تكنولوجيا النانو في الزراعة





القطـاع الزراعـي هـو القطـاع المحـرك والمنشـط للقطاعـات واألنشـطة االقتصاديـة األخـرى، وكونـه يسـاهم نظـرا بنسـبة كبيـرة فـي الناتـج المحلـي اإلجمالـي للبـاد

فهـذا يسـتدعي مـن كل الباحثيـن والعامليـن والمسـؤولين فـي هـذا القطاع البحـث الجـدي وإن اسـتخدام

التقنيـات الزراعيـة الحديثـة، ومـن ضمنهـا تقنيـة النانـو،

التي تم اسـتخدامها والإستفـادة منهـا فـي الكثيـر مـن المجـالات، وفـي كثيـر مـن الـدول تفـي بهـذا
الغـرض

فمـا هـي تلـك التقنيـة؟ ما هو النانو؟ مفهوم النانو: ً

كلمة من الإغريقيـة (نانـوس) وتعنـي (القـزم) أو الشـيء المتناهـي الصغـر، وليـس لهـا ترجمـة النانـو


اصطلاحا دقيقـة فـي اللغـة العربيـة. والنانـو عبـارة عـن جزئيـات متناهيـة الصغـر ً ، يبلــغ حجمهــا
)000000001.0 ،)وتعنــي كوحــدة قيــاس متــري )10-9 ) جــدا ً هــذا ولايمكــن رؤيتــه علــى أي واحــد
علــى مليــار مــن المتــر، فالنانــو متــر يعــادل جــزء مــن 000.100 مــن قطــر الشــعرة البشــرية.







استخدام تقنية النانو في الزراعة والغذاء



يعـد تطبيـق تقنيـة النانـو فــي الزراعـة حديثــا مـع تطبيقاتهـا فـي المجـالات الأخـرى، وقـد كانـت وزارة الزراعـة الأمريكيـة هـي السـباقة إلـى اسـتخدام تكنولوجيـا النانـو

فـي الزراعـة والصناعـات الغذائيـة فـي عـام 2003 ،الـذي أدى ً ... ً جذريـا إلـى تغييـر نظـم الإنتـاج الزراعـي

تغييـرا وتعمــل تطبيقــات النانــو علــى تحســين إنتــاج الغــذاء بالكامــل ً بالتعبئــة ومعالجــة النفايــات، ً
مــن عمليــة اإلنتــاج وانتهــاء بــدءا ً فـي تحسـين الكفـاءة الإنتاجيـة للمسـاحة ً كبيـرا كمـا أن لهـا أثـرا
المزروعــة. كمــا تــم بموجبهــا تصنيــع وتطويــر أدوات وتجهيــزات جديــدة ومــواد محفــزة ذات تركيــب
نانــوي لمعالجــة اآلفــات الزراعيــة والكشــف الســريع عنهــا، وتــم القضــاء علــى

الآفــات الفتاكــة بالمحاصيــل الزراعيــة )بمــا فيهــا الأعشــاب الضــارة( بفضــل تحســين وزيــادة فعاليــة
المبيــدات النانويــة بشــكل كبيــر... ً مـن خـال تلـك التقنيـة تحسـين قابليـة النباتـات علـى وتـم أيضـا امتصـاص المـواد المغذيـة والأسـمدة وتحسـين خـواص التربـة الزراعيـة وإعـادة خصوبتهـا، ممـا يـؤدي إلـى زيـادة وسـرعة نمـو النباتـات وتحسـين إنتاجيتهـا ...

كمــا تمتــاز مركبــات النانــو المســتخدمة فــي الزراعــة بأنهــا مــوادصديقــة للبيئــة، فهــي ال تســبب
أي مشــكلات تذكــر للبيئــة المحيطــة أو الإنســان، وتغطــي مســاحات كبيــرة عنــد اسـتخدامها مقارنـة
بالمـواد التقليديـة، ممـا يقلـل مـن الكميـة أو التركيـز أو الجرعـات المسـتخدمة،

وبالتالـي لـن يكـون هنـاك إفـراط فـي اسـتخدامها، لدرجـة أنـه يتـم دراسـة إمكانيـة عـدم ظهــور أي أثــر
متبقــي للمبيــدات فــي المنتجــات الزراعيــة الناتجــة... ومـن النواحـي االقتصاديـة سـاهمت تكنولوجيـا
النانـو في زيادة إنتاجيـة وإنتـاج المحاصيـل الزراعيـة وتخفيـض التكاليـف بشـكل ً إيجـاد حلـول عمليـة للكثيـر
مـن ملمـوس، وتـم مـن خاللهـا أيضـا المشـكلات التـي تواجـه الزراعـة والمزارعيـن، وبالتالـي سـاهمت
فــي انخفــاض األســعار علــى المســتهلك. إذ تعــد الأســمدة ً أهـم عناصـر

التكلفـة الزراعيـة، فهـي تشـكل والمبيـدات عمومـا أكثــر مــن 50 % مــن تكاليــف إنتــاج المحصــول،
والتــي بدورهــا ً عاليـة علـى الدولـة والمواطـن، فباسـتخدام تقنيـة تعـد تكاليفـا النانـو مـن خـال مبيـدات
وأسـمدة نانومتريـة منخفضـة التكلفة وبالفعاليــة نفســها للمــواد التقليديــة تنخفــض تكاليــف اإلنتــاج ٍ
إلـى حـد كبيـر،
وبالتالـي تنخفـض الأسـعار. هــذا وقــد اســتخدمت تقنيــات النانــو فــي مجــالت متعــددة فــي عالــم
الزراعــة نذكــر منهــا:



ـ تصنيع الأسمدة:

حيث يمكن إستخدام أسـمدة مصنعـة مـن مـواد نانويـة فـي عمليـات التسـميد الزراعـي كبديـل فعـال
للألسـمدة التقليديـة المعروفـة، أو كحوامـل لمكوناتهـا تتميـز بصفـات خاصـة منهـا: زيــادة الســيطرة
والتحكــم فــي التوجيــه، والقــدرة علــى زيــادة الإسـتجابة النباتيـة لتلـك الأسـمدة النانومتريـة.

وتتميـز تلـك الأسـمدة بأسـعارها المنافسـة للأسـمدة التقليديـة، وأن كميــات قليلــة منهــا تفــي بالغــرض
المطلــوب، باإلضافــة إلــى أنهــا قابلــة للتخزيــن لفتــرات أطــول مــن التقليديــة نتيجــة ثباتهـا العالـي
تحـت الظـروف المختلفـة. وقــد تــم تصنيــع مركبــات نانويــة كأســمدة مــن العناصــر المعدنيــة الصغــرى
)وهــي العناصــر التــي يتطلبهــا النبــات ً مقارنــة بالأســمدة التقليديــة( ... منهــا بصــورة صغيــرة جــدا
مركبــات النانــو كالســيوم، وكذلــك نانــو )حديــد، ماغنيسـوم، ًإلــى النانــو ســيليكا الــذي منغنيــز، زنــك،
بوتاســيوم...(،


إضافــة ً للجفــاف يتميــز بأنــه ينشــط حيويــة النبــات، ويجعلــه مقاومــا للأمــراض والحشــرات، وتمــت
تجربتــه علــى المانجــو فأعطــى ً ، وقلـل مـن الفاقـد مـن جـال سـقوط الثمـار، ً جـدا ً عاليـا إنتاجـا كمــا
وزاد مــن البراعــم فــي نبــات القطــن. ـ تصنيع المبيدات: إن اســتخدام النانــو تكنولوجــي يؤمــن لنــا
الحمايــة اللازمــة للنباتــات مــن الآفــات الزراعيــة المختلفــة بمــا فيهــا الأعشــاب الضـارة والأمـراض
والحشـرات وغيرهـا، ودون أضـرار تذكـر علـى الانســان والبيئــة... ولذلــك تــم اللجــوء إلــى اســتخدام
كبســولات النانــو لتغليــف المـواد الكيميائيـة، والتـي تتميـز بالقـدرة العاليـة علـى الذوبـان
والتحلــل، وســرعة النفاذيــة داخــل النبــات والإســتقرار والثبــات داخــل المنطقــة المعاملــة، نتيجــة
صغــر حجمهــا وسـرعة انتشـارها، وأنهـا تسـتخدم كميـات أقـل مـن المـواد الكيميائيــة، وبالفعاليــة
نفســها، وتقلــل مــن عمليــات تكــرار المعاملـة، وبالتالـي تخفـض مـن التكلفـة كمـا تم اسـتخدام تلــك
التقنيــة لتعزيــز دفاعــات النباتــات مــن خــال التعديــل الجينــي داخــل الخليــة النباتيــة أو التعديــل فــي
أشــكال ً المبيــدات ، لجعلهــا مركبــات أكثــر فاعليــة وأقــل ضــررا ً ، كمــا أمكــن تخليــق المــواد النانويــة
مــن وأوســع انتشــارا بعــض النباتــات... ممــا يقلــل مــن أضرارهــا علــى الإنســان، ويقلــل مــن تكلفــة
اســتخلاصها. ً لمشــكلة المبيــدات وقــد قدمــت تكنولوجيــا النانــو مقاومة حشــرية تضمــن الإســتفادة
مــن فوائــد المبيــدات وتمنــع وصــول أخطارهــا للإنســان، وذلــك:

1- تغليف هـذه المبيـدات فـي كبسـوالت نانومتريـة يمكـن التحكـم الدقيـق فـي معـدل إفـراز المبيـدات منهـا

. 2-تصنيع المبيدات الحشـرية بالحجم النانومتري والإسـتفادة مـن زيـادة كفاءتهـا بأقل التركيزات الممكنة

. 3- تطويــر جيــل جديــد مــن المبيــدات عاليــة التخصــص لحشــرات معينــة دون غيرهــا يمكــن التحكــم
فــي عملهــا عــن بعــد. أمكـن حـل الكثيـر


مـن المشـكلات الزراعيـة باسـتخدام تقنية النانــو، مــن حيــث مكافحــة العديــد مــن الآفــات الزراعيــة،
منهـا:

1 )اسـتخدام جزيئات السـيليكا ذات البنية النانومترية كغالف لمبيــد الفيرماكتيــن، ممــا أدى إلــى تقليــل
عمليــة التحلــل لمركبـات المبيـد، وزيـادة بقائهـا داخـل البيئـة، وقدرتهـا علـى التخزيـن لفتـرات أطـول تحـت
ظـروف مختلفـة، حيـث تعمـل المـادة النانومتريـة كحاملـة فقـط للمبيـد.

2 )اســتخدام جزيئــات الفضــة النانومتريــة AgNPs للقضــاء علــى الأمــراض التــي تســببها الفطريــات كالتعفنــات فــي محاصيــل الخضــر المختلفــة، واســتطاعت تلــك المركبــات اختـراق جـدر الخالايـا الفطريـة والهيفـات الممرضـة للأنسـجة النباتيــة، كمــا نجحــت فــي تقليــل نمــو الكونيــدات وتثبيــط النمــو الميكروبــي.

3 )اسـتخدام تقنيـة النانـو فـي مكافحـة الآفـات الحشـرية والآكاروســات والديــدان الثعبانيــة )النيماتــودا(
ومســببات الأمــراض الميكروبيــة...

4 )مكافحة العفن في العنب باستخدام الألمونيوم والسليكون النانومتري...