علمی، پژوهشی و فناوری

رفع آلودگی خاک و افزایش کیفیت محصولات کشاورزی با نانومواد

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : یافته‌های محققان دانشگاه ماساچوست آمرست، دانشگاه فناوری گوانگدونگ و دانشگاه مرکزی جنگلداری و فناوری جنوبی نشان می‌دهد که استفاده از نانومواد می‌تواند برخی آلودگی‌های خاک را از بین ببرد. گروهی از نانومواد می‌توانند تاثیر آلودگی‌های فلزات سنگین و متالوئیدها را کاهش دهند و در عین حال روی افزایش عملکرد زمین در برداشت محصول و همچنین میزان مواد مغذی در محصولات تاثیر مثبت داشته باشند.

باوشان زینگ، استاد برجسته دانشگاه ماساچوست آمرست می‌گوید: بخش اعظم خاک قابل کشت جهان توسط فلزات سنگین مانند کادمیوم، سرب و جیوه و همچنین متالوئیدها مانند آرسنیک و سلنیوم آلوده شده است.

زینگ معتقد است که چنین آلودگی‌هایی استرس شدید بر توانایی رشد محصولات زراعی وارد می‌کند که این امر همچنین بر ارزش غذایی محصولات زراعی تأثیر منفی می‌گذارد.

وی افزود: ما باید راه‌حل‌هایی برای کاهش فلزات سنگین در مواد غذایی ارائه دهیم و یکی از رویکردهای مؤثر، استفاده از مواد نانویی است.

کودهایی که از ذرات بزرگ تشکیل شده‌اند به راحتی توسط محصول جذب نمی‌شوند. این بدان معنی است که کشاورزان باید از کود بیشتری استفاده کنند که در نهایت این کودها به دریاچه‌ها و اقیانوس وارد می‌شوند.  این درحالی است که نانومواد می‌توانند به گونه‌ای مهندسی شوند که گیاه هدف بتواند مواد مغذی را به طور مؤثری جذب کند و مقدار کود مورد نیاز را کاهش دهد.

چوانزین از محققان این پروژه در دانشگاه فناوری گوانگدونگ چین می‌گوید: ما داده‌های ۱۷۰ مقاله را در مورد اثربخشی نانوذرات در کاهش جذب فلزات سنگین و متالوئید جمع آوری کردیم. از این ۱۷۰ مقاله، ما ۸،۵۸۵ مشاهدات تجربی در مورد چگونگی پاسخ گیاهان به نانومواد را بررسی کردیم.

آنها این داده‌ها را با کمک یادگیری ماشینی مورد ارزیابی قرار دادند و تاثیر نانومواد را بر رشد محصول و جذب فلزات متالوئید بررسی کردند. نتایج نشان می‌دهد که نانومواد نسبت به کودهای معمولی در کاهش اثرات مضر خاک آلوده (۳۸٫۳ درصد) مؤثرتر هستند و می‌تواند بازده محصول (۲۲٫۸ درصد) و ارزش غذایی محصولات زراعی (۳۰ درصد) را افزایش دهند و همچنین استرس گیاه به دلیل آلودگی فلز و متالوئید (۲۱٫۶ درصد) را کاهش دهند. نانومواد همچنین به افزایش آنزیم‌های خاک و کربن آلی کمک می‌کند که هر دو به هدایت باروری خاک کمک می‌کنند.

به نقل از ستاد نانو، البته نانومواد باید براساس نوع خاک و محصول مشخص شوند که برای این کار از روشی به نام IVIF-TOPSIS-EW استفاده می‌شود.