کشاورزی بهتر با نانوتکنولوژی

اخبار سبز کشاورزی؛ تکنولوژی‌های پیشرفته موجب هدایت کنترل شده مواد دارویی به سلول‌های خاصی در بدن انسان می‌شود. دانشمندان بر این عقیده‌اند که می‌توان تکنولوژی‌های مشابهی به منظور برآورده کردن افزایش تقاضای جهانی در تولید موادغذایی، فراهم نمود.

دانشمندان از دانشگاه‌های معتبری مانند UC Riverside و کارنگی، برخی از استراتژی‌های مهم در بهبود امور کشاورزی توسط نانوتکنولوژی را ارائه داده‌اند. در دانش نانوتکنولوژی ابزاری به منظور طراحی چیزهای میکروسکوپیک و بسیار کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای شناخت اندازه این پدیده‌های بسیار کوچک باید بدانیم که یک «نانومتر» به اندازه یک میلیاردیوم از یک متر و یا به بیان دیگر یک صد هزار(100/000) بار کوچک‌تر از عرض یک موی انسان است.

حال با استفاده از این دانش می‌توان داروها را به نقاطی از بدن که نیازمند آن‌ها هستند ارسال کرد. با چنین دیدگاهی در نظر است که از این دانش، در سطح وسیعی در عرصه‌های گیاهی استفاده شود.

بررسی‌ها پیش‌بینی کرده‌اند که در سال 2050 نسبت به سال 2020، باید افزون بر 60 درصد به تولید محصولات کشاورزی برای غذای ساکنان زمین افزوده شود که سعی بر انجام آن از طریق به کار بردن درست مواد شیمیایی است.

معمولا حدود نیمی از کودهای شیمیایی مورد استفاده در مزارع در محیط از بین رفته و یا با نفوذ در خاک موجب آلوده کردن آب‌های زیرزمینی می‌شوند که این موضوع در مورد آفت‌کش‌ها نتایج بدتری به بار می‌آورد، چرا که منحصرا حدود 15درصد از این مواد به اهداف مورد نظر می‌رسند و مابقی باعث آلوده کردن محیط‌زیست می‌شوند.

در حال‌حاضر، بخش کشاورزی تا 28درصد از گازهای گلخانه‌ای و آلاینده را تولید می‌کند. این موضوع علاوه‌بر یک سلسله از سایر عوامل، از رخدادهای شدید آب و هوایی گرفته تا تهاجم آفات گیاهی و فرسایش سریع خاک را شامل می‌شود که نیاز به انجام عملیات جدید کشاورزی و تکنولوژی‌های نو را الزامی می‌نماید.

در مطالعات و بررسی‌های به‌عمل آمده، محققان با الگو قرار دادن چگونگی انتقال مواد دارویی، سعی بر رساندن موادی از قبیل آفت‌کش‌، علف‌کش‌ و قارچ‌کش به اهداف بیولوژیکی دارند. در این تکنولوژی مواد نانو با پوششی از قند و یا پپتیدها که به‌عنوان پروتئین‌های خاص برای سلول‌های گیاهی ضروری هستند، به درون گیاه فرستاده می‌شوند.

این روند به محققان اجازه می‌دهد تا مکانیسم مولکولی موجود در گیاه، شناسایی و مواد مورد نیاز گیاه را برای آن تامین نمایند. به‌عنوان مثال می‌توان با این روش بافت‌های آوندی و اندام‌ها و نواحی آلوده به عوامل بیماری‌زا در گیاه را شناسایی نمود.

انجام چنین اقداماتی گیاهان را نسبت به عوامل آسیب‌زننده‌ای ازقبیل درجه حرارت‌های شدید و نمک بالا در خاک، انعطاف‌پذیر می‌نماید. این روش از انتقال مواد، موجب تاثیرگذاری کمتر مواد آسیب‌زننده بر محیط‌زیست می‌گردد.

استفاده از هوش‌مصنوعی و ماشین یادگیری همزمان

استراتژی دیگری که در این موضوع پیگیری می‌شود استفاده از هوش مصنوعی و ماشین یادگیری به‌طور هم زمان است. محققان پزشکی مدل‌هایی از «بیماران دیجیتالی» را برای چگونگی شناخت کنش‌های داروها در بدن ابداع کرده‌اند که دانشمندان کشاوزی می‌توانند مشابه یکسانی از مولکول‌های نانو را برای انتقال عناصر غذایی و سایر مواد شیمیایی به درون گیاهان به اجرا در آورند.

نکته مهم امکان پیگیری حرکت مواد به درون بافت‌های گیاهی توسط هوش‌مصنوعی است. به‌کارگیری این روش مزایای بسیاری از قبیل کاهش در مصرف کودهای شیمیایی، سموم گیاهی و آلوده نکردن محیط‌زیست به این مواد دارد.