حفاظت از محصولات زراعی در برابر تنش‌های محیطی و آفت‌ها با استفاده از نانوذرات
به نقل از ایسنا، رشد پیوسته جمعیت جهانی در سال‌های اخیر سبب افزایش تقاضا برای تولید مواد غذایی به مقیاسی بی‌نظیر شده است. مطابق با پیش‌بینی‌های نهادهای بین‌المللی، تأمین غذا برای جمعیت میلیاردی کره زمین در آینده نیازمند ارتقاء قابل توجهی در تولید محصولات کشاورزی خواهد بود. با این حال، تحقق این هدف بزرگ با چالش‌های قابل توجهی روبروست. عوامل زیان‌آور محیطی، از جمله گرمای شدید، سرمای ناگهانی، خشکسالی‌های مکرر، شوری خاک، کمبود آب و تغییرات آب و هوایی قابل توجه، سالانه درصد بالایی از عملکرد محصولات زراعی و باغی را تحت تأثیر قرار می‌دهند. افزون بر این عوامل غیرزنده، هجوم آفات مختلف، شیوع بیماری‌های گیاهی و رشد علف‌های هرز به عنوان تهدیدات زنده، خسارات اقتصادی سنگینی را سالانه به بار می‌آورند و بخش عظیمی از دسترنج کشاورزان را در سطح جهانی تلف می‌کنند.
در سال‌های گذشته، کشاورزان به منظور کاهش این خسارات و جلوگیری از افت عملکرد مزارع، به طور گسترده‌ای از سموم حشره‌کش، قارچ‌کش‌ها، علف‌ها و کودهای شیمیایی استفاده کرده‌اند. اگرچه این مواد در یک مقطع کمک‌کننده به افزایش بازدهی بوده‌اند، اما استفاده نامناسب و بی‌رویه از آن‌ها عواقب جبران‌ناپذیری را به دنبال داشته است. بخش عمده‌ای از این سموم و کودها هرگز به گیاه یا آفت هدف نمی‌رسند و به دلیل تبخیر، جذب خاک یا شست‌وشو با باران، وارد چرخه‌های طبیعی می‌شوند. این فرآیند منجر به آلودگی منابع آب و خاک، کاهش تنوع زیستی، مقاوم‌تر شدن آفات و قارچ‌ها در برابر سموم و همچنین اسیدی شدن خاک‌های کشاورزی گردیده است؛ مسائلی که ضرورت کوشش برای استفاده از فناوری‌های پاک، ایمن و نوآورانه مانند فناوری نانو را دوچندان می‌سازد.
در همین راستا، راضیه قربانی از گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز، با همکاری مرکز آموزش عالی اقلید و دانشگاه علوم پزشکی شیراز، تحقیق جامعی را در مورد بهره‌برداری از ابزارهای نانومقیاس برای بهبود مقاومت گیاهان در برابر چالش‌های زیست‌محیطی و زیستی انجام داده‌اند. نانوذرات، مواد فوق‌العاده کوچکی هستند که اندازه‌ای کمتر از صد نانومتر دارند و به علت ابعاد بسیار کوچک و سطح بالای مساحت، می‌توانند به عنوان گزینه‌هایی بسیار مؤثرتر و کم‌خطرتر به جای مواد شیمیایی موجود در کشاورزی به کار روند.
این تحقیق به صورت یک بررسی جامع و تحلیل‌گرانه انجام شده است. پژوهشگران با گردآوری و تحلیل ساختاریافته داده‌ها و مدارک علمی معتبر، به ارزیابی دقیق تأثیر انواع نانوذرات بر فیزیولوژی گیاهان پرداخته‌اند تا دریابند چگونه این ذرات میکروسکوپی می‌توانند به بهبود استقامت گیاهان و تضمین امنیت غذایی یاری رسانند.
یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که به کارگیری فناوری نانو در عرصه کشاورزی، قابلیت تولید ترکیباتی نظیر نانوکودها، نانوآفت‌کش‌ها و نانوعلف‌کش‌ها با کارایی به مراتب بالاتر را فراهم می‌سازد. این ذرات به سبب ابعاد کوچکشان به سرعت به بافت‌های گیاهی راه پیدا کرده و در رساندن دقیق مواد مغذی به قسمت‌های مورد نظر کمک می‌کنند. افزون بر این، نانوذرات سبب تحریک فرآیندهای حیاتی گیاهان نظیر افزایش فعالیت رنگدانه‌های فتوسنتزی، بهبود جذب نور، ارتقای روند تولید غذا در برگ‌ها و تقویت آنزیم‌های حفاظتی در برابر شرایط نامطلوب محیطی می‌گردند.
همچنین نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که حضور نانوذرات به تنظیم هورمون‌های رشد و ترشح ترکیبات حفاظتی در گیاه کمک می‌کند که این تغییرات بیوشیمیایی به گیاهان امکان واکنش دفاعی سریع‌تر در برابر تنش‌هایی نظیر خشکی، شوری و عوامل بیماری‌زا را می‌دهد. با وجود این مزایا، پژوهشگران تأکید می‌کنند که استفاده از نانوذرات نیازمند دقت بسیار در تعیین غلظت مصرفی است؛ زیرا استفاده در دوزهای پایین می‌تواند اثرات مثبتی به همراه داشته باشد، در حالی که مصرف بیش از حد ممکن است به سلول‌های گیاهی آسیب برساند.
بر اساس اطلاعات تکمیلی این پروژه، ورود چشمگیر فناوری نانو به مزارع همچنان نیازمند ارزیابی‌های دقیق ایمنی زیست‌محیطی و تحلیل کامل آثار احتمالی آن بر سلامت انسان و حیوانات مصرف‌کننده است. از آن‌جا که زنجیره غذایی بی‌واسطه به سلامت کلی جامعه وابسته است، ایجاد چارچوب‌های قانونی و انجام تحقیقات میدانی منظم، پیش‌نیاز اصلی برای پیاده‌سازی این فناوری پیشرفته در مقیاس وسیع در حوزه کشاورزی قلمداد می‌شود.
مقاله علمی و پژوهشی که به این نتایج پرداخته است، در دوفصلنامه «مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی» وابسته به انجمن ایمنی زیستی ایران و دانشگاه تهران به چاپ رسیده است.
انتهای پیام