بخش پروژه های دانش آموزی - الهام گارسچی
 
اهداف جلسه:
·آشنایی با کاربرد نانو فناوری در کود
·آشنایی با کمبودهای خاک کشاورزی 
·آشنایی با دلایل کمبودهای خاک
·آشنایی با راه های جبران کمبودهای خاک 

وسایل مورد نیاز: 
·کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه
تلفیق هیجان‌انگیز دانش کشاورزی و فناوری نانو مقیاس در درون حسگرها دارای پتانسیل افزایش حساسیت و واکنش‌پذیری سیستم‌های کشاورزی و درنتیجه کاهش قابل ملاحظه زمان پاسخ دادن نسبت به معضلات قابل تشخیص در اراضی زراعی است. به‌ واسطه کنترل وضعیت سلامتی گیاه با استفاده از فناوری نانو می‌توان قبل از آنکه علایم ناشی از بروز بیماری یا اختلالات تغذیه‌ای در بافت‌های گیاه قابل رویت شود، آن‌ها را تشخیص داد و بدین گونه امکان تبدیل سیستم‌های کشاورزی به سیستم‌هایی هوشمند وجود خواهد داشت. 
در سیستم‌های کشاورزی هوشمند، وسایل نانومقیاس هم به‌عنوان عوامل پیشگیری‌کننده و هم به‌عنوان سیستم‌های هشداردهنده پیش از وقوع آسیب عمل می‌کنند. از این وسایل نانومقیاس هوشمند می‌توان جهت رسانش کنترل‌شده و هدفمند موادی مانند کودهای شیمیایی نیز استفاده کرد. با استفاده از ابداعات فنارانه مانند نانوکپسوله‌کردن و آزادسازی کنترل‌شده و آرام عناصر غذایی کودهای شیمیایی می‌توان کارآیی مصرف این کودها را افزایش داد و تحولی شگرف در شیوه مصرف مواد شیمیایی کشاورزی ایجاد کرد. نانوفرموله‌کردن عناصر غذایی کم‌مصرف نیز می‌تواند سبب افزایش جذب این عناصر از طریق برگ‌های گیاه طی محلول‌پاشی آن‌ها شود.
4-1 کاربرد نانو فناوری در کود
کودهای شیمیایی قابلیت بالایی در آلوده کردن خاک و آب و هوا دارند. به همین دلیل، طی سال های اخیر تلاش هایی جهت به حداقل رساندن معضل های زیستمحیطی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی مرسوم به وسیله طراحی کودهایی با فرمولاسیون جدید و بهینه صورت پذیرفته است. ظهور فناوری نانو و توسعه وسایل و مواد نانو مقیاس امکان بهره گیری از کاربردهای بالقوه و بدیع این فناوری در عرصه های مختلف کشاورزی را فراهم آورده است. فناوری نانو برای تغییر دادن فرمولاسیون کودهای شیمیایی شیوهای نوین را پیشنهاد کرده است.
فرمولاسیون نانوساختار از طریق مکانیسم هایی مانند رسانش هدفمند و رهاسازی کنترل شده، این امکان را برای کودهای شیمیایی فراهم می آورد که عناصر غذایی خود را در پاسخ به محرک های محیطی و نیازهای زیستی با دقت بسیار بالا در خاک آزاد سازند. در این راستا، امکان استفاده از فناوری نانو به منظور توسعه نانوکودها می توان به دستاوردهای شگرفی مانند کارآیی بالا، سازگاری با محیط زیست، رسانش هدفمند، رهاسازی کنترل شده هوشمند، کاهش مصرف کودهای شیمیایی و کنترل شده عناصر غذایی مورد نیاز گیاه نائل آمد. به دلیل اینکه نانوکودها دارای فرمولاسیون بهینه شده هستند، امکان استفاده گسترده از آنها در تولید محصول های زراعی فراهم است. بنابراین، فناوری نانو از پتانسیل عظیمی جهت دستیابی به کشاورزی پایدار، خصوصاً در کشورهای در حال توسعه، برخوردار است. 
بدون شک، با بهره گیری از مزایای فناوری نانو به عنوان یک فناوری پیشرفته نوظهور در بخش کشاورزی، میتوان به نتایج مطلوبی از جمله تضمین امنیت غذایی و توسعه کشاورزی پایدار و سازگار با محیط زیست در کشورها و نواحی در حال توسعه جهان دست یافت .

4-2 کمبودهای خاک کشاورزی
تمامی موجودات زنده این کره خاکی از جمله گیاه ها برای رشد و نمو و ادامه حیات خود، نیاز به مواد غذایی دارند، البته مقدار آن عناصر برای انواع مختلف گیاه ها متفاوت است. در بیشتر خاک ها مقدار نسبی این عناصر، برابر نیازهای طبیعی گیاه نیست و از آن گذشته زمین نمیتواند این گونه مواد را به اندازه کافی تولید کند و آن مقداری هم که در خاک وجود دارد، به مرور زمان به وسیله گیاه جذب میشود، پس برای بدست آوردن محصول کافی و با کیفیت لازم است همه ساله مواد مورد نیاز را بسته به نوع گیاه به خاک اضافه نمود.
معمولاً کمبود عناصر غذایی در گیاه ها ناشی از موارد زیر است:
۱- کمبود واقعی: کمبود عناصر غذایی در خاک و یا وجود ترکیب شیمیایی غیر قابل جذب آن برای گیاه.
2- کمبود دروغین: کمبود عناصر غذایی به علت ایجاد شرایط خاص در محیط کشت 
4-3 دلایل کمبودهای خاک
انسان برای بقای زندگی خود نیازمند استفاده از منابع موجود بر روی کره ی زمین می باشد و از آنجا که به صورت خواسته و ناخواسته همواره مقادیری از آلاینده های مختلف را وارد محیط اطراف می کند، بهره برداری های او از منابع گوناگون سبب آلودگی محیط زیست که یکی از چالش های بزرگ بشر است می گردد. متاسفانه استفاده گسترده ازکودهای شیمیایی و رها سازی بی قید و بند آن ها در محیط، سبب آلودگی بسیاری از منابع خاک و آب های زیرزمینی شده است. یکی از اثرات استفاده از کودهای شیمیایی در صنعت کشاورزی، اثرات ژئوتکنیکی آن ها است که معمولا به دلیل اهمیت کمتر در مقایسه با اثرات زیست محیطی، کمتر مورد توجه واقع شده است. 
این پژوهش به بررسی اثر آلاینده کود های شیمیایی بر روی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک ریزدانه می پردازد.میزان عناصر غذایی موجود در خاک بستگی به ساختمان و بافت خاک، سوابق کشت و کار انجام شده بر روی آن دارد. خاک ها در اثر تداوم برداشت محصول، از نظر مواد معدنی و عناصر غذایی فقیر میشوند و نیاز به کود پیدا می کنند که برای جبران آن، می توان طی یک برنامه زمانبندی مشخص اقدام به استفاده از کودهای مختلف شیمیایی، حیوانی و گیاهی نمود. هدف از زمانبندی مصرف کود، به دست آوردن بهینه ترین واکنش گیاه به کود می باشد. مقدار و زمان مصرف کود دو عامل بنیادین برای کاربرد بهینه کودهای شیمیایی و افزایش بازده مصرفی آن ها است.
عناصر غذایی موجود در کودها به روش های مختلفی چون پخش در خاک، برگ پاشی و کود آبیاری در اختیار گیاه گذاشته میشوند هر چند تلاش می شود عناصر غذایی در توده خاک، رویین یکنواخت توزیع شود ولی در عمل چنین نبوده و غلظت آنها می تواند در هر نقطه از خاک متفاوت باشد. بدین ترتیب پخش صحیح کود، برای یکسان کردن غلظت عناصر غذایی در محلول خاک به منظور دستیابی به عملکرد بهینه و افزایش بازده آنها ضروری است. با آنکه کودهای شیمیایی مهمترین منبع تامین عناصر غذایی گیاه هستند استفاده بجا و بهینه از آنها در حصول نتیجه مورد نظر، حفظ نظام اکولوژی محیط و تضمین سلامت مصرف کنندگان تولیدهای کشاورزی نقش اساسی دارند. بی شک تشخیص کمبود عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در مصرف بهینه و به موقع آن نقشی دو چندان دارد .
4-4 راه های جبران کمبودهای خاک
میزان عناصر غذایی موجود در خاک بستگی به ساختمان و بافت خاک، سوابق کشت و کار انجام شده بر روی آن دارد. خاک ها در اثر تداوم برداشت محصول، از نظر مواد معدنی و عناصر غذایی فقیر میشوند و نیاز به کود پیدا می کنند که برای جبران آن، می توان طی یک برنامه زمانبندی مشخص اقدام به استفاده از کودهای مختلف شیمیایی، حیوانی و گیاهی نمود. هدف از زمانبندی مصرف کود، به دست آوردن بهینه ترین واکنش گیاه به کود می باشد. مقدار و زمان مصرف کود دو عامل بنیادین برای کاربرد بهینه کودهای شیمیایی و افزایش بازده مصرفی آن ها است.
عناصر غذایی موجود در کودها به روش های مختلفی چون پخش در خاک، برگ پاشی و کود آبیاری در اختیار گیاه گذاشته میشوند هر چند تلاش میشود عناصر غذایی در توده خاک، رویین یکنواخت توزیع شود ولی در عمل چنین نبوده و غلظت آنها میتواند در هر نقطه از خاک متفاوت باشد. بدین ترتیب پخش صحیح کود، برای یکسان کردن غلظت عناصر غذایی در محلول خاک به منظور دستیابی به عملکرد بهینه و افزایش بازده آنها ضروری است. 
با آنکه کودهای شیمیایی مهمترین منبع تامین عناصر غذایی گیاه هستند استفاده بجا و بهینه از آنها در حصول نتیجه مورد نظر، حفظ نظام اکولوژی محیط و تضمین سلامت مصرف کنندگان تولیدهای کشاورزی نقش اساسی دارند. بی شک تشخیص کمبود عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در مصرف بهینه و به موقع آن نقشی دو چندان دارد .
تکلیف1: با توجه به مطالب ارائه شده در این درس در مورد کاربرد نانو فناوری در کود تحقیق و بررسی نمایید. سپس مطالب خود را دسته بندی کنید.
تکلیف2: درباره کمبود های خاک کشاورزی و راه های جبران آن چه می دانید؟ در این باره تحقیق کنید و راه های جدیدی که برای این معضل پیشنهاد می شود را بیان کنید.  
محل بازدید/ اردو/ خرید: ________
منابع مطالعه: _________



تنظیم: زینب شاه مرادی
تلفیق هیجان‌انگیز دانش کشاورزی و فناوری نانو مقیاس در درون حسگرها دارای پتانسیل افزایش حساسیت و واکنش‌پذیری سیستم‌های کشاورزی و درنتیجه کاهش قابل ملاحظه زمان پاسخ دادن نسبت به معضلات قابل تشخیص در اراضی زراعی است.