 بخش پروژه های دانش آموزی - الهام گارسچی

اهداف جلسه:
·آشنایی با كشاورزی و نانو
·آشنایی با عوامل غنی سازی محصولات کشاورزی
·آشنایی با کود های نانو 
· آشنایی با فناوری نانو و محیط زیست

وسایل مورد نیاز: 
کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه
نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری قدرتمند نوین، توانایی ایجاد انقلاب و تحولات عظیم درسیستم تامین مواد غذایی و کشاورزی خواهد داشت و با این فناوری انسان قادر است نگرشی درسطح مولکولی واتمی داشته و ساختارهایی درابعاد نانومتر و ابزارهای جدیدی را برای استفاده در بیولوژی مولکولی و سلولی و تولید مواد جدید، برای شناسایی اجرام بیماری زا بیافریند.
امنیت درکشاورزی و سیستم های تغذیه ای، ایجاد سیستم های هوشمند برای پیشگیری ودرمان بیماریهای گیاهی، خلق وسایل جدید برای پیشرفت درتحقیقات بیولوژی و سلولی و بازیافت ضایعات حاصل ازمحصولات کشاورزی موارد کاربرد نانوتکنولوژی درعلوم کشاورزی، صنایع غذایی و محصولات دامی است.
3-1 كشاورزی و نانو
فناوری نانو هیچ زمینه علمی را به حال خود رها نكرده است. علوم كشاورزی نیز از این قاعده جدا نیستند. تا به حال كاربردهای متعددی از فناوری نانو در كشاورزی، صنایع غذایی و علوم دامی مطرح شده است. رابطه میان فناوری نانو و علوم كشاورزی در زمینه های زیر قابل بررسی است
- نیاز به امنیت در كشاورزی و سیستم های تغذیه ای
- ایجاد سیستم های هوشمند برای پیشگیری و درمان بیماری های گیاهی
-خلق وسایل جدید برای پیشرفت در تحقیقات بیولوژی و سلولی
- بازیافت ضایعات حاصل از محصولات كشاورزی
3-2 عوامل غنی سازی محصولات کشاورزی
شدت بهره برداری از خاک ها به دلیل افزایش جمعیت جهانی و نیاز روز افزون به محصولات کشاورزی ، منجر به ضعیف شدم و از دست رفتن عناصر مورد نیاز رشد گیاهان در این دسته از اراضی شده است.
تدام چنین شرایطی ، پایداری در کشاورزی را به خطر می انداخته و حفظ منابع و نهاده های اصلی از قبیل؛ آب ، خاک ، محیط زیست و امنیت غذایی را با چالش مواجه کرده است. اجرای کشت در دو یا سه نوبت در هر سال روی زمین ، موجب تخلیه عناصر عذایی خاک شده و کشت های بعدی را دچار مشکل می کند.
کشاورزان ایرانی بنابر عادت همیشگی، کود ها را بر اساس رنگ و به دو گروه سفید ( ازته ) و سیاه ( فسفره) دسته بندی کرده و افزودن چنین کود هایی را به خاک برای تولید یک محصول کافی می دانند. در حالی که استمرار استفاده یکنواخت از این دو گروه کود ها، خود موجب تضعیف خاک و از بین رفتن ریز مغذی ها یی می شود که نقش اساسی در کمیت و کیفیت  محصول دارند. بدون عناصری مانند ؛ آهن ، روی ، مس ، بر، منگنز و… نمی توان یک خاک را حاصلخیز دانست . بنابراین ضرورت دارد تا علاوه بر کود های اصلی (N-P-K) ریز مغذی های اصلی به خاک افزوده شوند.
مشکلات کمبود عناصری مانند ؛ آهن موجب کم خونی ویا سایر عوارض فیزیولوژیکی که منشا آن ها از کمبود آن مواد در خاک است می  گردد. آهن و روی دو عنصر اصلی در سلامت پستانداران هستند که کمبود آن ها قادر به ایجاد مجموعه ای از نارسایی هایی مانند؛ دیابت، چاقی مفرط، کوتاهی قد ، کم خونی و ضعف گلبولی ( که خود منشا بیماری های دیگری هستند ) می شوند. بنابراین با افزودن این عناصر به خاک و برداشت آنها به همراه محصولات کشاورزی می تواند در جلوگیری از عوارض بیماری زا کمک کننده باشد.
اما فناوری نانو اگرچه عمر درازی ندارند ، اما در حال حاضر دراکثر صنایع و تولیداتی مانند؛ داروها، تکنولوژی های صنعتی و کشاورزی به کار گرفته می شود. تبدیل مواد به ذراتی ریز و به گونه ای که بتوان آنها را از دیواره سلول ها عبور داد، تکنیکی است که هم اکنون پیشرفت گسترده ای را در پی داشته است. در کشاورزی و به منظور انتقال ریز مغذی ها به درون اندام های گیاهان، این دسته از مواد به شکل نانو در آمده و با فازوده شدن به خاک از راه ریشه ها جذب و درمحل جایگزین می شوند.
ریز مغذی ها هریک نقشی مهم در میزان تولید و کیفیت محصولات گیاهی دارند و اگر چه می توان به شکل معمولی آنها را توسط انواعی از کود های میکرو به خاک و اندام های هوایی گیاهان اضافه کرد ، اما چند سالی است که این مواد را به صورت کلاته در آورده و سپس به خاک اضافه می کنند . این دسته از کود های  کلاته شده دارای چندین مزیت می باشند.
3-3 کود های نانو 
امروزه دنیا رو به پیشرفت است و فناوری های مختلفی در جهان در حال شکل گرفتن است که یکی از این فناوری های جدید درحوزه کشاورزی کودهای نانو است. روش های مختلفی برای تغذیه گیاهی وجود دارد که آخرین آن استفاده از کودهای نانو است که روش جذب این کودها با سایر کودهای قدیم متفاوت است.
میزان عملکرد کودهای نانو روی محصولات مختلف به ویژه گندم متفاوت است و تاثیر بسزایی در افزایش کمی و کیفی آن دارد. اگر کشاورزان از این کودها و فناوری های جدید استفاده کنند، افزایش عملکرد محصول، کیفیت بالا و صادراتی شدن محصولات را در پی خواهد داشت.
 افزایش عملکرد محصول در هکتار، ارتقای کیفیت محصول از جمله افزایش ماندگاری درسردخانه، مقاومت بیشتر در برابر آفات، سرما و تنش های محیطی و کاهش سمپاشی از مزایای نانو کودها است. همچنین جلوگیری از ریزش محصول و کاهش ضایعات و در نتیجه افزایش بهره وری، اصلاح بافت خاک و کاهش آلودگی آب های زیرزمینی و کمترین مصرف کود و بیشترین خروجی محصول از دیگر مزایای نانو کود است.
نانو یک فناوری جدید است که در همه زمینه ها از جمله کشاورزی می تواند نقش بسزایی داشته باشد. اگر این علم بخوبی برای تغذیه بهتر محصولات کشاورزی به منظور افزایش کمی و کیفی محصولات استفاده شود امیدواریم تحولی عظیم در حوزه تولید مواد غذایی و تامین امنیت غذایی و سلامت جامعه ایجاد کند.
3-4 فناوری نانو و محیط زیست
 فناوری نانو پتانسیل زیادی برای ارتقای محیط زیست از طریق امکان تولید فراورده هایی با کیفیت بالا، هزینه کم و سرعت زیاد را دارا می باشد. دانشمندان معتقدند فناوری نانو می تواند انقلابی عظیم را در زمینه تولید محصولات غذایی و کشاورزی ایجاد نماید. یکی اززمینه های مهم کاربرد فناوری نانو در کشاورزی و محیط زیست ردیابی وحذف یا پاکسازی آلاینده های شیمیایی موجود در منابع آب، خاک و هوا می باشد.نانو تکنولوژی علاوه بر اینکه کاربردهای مهمی در زمینه های مختلف دارد، با ساخت و استفاده روز افزون آنها نگرانی های فراوانی برای محیط و انسان ایجاد کرده است.
 مطالعاتی نشان داده است که ترکیبات نانو بر محیط اثر می گذارند در این بین با توجه به گسترش و جایگاه نانو کودها مصرف آزمایش شده و محتاط تر این مواد معقولانه تر به نظر می رسد چرا که انباشت این مواد و ورود آن ها به چرخه ی مواد غذایی و دیگر چرخه های طبیعت خطارت بهداشتی زیادی به دنبال خواهد داشت.
 

تکلیف1: با توجه به مطالب ارائه شده در این درس در مورد کشاورزی و  عوامل غنی سازی محصولات کشاورزی تحقیق و بررسی نمایید. سپس مطالب خود را دسته بندی کنید.
تکلیف2: درباره فناوری نانو و تاثر آن بر محیط زیست تحقیق کنید و نتیجه بگیرید آیا می توان با جایگزین کردن این فناوری در بخش های مختلف به محیط زیست کمک کنیم؟ 
محل بازدید/ اردو/ خرید: _________


منابع مطالعه: برای کسب اطلاعات بیش تر در زمینه مطالب مرتبط این درس کتاب " فناوری نانو و کشاورزی " نویسندگان: رضا پور رحیم، شیرین فرزاد فر، علیرضا گل نراقی را مطالعه نمایید.


تنظیم: زینب شاه مرادی
امروز پیشرفت علوم و تکنولوژی، سرعت انسان برای کسب دانش و یافتن رابطه بین موجودات و قدرت شگفت انگیز ریزترین مخلوقات هستی بهترین و خوشایندترین واقعیاتی است که انسان با قدرت تعقل و نوآوری این علوم را در اختیار سلامت و حفظ حیات خود و همنوعانش بکار می گیرد.