جستجو در تالارهای گفتگو

علف کشهای نانو مقدمه: از آنجایی که گیاهان مواد غذایی اولیه جهان را تشکیل میدهند و با توجه به رشد جمعیت درچند سال اخیر تمایل در به حداکثر رساندن محصولات کشاورزی بوده است. از طریق افزایش بهره وری توسعه محصولات جدید با بازده بالا استفاده سنگین از کود و آفت کش و علف کش ها و استفاده سنگین از ماشین آلات کشاورزی مزایای به دست آمده از طریق استفاده از این پیشرفت های کشاورزی انکار ناپذیر است. اما این روشها مشکلات متعددی به همراه داشته اند که مهمترین آنها آسیب به محیط زیست است. فرسایش خاک سنگینی آب تخلیه آبخوان و تخریب جنگلها. علف هرز: در حال حاضر 227 گونه علف هرز در جهان وجود دارد که مسئول 90٪ از آسیب به محصول در هنگام برداشت هستند. 18 گونه مضرترین علف های هرز جهان هستند . مبارزه و مدیریت علف هرز: در حال حاضر کشاورزان چهار روش را برای مبارزه با علف های هرز در پیش رو دارند: روشهای زراعی، بیولوژیکی، مکانیکی و شیمیایی. روش شیمیایی از همه رایج تر است. مقاومت علف های هرز به علف کش ها و آلودگی آب و خاک به سموم. علف کش ها: علف کش ها موادی هستند که تا حدودی یا کاملا علف های هرز را کنترل کنند. زمانی که يک علف کش وارد گياه مى‌شود (از طريق خاک يا شاخ و برگ) بايستى خود را به نقطه‌اى از گياه که به آن حساس است برساند. در بعضى حالات، حتى حرکت ناچيز علف کش هم باعث مرگ گياه مى‌شود. ولى بعضى اوقات مخصوصاً در صورت وجود اندام‌هاى وسيع زيرزميني، علف کش بايد به تمام اندام‌ها منتقل شود. علف کش‌ها را از نظر نوع حرکت به سه گروه اصلى تقسيم مى ‌کنند: علف کش‌هاى تماسى حرکت آپوپلاستى حرکت سيمپلاستى درست است که مصرف مواد شیمیائی علف کش را مجاز شمرده‌ایم، ولی بدون آنکه پیشاپیش تحقیقی دقیق از تأثیر آن بر جامعه اکولوژیک و زیستی بشر داشته باشیم بی مهابا نسبت به توصیه مصرف وفروش سموم تأکید داریم. و قوانین و مقررات کنترلی درمورد مصرف سموم و مجاز بودن آن چندان محکم و استوار نیستند. پیامدهای ناشی از استفاده روزافزون از علف کش ها نگرانیها در باره باقیماندن علف کش ها در مواد غذایی و محیط زیست همراه با افزایش مقاومت علف های هرز در مقابل علف کش ها باعث افزایش توجه به راهکارهای جایگزین به جای روشهای رایج کنترل علف های هرز شده است. فناوري نانو: فناوري نانو (Nano Technology) واژه اي است كلي كه به تمام فناوري هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي شود. ابعادي در حدود nm 1 تا nm 100 فناورى نانو پنجره جديدى را در كشاورزى گشوده است. اگرچه در علوم پزشكى و داروسازى بهره بردارى از قابليتهاى اين فناورى در حال انجام است، اما استفاده از آن در حفاظت ازمحصولات كشاورزى به تازگى مورد توجه قرار گرفته است. کاربردهای نانو در تولید سموم موثر و کم خطر: ذرات سموم كشاورزي به وسيله عواملي از قبيل باد، وارد هوا شده و با ورود به سيستم تنفسي انسان، آن را در معرض انواع بيماري هاي استنشاقي قرار مي دهد. تحولات نانو فناوري با افزايش ميزان سوددهي و كاهش عوارض سموم كشاورزي، معضلات اين سموم را رفع مي كند و آنها را به محصولاتي مفيد تبديل مي كند. نانو کپسولها نانوكپسو لها میتوانند از سميتهايى كه در نتيجه استفاده از علف كش هاست، جلوگيرى كنند. نانو كپسول دار كردن علف كشها از سويى امكان نفوذ بهتر به بافت واز سوى ديگرامكان رها سازى آرام وثابت مواد فعال را فراهم مى آورد. واژه نانوكپسول اصطلاحا به ابزارى اطلاق مى شود كه از يك لايه نازك خارجى و يك فضاى بزرگ داخلى تشكيل شده است. نانوكپسول ها معمولا از يك پليمر تشكيل شده اند كه حاوى يك تركيب فعال درفضاى داخل پوسته است. اين پوسته از سويى تركيب شيميايى را از آسيب عوامل خارجى محافظت مى نمايد و از سوى ديگر كمك به افزايش حلاليت و نفوذ به بافت مى كند. نمايش شماتيك نانوابزارهاى مختلف (aنانو کپسول (b نانو ذره مکانیسم عمل نانو علف کش ها: در این روش، علف کش به پوسته بذر گیاهان هرز حمله می کند و مانع جوانه زدن آن می شود. این ماده بذر گیاهان هرز را حتی هنگامی که زیر خاک مدفونند را از بین می برد و از رشد آنها در بهترین شرایط محیطی نیز جلوگیری می کند. كاربرد ديگر نانوذرات، ايجاد حرارت است به نحوي كه ميزان كشنده اى از گرما به بافت خاص انتقال يابد. براى اين هدف از نانوذرات پارامغناطيسى استفاده مى شود. دماى اين ذرات با قرارگيرى در ميدان امواج الكترومغناطيس افزايش يافته و منجر به مرگ تدريجى سلولهاى حاوى اين ذرات خواهد شد. اين ذرات مى تواند در حذف گياهان انگلى مورد استفاده قرار گيرد. بكارگيرى علف كش هاى نانوكپسوله شده موجب افزايش محصول و جلوگيرى از مشكلات ناشى از سميت مى گردد. بدين ترتيب كه رها سازى علف كش ها به محض رسيدن نانوكپسول به گياه انگلى انجام مى پذيرد .از سوى ديگر چون رها سازى تركيبات از نانوكپسول ها كنترل شده است دوزهاى كمترى ازعلف كش هايى مثل گليفوسيت مورد نياز خواهد بود. فرايند رهايش ماده قرار گرفته در نانو يا ميکرو کپسول را مي توان با روش های مختلف انجام داد، از جمله: رهايش تدريجی: در اين شيوه كپسول محتويات خود را به آهستگی و در زمان بيشتری آزاد می کند؛برای مثال رسانش تدريجی یک ماده به بافت. رهايش سريع: در اين فرايند پوسته كپسول درتماس با یک سطح می شكند؛ برای مثال هنگامی كه آفت كش به برگ برخورد می کند . رهايش با رطوبت: در اين شيوه پوسته کپسول درتماس با آب می شکند و محتوياتش را خالی ميكند؛برای مثال رهايش آفت کش در خاك مرطوب . رهايش با حرارت: هنگامی كه دمای محيط از یک درجه حرارت به خصوص بيشتر شود پوسته کپسول می شكند و محتوياتش را آزاد می كند . رهايش با pH :عمل شكستن نانو كپسول فقط در یک محيط اسيدی يا قليايی اتفاق می افتد؛ برای مثال در داخل شكم يک حشره يا یک سلول . نانوكپسول ها را مى توان به گونه اى طراحى كرد كه بتواند از طريق برگ يا پوست گياه به درون آن انتقال يابد. همچنين مى توان چندين ماده فعال را در يك زمان مورد استفاده قرار داد و نانوكپسول به گونه اى ساخته شود كه محموله خود را براساس ويژگى هاى خاص آن ماده رها سازد. لذا امكان بكارگيرى همزمان سه نوع علف كش با دو نوع سازوكار عملكردى مختلف ميسر خواهد بود علاوه بر اينكه از رسوب و ته نشينى در خاك نيز جلوگيرى مى شود. کاربرد در اراضی دیم در اراضی دیم، به دلیل عدم وجود رطوبت کافی در خاک، کاربرد علف کش موجب اتلاف آن به شکل بخار گردد. از آنجایی که متخصصین هنوز قادر به پیش بینی زمان دقیق وقوع بارندگی در اراضی دیم نیستند، لذا نمیتوان از علف کش ها پیش از زمان مورد انتظار وقوع بارش استفاده نمود. انتظار میرود که رها سازی کنترل شده ی علف کش های کپسول شده بتواند به مدیریت مطلوب رقابت میان علف های هرز و گیاهان زراعی در اراضی دیم کمک نماید. معایب: يكى از موضوعات مهمى كه بايد قبل از كاربرد گسترده از نانوذرات و نانوكپسول ها مورد بررسى قرار گيرد، احتمال ايجاد مسموميت است. مطالعات بر روى سلول هاى گياهى و نانوذرات مغناطيسى حاكى از امكان وقوع انحراف كروموزومى و برهم كنش با سيستم فتوسنتزى است. غلظت های فوق العاده زياد نانوذرات مى تواند بر روى رشد ريشه در برخى از گياهان تأثيرگذار باشد. نانوساختارها از نظر ميزان مسموميت يكسان نيستند. ليپوزوم ها و نانوكپسول هايى كه منشأ آن تركيبات آلى طبيعى است مانند ليپيد و چيتين كم خطرتر از آن دسته از نانو ذراتى هستند كه داراى فلزات سنگين هستند. محدوديت مهم ديگر براى نانو حامل ها در حال حاضر عرصه توليد و قيمت است. تاكنون توليد مقادير گسترده از نانوذرات براى مصارف كشاورزى ممكن نبوده است. اولويت استفاده از اين فناورى جديد براى محصولاتى در شرايط خاص و يا با اهداف درمانى درختان ميوه خواهد بود. نتيجه: فناورى نانو هنوز در اول راه است. برخى اين علم را كليدى براى حل همه مشكلات مى دانند. البته اگر بخواهيم نگاه واقع بينانه ترى داشته باشيم بايد بپذيريم كه فناورى نانو پاسخگوى همه مشكلات نخواهد بود. به نظر مى رسد نانوكپسول دار كردن نويد بخش ترين تكنيك براى كاربردهاى كوتاه مدت در حوزه كنترل گياهان انگلى باشد. توسعه علف كش هاى نانوكپسولى با قابليت رها سازى كنترل شده، امكان مقابله با گياهان انگلى را افزايش خواهد داد. قيمت اولين نسل از چنين علف كش هايى مسلما بالا خواهد بود كه با گذشت زمان به تدريج كاهش خواهد يافت.