چگونه می توان از فناوری نانو در غنی سازی گندم استفاده کرد؟ - عکس پارسی

به گزارش خبرنگار حوزه فناوری گروه علمی پزشکی خبرنگاران به نقل از azom، جمعیت رو به رشد جهان به یک منبع امن غذا نیاز دارد. تقویت بیولوژیکی غذا های اصلی یکی از راه های حل چالش های موجود در صنایع غذایی است. مقاله ای که اخیرا در Biology منتشر شده است، استفاده از فناوری نانو را برای غنی سازی گندم، یک محصول کلیدی جهانی، در نظر گرفته است.

بیوفورفیکشن چیست؟

بیوفورفیکشن فرآیند افزایش عمدی ارزش غذایی یک ماده غذایی با روش های زراعی، اصلاح نژاد و بیوتکنولوژی است. تفاوت آن با غنی سازی معمولی در این است که هدف آن افزایش ارزش غذایی گیاه در طول رشد آن به جای افزودن دستی ویتامین ها، مواد معدنی و عناصر کمیاب در طول فرآوری است.

تقویت زیستی پیامد های مهمی برای دستیابی به جمعیت هایی دارد که به مکمل های سنتی و روش های غنی سازی دسترسی ندارند یا دسترسی محدودی دارند. مزایای بهداشت عمومی را با حداقل خطر برای سلامت جمعیت و افراد فراهم می کند.

تقویت زیستی گندم: چشم انداز های کنونی

گندم از طریق بخش قابل توجهی از جمعیت جهان مصرف می شود. افزایش ارزش غذایی آن با مسائل ناشی از سوء تغذیه در جمعیت رو به رشد مقابله خواهد کرد. در دهه های اخیر، چندین استراتژی تقویت زیستی با درجات مختلف موفقیت اجرا شده است. اصلاح متعارف، تقویت زیستی زراعی و رویکرد های تراریخته همگی برای ارائه مزایای تغذیه ای به کار گرفته شده اند.

در حالی که این رویکرد ها موفقیت های خود را داشته اند، اشکالات عمده ای نیز برای آن ها وجود دارد. موانع نظارتی در این زمینه وجود دارد، حتی اگر خود روش های تقویت زیستی به خوبی پیشرفته باشند. تقویت زیستی ژنتیکی به دلیل محدودیت در استخر ژن بیولوژیکی هدفمند موجود و همچنین وقت گیر بودن محدود می شود. تقویت زیستی زراعی از مسائل کود های موجود رنج می برد. پرورش گیاهان معمولی زمان می برد.

نانوبیوفورفیکاسیون

نانوبیوفورفیکاسیون در سال های اخیر به عنوان یک جایگزین مناسب برای روش های ژنتیکی و زراعی معاصر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از فناوری نانو می تواند مسائل زمانی، منابع مورد نیاز و خطرات زیست محیطی را دور بزند.

یکی از مزایای اصلی تحویل هدفمند کود به میزان لازم، افزایش جذب مواد مغذی و جلوگیری از شستشوی کود معدنی مضر به اکوسیستم های شکننده است. نانومواد مورد استفاده برای این منظور با توجه به میزان، ترکیب، ویژگی های شیمیایی و گیاهی که برای آن هدف قرار می گیرند، بازده متفاوتی دارند.

نانوتکنولوژی به طرق متعددی در تقویت زیستی مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم های تقویت کننده زیستی نانو می توانند مواد مغذی را با سرعت آزادسازی کنترل شده وارد خاک کنند. توانایی آن ها در ارائه پوشش گسترده و جذب کارآمد از توسعه گیاه و ایمنی محیطی در مقایسه با کود های زراعی حمایت می کند.

در حال حاضر، از سه نوع مختلف نانومواد برای تقویت زیستی استفاده می شود: کود های پوششی در مقیاس نانو، کود های افزودنی در مقیاس نانو و کود های نانومقیاس (NF).

نانومواد مورد استفاده در نانوکود ها را می توان به کود های درشت مغذی، کود های ریز مغذی، NF های محرک رشد گیاه و کود های تقویت شده با نانومواد دسته بندی کرد. این گروه بندی به دلیل مزایای تغذیه ای است که سیستم های مقیاس نانو به گیاه هدف می دهند. این تحقیق دیدگاه های زیادی را در مورد روش های نانوبیوفیفیکاسیون ارائه کرد که اکنون برخی از آن ها مورد بحث قرار خواهند گرفت.

تقویت نانوزیست گندم با ریز مغذی ها

چندین ریز مغذی برای گندم ضروری است، از جمله روی که کمبود آن باعث نکروز، توقف رشد، کاهش کیفیت بذر و کاهش عملکرد می شود. کود های کامپوزیتی NPK که به طور سنتی با ریز مغذی ها افزایش می یابند، همیشه گندم را با غلظت لازم از ریز مغذی ها تامین نمی کنند.

میزان کوچک و سطح بزرگ نانوذرات به طور قابل توجهی فراهمی زیستی ریز مغذی ها را افزایش می دهد. NF های تقویت شده روی و آهن به دلیل کمبود این ریزمغذی ها در جمعیت جهان از تمرکز ویژه ای برخوردار هستند.

تقویت زیستی NF درشت مغذی

درشت مغذی های مهم از جمله کلسیم، منیزیم و نیتروژن کپسوله می شوند یا در NF درشت مغذی ها وارد می شوند. افزودن این درشت مغذی ها به کود های NPK در مقادیر لازم، میزان کود مورد نیاز را افزایش می دهد که خطرات زیست محیطی جدی ایجاد می کند. سیستم های تحویل مبتنی بر فناوری نانو در تحویل درشت مغذی ها و همچنین پایدارتر کارآمدتر هستند.

پرایمینگ بذر، کوددهی خاک و کوددهی برگی

راه های مختلفی وجود دارد که از طریق آن ها می توان نانومواد غنی شده از نظر تغذیه ای را به گیاهان گندم وارد کرد. پرایمینگ بذر، کوددهی خاک و کوددهی برگی همگی می توانند استفاده شوند. مطالعات در هر سه جهت اجرا شده است که مزایای NP ها را نشان می دهد.

در پرایمینگ بذر، بذر ها قبل از کاشت درمان می شوند. پرایمینگ بذر با نانوذرات متابولیسم را بهبود می بخشد و مواد مغذی را به طور موثرتری نسبت به روش های معمولی ارائه می دهد. هم کوددهی خاک و هم برگی افزایش جذب عناصر غذایی و عملکرد را با استفاده از نانوذرات نشان می دهد.

دیدگاه های نهایی

تقویت زیستی با نانوذرات نوید بزرگی برای آینده است. تحویل بهینه می تواند در هزینه ها صرفه جویی کند و به اصطلاح کشاورزی دقیق را امکان پذیر کند. در حالی که NF ها دارای مزایای سلامتی هستند که به خوبی مورد بحث قرار گرفته است، کنترل عرضه و انباشت آن ها باید به دقت نظارت شود، زیرا خطرات درازمدت سلامت و زیست محیطی آن ها به درستی درک نشده است.

اگرچه برخی گزارش ها حاکی از سمیت در نانومواد مورد استفاده برای اهداف کشاورزی است، اما آن ها یکی از بهترین راه حل ها برای چالش های پیش روی کشاورزی مدرن و تغذیه جمعیت رو به رشد جهان هستند.

بیشتر بخوانید