésztés. Használatuk növeli a termelékenységet, javítja a termékek minőségét és az állatok életkörülményeit.
Például Kalugában regionális központ A „Nanobiotechnology” kutatásokat végez speciális takarmány-adalékanyagok felhasználásával kapcsolatban. A szakemberek által kifejlesztett készítmény nem sérti az öröklődés genomját vagy az emésztőrendszer mikroflóráját. Éppen ellenkezőleg, javul az élelmiszer-felszívódás és az állatok termelékenysége. Plusz a nanoadalékok magas baktericid tulajdonságokkal rendelkeznek.
Orosz tudósok környezetbarát technológiát is alkalmaznak a szilázs takarmány elektromos tartósítására. Ez a drága szerves savak helyett történik, amelyek szigorú biztonsági intézkedéseket igényelnek. Ez a nanotechnológia akár 95%-kal növeli a takarmány biztonságát. Az állattenyésztésben és a baromfitenyésztésben ez 1,5-3-szoros termelékenységnövekedést, stressz-ellenállást és 2-szeresére csökken a mortalitást.
Az állatok és madarak tartási helyeinek mikroklímája kialakításakor a nanotechnológia alkalmazása lehetővé teszi az energiaigényes befúvó és elszívó szellőztető rendszer elektrokémiai légtisztítással történő helyettesítését. Is nanoeszközök beültethető állatokba. Ez számos folyamatot automatizál, és lehetővé teszi a szükséges adatok valós idejű továbbítását.
Nanotechnológiák a mezőgazdasági termékek feldolgozásában
Ma már széles körben használják membránszűrési technológia. A nanoanyag alapú membránok használata lehetővé teszi a víz, gyümölcslevek, tej és egyéb folyadékok magas szintű tisztítását.
Nanoelektrotechnológiát hoztak létre a kombinált gabonaszárításhoz. A felmelegített gabonában a víz forráspontja alatti hőmérsékleten túlzott nedvességnyomás keletkezik. Ennek eredményeként felgyorsul a nedvesség szűrési átadása a szemcsékből a felületre cseppfolyós állapotban. A nedvességet a forró levegő elpárologtatja a felületről. A gabonaszárítás energiafogyasztása legalább 1,3-szorosára csökken a hagyományos konvektív szárításhoz képest. A magvak mikrokárosodása akár 6%-kal is csökken, vetési tulajdonságaik 5%-kal javulnak. A gabona alacsony hőmérsékletű szárításához és fertőtlenítéséhez ózont is használnak, amely 24-szeresére csökkenti a baktériumok számát és másfélszeresére csökkenti az energiafogyasztást.
Ígéretes alkalmazás a nanotechnológiában és a sütőiparban. Ma a liszt körülbelül 60%-a gyenge minőségű gabonából készül. Ez természetesen a kenyér mikrobiológiai paramétereiben is megmutatkozik. A szibériai tudósoknak sikerült nanokompozitot létrehozniuk. Kisebb bevezetője a receptnek pékáru hasznosabbá teszi a fogyasztó számára.
