Trang chủ Kiến thứcNông nghiệp Các ứng dụng nông nghiệp mới nổi trội của các hạt nano bạc

Các ứng dụng nông nghiệp mới nổi trội của các hạt nano bạc

Nano Việt
56 views

Nano bạc có đặc điểm gì nổi trội đáng để ứng dụng rộng rãi trong ngành nghiệp hiện đại?

Nông nghiệp canh tác là nền tảng của hầu hết các nền kinh tế đang phát triển, khoảng 60% dân số sống dựa vào nông nghiệp. Bộ phận nông nghiệp của Ấn Độ đại diện cho 18% tổng sản lượng quốc gia của Ấn Độ và cung cấp việc làm cho 50% lực lượng lao động của cả nước.

1. Sơ lược về hạt nano bạc ứng dụng trong nông nghiệp

بهترین زمان کاشت نهال درخت چه زمانی است؟ | ایده آل مگ

Các lĩnh vực nghiên cứu như phát hiện bệnh hại cây trồng, cải thiện chất lượng đất, bón phân nano và ươm hạt vẫn được chú trọng các khu vực và các nhà nghiên cứu bị thu hút về phía nó. Để đối phó với lĩnh vực hấp dẫn này, Công nghệ nano, một ngành liên ngành lĩnh vực nghiên cứu, đang cung cấp nền tảng. Ví dụ, sự tiến bộ trong phân bón nano, đang có hiệu suất hấp thụ cao vào nhà máy mục tiêu do tỷ lệ bề mặt trên thể tích cao. Việc sử dụng phân bón nano phốt pho, hiệu quả hấp thụ của có đến 90,6% đạt được.

Một khía cạnh có lợi khác của việc sử dụng phân bón nano là khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng giải phóng chậm vào cây trong khoảng thời gian 40-50 ngày, thay vì khoảng thời gian 4-10 ngày của các loại phân bón thông thường. Trong bài viết này, chúng tôi đã thảo luận ngắn gọn về ứng dụng công nghệ nano trong quan điểm nông nghiệp. Ở đây, chúng tôi đã tóm tắt các ứng dụng của hạt nano bạc (Ag) trong nông nghiệp như năng suất cây trồng, phát hiện bệnh hại cây trồng, đóng gói thực phẩm, đất chất lượng, v.v.

2. Giới thiệu

Các ứng dụng nông nghiệp mới nổi trội của các hạt nano bạc

Các ứng dụng của Công nghệ nano trong Nông nghiệp (sao chép với sự cho phép của [12], Copyright 2016 The Author (Các) tác giả, [5] Copyright Taylor & Francis, [10] Copyright 2012 Springer Science).

Các nhu cầu cơ bản rõ ràng của con người bao gồm thức ăn, chỗ ở, quần áo và thuốc men, v.v. Nông nghiệp là một trong những ngành chínhcác ngành cung cấp thực phẩm cho con người, gián tiếp hoặc trực tiếp các nhu cầu khác nữa. Dân số ngày càng gia tăng dẫn đến sự gia tăng nhu cầu của tất cả các bên trên rất nhiều mặc dù sự sẵn có liên tục của các nguồn tài nguyên th ên nhiên từ trồng trọt. Do đó, điều quan trọng nhất là phải đặc biệt chú ý đến khám phá kiến ​​thức trong lĩnh vực nông nghiệp và sử dụng công nghệ mới để sản xuất cây trồng hiệu quả. Mặc dù ngành nông nghiệp cũng áp dụng canh tác dựa trên công nghệ được gọi là “canh tác thông minh”, vẫn có phạm vi để nghiên cứu nghiên cứu về điều này để cải thiện.

Mặt sản xuất nông nghiệp thách thức của việc tăng cường sản xuất cây trồng và cung cấp chế độ ăn uống đầy đủ dinh dưỡng để gia tăng dân số, khí hậu khắc nghiệt không chắc chắn, khan hiếm nước, hạn chế (và xuống cấp ở nhiều nơi) diện tích đất, và hầu hết là đất nghèo chất lượng nước và không khí, liên quan đến những thay đổi nhanh chóng trong tự nhiên sự đa dạng sinh học. Để giải quyết những vấn đề này, cần phải khám phá một trong những công nghệ tiên tiến như ‘Công nghệ nano’ để phát triển các cách thức thông minh thúc đẩy cây trồng năng suất đồng thời đảm bảo an toàn môi trường và cao hơn hiệu quả sử dụng.

Công nghệ nano xử lý các hạt ở kích thước nano (1-100 nm) kích thước. Vật liệu có kích thước siêu nhỏ khi giảm xuống kích thước nano thể hiện các đặc tính phân biệt do lượng tử sự giam cầm. [1] Các thuộc tính phụ thuộc vào kích thước của vật liệu nano dẫn đến các ứng dụng độc đáo. Khoa học nano đã mang lại cuộc cách mạng trong các lĩnh vực tiềm năng bằng cách phát triển các quy trình và các sản phẩm khó có thể phát triển thông qua các phương pháp thông thường. Các ứng dụng hỗ trợ công nghệ nan có tiềm năng thay đổi sản xuất nông nghiệp bằng cách cho phép quản lý tốt hơn và bảo tồn các đầu vào của sản xuất động thực vật.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, có thể được sử dụng để quản lý côn trùng dịch hại thông qua các công thức của thuốc trừ sâu và thuốc trừ sâu dựa trên vật liệu nano, tăng cường năng suất nông nghiệp sử dụng liên hợp sinh học hạt nano (bao gói) đặc biệt để giải phóng chậm chất dinh dưỡng và nước, gen phân tử nano và chochuẩn bị nhiều loại cảm biến sinh học để canh tác chính xác.

Ứng dụng công nghệ nano vào nông nghiệp và thực phẩm các ngành lần đầu tiên được giải quyết bởi Bộ Hoa Kỳ của Lộ trình Nông nghiệp xuất bản vào tháng 9 năm 2003. [2] Các sử dụng công nghệ nano trong nông nghiệp hầu hết đã lý thuyết nhưng nó đã bắt đầu và sẽ tiếp tục có hiệu quả đáng kể trong các lĩnh vực chính của nông nghiệp phát triển bằng cách sử dụng các vật liệu chức năng mới, sản phẩm phát triển, thiết bị đo lường an toàn thực phẩm và an ninh sinh học một cách hiệu quả. [3]

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây trồng tăng năng suất sử dụng vật liệu nano theo nhiều cách. Các nhà khoa học nông nghiệp được thu hút theo hướng cách mạng bởi vật liệu nano. Các hạt nano bạc chống nấm và các chất kháng khuẩn có vai trò trong việc bảo vệ cây trồng nông nghiệp nơi các hạt này cũng điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho cây trồng. [4] Cảm biến nano sử dụng ống nano carbon hoặc công xôn nano đủ nhỏ để bẫy và đo các protein riêng lẻ hoặc ngay cả những phân tử nhỏ. [5] Các hạt nano oxit kẽm (trung bình 25 nm kích thước hạt) thúc đẩy sự nảy mầm của hạt, sức sống của cây con, và cây phát triển và được chứng minh là có hiệu quả trong việc tăng thân và sự phát triển của rễ ở cây lạc.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Leeds ở Anh đã xác định rằng các hạt nano magiê oxit và kẽm oxit có hiệu quả cao trong việc phá hủy vi sinh vật và có thể được sử dụng trong bao bì thực phẩm. [6] Nghiên cứu được thực hiện trên ứng dụng của Fe, Ag, Mn, Zn, Cu, Mo, Ti và ống nano carbon làm phân bón nano và thuốc trừ sâu nano để cải thiện sự phát triển của cây trồng cũng như cây trồng bảo vệ. [7]

Do đó, nó có thể đề xuất rằng những đổi mới thích hợp trong ứng dụng của các số nano trong nông nghiệp lĩnh vực này sẽ là những hiện tượng đầy thách thức trong tương lai và có tiềm năng cách mạng hóa sản xuất nông nghiệp và thực phẩm như cũng như giúp duy trì tính bền vững của nông nghiệp sản phẩm một cách thích hợp. Hình 1 cho thấy các ứng dụng khác nhau của công nghệ nano trong lĩnh vực nông nghiệp.

Trong bối cảnh này, các bài báo hiện tại đã tóm tắt về ứng dụng của hạt nano bạc (Ag) trong phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng cải tiến, phát hiện bệnh hại cây trồng, bao bì thực phẩm. Đến tiến hành các ứng dụng của nano bạc điều chế các hạt phải được thực hiện theo cách có hệ thống hơn. Màu bạc các hạt nano có thể được tổng hợp bằng cách sử dụng vật lý, hóa học và phương pháp sinh học. Do yêu cầu khắc nghiệt điều kiện và hóa chất độc hại về vật lý và hóa học các phương pháp, biện pháp sinh học được sử dụng rộng rãi. Phát triển thân thiện với môi trường, các nhà nghiên cứu khác nhau có tổng hợp các hạt nano bạc từ các nguồn khác nhau như chiết xuất từ ​​thực vật, vi khuẩn, nấm, v.v. [số 8].

2. Ứng dụng của nano bạc

Nano bạc là hạt nano được nghiên cứu và sử dụng nhiều nhất cho hệ thống sinh học. Nó đã được biết là có tác dụng ức chế mạnh và tác dụng diệt khuẩn cũng như một phổ rộng các hoạt động kháng khuẩn. Các hạt nano bạc, có diện tích bề mặt và phần lớn các nguyên tử bề mặt, có hiệu quả kháng khuẩn so với bạc số lượng lớn. Thêm vào đó về điều này, các AgNP đã được công nhận nổi bật nhờ đặc tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, chống virus và chống viêm. Nó được đề cập nhiều rằng việc sử dụng nano bạc trong nông nghiệp chủ yếu là lý thuyết nhưng trong tương lai gần các nhà nghiên cứu sẽ nhận được các ứng dụng đa dạng của các hạt nano bạc.

2.1 Tăng cường sự phát triển của cây trồng

AgNPs đã được sử dụng như một ứng cử viên tiềm năng để tăng vụ năng suất bằng cách tăng cường sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây. Các nồng độ của các hạt nano Ag (AgNPs) ảnh hưởng đến phản ứng sinh trưởng của thực vật với các tác động tích cực hoặc tiêu cực. Ảnh hưởng của nồng độ Ag đến các thông số sinh trưởng của lúa mì, đậu đũa và cải thìa được hiển thị trên Hình 2 Cụ thể nồng độ của các hạt nano Ag phải được tối ưu hóa. Ảnh hưởng của hạt nano bạc có đường kính 20 nm đến hạt cỏ cà ri (Trigonella foenum-graecum) đã được mang ngoài. [9] Các nồng độ khác nhau của các hạt nano bạc (0, 10, 20, 30 và 40 μg mL − 1) đã được sử dụng và kết quả cho thấy hạt nảy mầm tối đa (76,11%), tốc độ nảy mầm (4.102), chiều dài rễ (76,94 mm), trọng lượng tươi của rễ (2,783) và trọng lượng khô rễ (1.204) ở nồng độ 10 μg mL − 1.

Sự tiếp xúc của thực vật với các nồng độ cụ thể của AgNPs có thể thúc đẩy sự phát triển của cây trồng so với cây không tiếp xúc, trong khi nồng độ cao hơn và thấp hơn có thể có tác dụng ức chế sự phát triển của thực vật. [10] Phản ứng tăng trưởng của AgNPs sử dụng các nồng độ khác nhau (0, 25, 50, 100, 200 và 400 ppm) trong kèn đồng và nó được kết luận một cách có hệ thống rằng xử lý 50 ppm đã được xác định là tối ưu với ảnh hưởng tích cực đến trọng lượng tươi, chiều dài rễ và chồi. [11] Cũng thế, nồng độ của AgNPs chịu trách nhiệm cho việc quan sát hiệu ứng cho cả đậu đũa và Brassica; trong đậu đũa, 50 ppm tập trung dẫn đến thúc đẩy tăng trưởng và tăng rễ nốt sần gián tiếp. [12] Những kết quả này cho thấy ứng dụng các hạt nano bạc có thể được sử dụng để tăng cường đáng kể khả năng nảy mầm của hạt, thời gian nảy mầm trung bình, hạt giống chỉ số nảy mầm, chỉ số sức sống của hạt, trọng lượng tươi của cây con và trọng lượng khô.

Ảnh hưởng của nồng độ Ag đến các thông số sinh trưởng của lúa mì, đậu đũa và Brassica (sao chép với sự cho phép của [12], Nguồn: Bản quyền 2016, (Các) tác giả).

Phòng trừ bệnh hại cây lương thực và cây ăn quả mang lại hiệu quả kinh tế khu vực nghiên cứu quan trọng và cần thiết. Giếng phân tán và ổn định, AgNP dạng keo dính hơn trên vi khuẩn và bề mặt tế bào nấm, do đó hoạt động như một chất diệt khuẩn tốt hơn và thuốc diệt nấm. [13] Hình 3 cho thấy ứng dụng của vật liệu nano như chất bảo vệ hoặc chất mang để bảo vệ cây trồng Các nhà nghiên cứu đã xây dựng thành tựu đáng kể trong thực vật kiểm soát dịch bệnh với việc áp dụng AgNPs. DNA chỉ đạo NPs bạc được phát triển trên graphene oxit và nghiên cứu hoạt động kháng khuẩn chống lại xanthomonas perforans, một tác nhân gây bệnh đốm vi khuẩn trên cà chua [14] Các hoạt động kháng khuẩn của chiết xuất thực vật là do sự hiện diện của chất chuyển hóa thứ cấp như tanin, saponin và glycosid.

[15] Hoạt động chống nấm trong ống nghiệm của AgNPs chống lại mười chín các loại nấm gây bệnh thực vật khác nhau được điều tra [16] Cation các hạt nano vàng arginine (ArgNPs) được lắp ráp Cas9En (Etag) -RNP (ribonucleoprotein) cung cấp sgRNA chỉnh sửa gen tế bào chất / hạt nhân hiệu quả khoảng 30% hiệu quả trong các dòng tế bào được nuôi cấy, điều này sẽ tạo điều kiện rất nhiều nghiên cứu phát triển cây trồng trong tương lai.

[17] Thuốc chống nấm hoạt động của các hạt nano bạc được tổng hợp bởi trichoderma longibrachiatum, chống lại chín loại nấm phân lập như aspergillus luân phiên và những người khác.

[18] Các bệnh do vi khuẩn gây ra là một trong những nguyên nhân gây ra sự mất mát đáng kể năng suất cây trồng trên toàn thế giới. AgNP được chứng minh là hoạt động chống lại vi khuẩn gây bệnh thực vật. Nó được tiết lộ rằng AgNPs có hoạt động kháng khuẩn chống lại erwinia cartovora, E. so với thuốc chung thuốc kháng sinh.

[19] Họ cũng nghiên cứu hoạt động chống nấm của AgNPs chống lại nấm gây bệnh viz. Fusarium oxysporum Alternaria Alternata và aspergillus flavus và thu được kết quả hứa hẹn. Hiệu quả chống nấm của nano keo bạc (đường kính trung bình 1,5 nm) chống lại bệnh phấn trắng hoa hồng do sphaerotheca pannosa var rosae gây ra. Nó là một rất rộng bệnh lây lan và phổ biến của cả nhà xanh và ngoài trời hoa hồng trồng. Nó gây ra hiện tượng méo lá, xoăn lá, sớm rụng lá và giảm ra hoa.

Nano hóa kép bạc được điều chế bằng phản ứng hóa học của ion bạc với sự trợ giúp của phương pháp vật lý, chất khử và chất ổn định. Nó loại bỏ vi sinh vật không mong muốn trong đất trồng cây và hệ thống thủy canh. Hơn nữa, bạc là một chất kích thích phát triển thực vật tuyệt vời.

Các ứng dụng nông nghiệp mới nổi trội của các hạt nano bạc

Vật liệu nano như chất bảo vệ hoặc chất mang để bảo vệ cây trồng (sao chép với sự cho phép của [12], Nguồn: Bản quyền 2016, (Các) tác giả).

2.2 Sử dụng làm thuốc trừ sâu

Các hạt nano bạc đã được thử nghiệm làm thuốc trừ sâu để giảm gánh nặng của dịch hại từ cây trồng. Nó có nhu cầu về dịch hại bảo vệ và làm giàu dinh dưỡng. Điều này làm giảm thường xuyên sử dụng phân bón hóa học trong canh tác thông thường. Nó có thể tiêu diệt các vi sinh vật không mong muốn trong đất và thủy canh các hệ thống. Như được thể hiện trong Hình 4, nó đang được sử dụng làm thuốc phun qua lá để ngăn chặn nấm, mốc, thối rữa và một số vi sinh vật khác có liên quanbệnh hại cây trồng.

[20] Dung dịch bạc trong nước, được sử dụng để điều trị thực vật, được báo cáo là thể hiện tác dụng phòng ngừa tuyệt vời trên vi sinh vật gây bệnh gây bệnh phấn trắng hoặc sương mai trên cây trồng. Hơn nữa, nó thúc đẩy hoạt động sinh lý và sự phát triển của thực vật và cảm ứng chống bệnh và stress ở cây trồng.

Sử dụng AgNP như phun qua lá để ngăn chặn sự kết hợp của vi sinh vật bệnh thực vật (sao chép với sự cho phép của [20], Nguồn: Eureka Science (FZC)).

2.3 Bao bì thực phẩm

Quản lý sau thu hoạch, bao gồm cả việc bảo quản nông sản là một trong những ngành quan trọng của nông nghiệp. Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng AgNPs dựa trên bao bì kháng khuẩn đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng thời hạn sử dụng của trái cây tươi và rau quả.

[22] Hình 5 cho biết ngắn gọn ý tưởng về ứng dụng AgNPs trong bao bì thực phẩm. Các tác dụng của lớp phủ AgNPs-PVP đối với việc bảo tồn màu xanh lá cây măng tây được nghiên cứu thành công.

[23] Người ta quan sát thấy lớp phủ của AgNPs PVP làm chậm quá trình giảm cân, axit ascorbic và tổng chất diệp lục, làm giảm sự thay đổi màu sắc trên da của măng tây, ức chế sự gia tăng độ săn chắc của mô, sự phát triển của vi sinh vật và tăng thời hạn sử dụng của măng tây khoảng 10 ngày ở 2 ºC. Tương tự, việc bảo quản rau và trái cây sử dụng AgNPs được sinh tổng hợp là được kiểm tra bởi Fayaz và cộng sự. [24].

Điều chế màng AgNP kết hợp natri alginat được thực hiện và nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của nó, đo giảm trọng lượng (%) trái cây và rau quả, và thực hiện phân tích cảm quan. Giảm cân tối thiểu được quan sát thấy trong AgNPs kết hợp cà rốt tráng phim natri alginat và lê so với natri alginat phủ và không tráng điều khiển.

Màu sắc, hình thức, kết cấu và hương vị của AgNPs kết hợp cà rốt và lê tráng phim natri alginat được cho là có thể chấp nhận được lên đến 10 ngày lưu trữ so với để kiểm soát không tráng phủ và cà rốt tráng natri alginat và Lê. Ma trận polyme polyethylene (LDPE) mật độ thấp có chứa AgNPs đã được nghiên cứu để bảo quản và kéo dài thời hạn sử dụng tuổi thọ của quả việt quất được lưu trữ. [25] Bao bì nano với AgNPsLDPE duy trì thành công cảm quan, hóa lý và phẩm chất sinh lý của quả dâu tây và quả dâu tây tại một cấp độ cao hơn so với bao bì thông thường với túi polyetylen.

Các ứng dụng nông nghiệp mới nổi trội của các hạt nano bạc

Ứng dụng của AgNP trong Bao bì Thực phẩm (sao chép với sự cho phép từ [22], Bản quyền 2007 Hiệp hội Thực phẩm Thụy Sĩ Khoa học và Công nghệ).

2.4 Quản lý dịch hại sâu bệnh

Có thể kiểm soát sâu bệnh bằng cách kết hợp các hạt nano vào chúng. Nano-bạc đóng vai trò như một biện pháp quản lý dịch hại hiệu quả tác nhân không độc hại, an toàn và là một công cụ kiểm soát dịch hại nâng cao, và thuốc trừ sâu dạng hạt nano bạc cũng cung cấp liều lượng thuốc trừ sâu cho cây mục tiêu.

[26,27] Thuốc trừ sâu hoạt động của các hạt nano bạc có thể giúp ích rất nhiều trong việc kiểm soát sâu bệnh, bởi vì trong phương pháp điều chế bạc xanh hạt nano, Các tác nhân sinh học được sử dụng để tổng hợp chúng có thể là vi khuẩn hoặc thực vật và các flavinoit có trong thực vật được chứng minh là độc hại đối với thực vật.

[28] Sử dụng AgNPs trong côn trùng quản lý dịch hại đã được báo cáo.

[29] AgNP được sử dụng trong phòng trừ sâu mọt hại lúa và sâu xanh da láng. AgNP được xử lý gạo được bảo quản vẫn không bị nhiễm bệnh ngay cả sau 2 tháng điều trị, vì vậy đề xuất rằng các NP Ag cũng có thể được sử dụng như một chất bảo vệ hạt giống tuyệt vời.

3. Kết luận và phạm vi ứng dụng nano bạc trong tương lai:

Công nghệ nano là một công nghệ đầy hứa hẹn với khả năng tạo ra những thay đổi lớn trong lĩnh vực nông nghiệp. Nó đang biến đổi ngày càng quan trọng đối với ngành kinh doanh nông sản. AgNPs công nhận là ứng cử viên tiềm năng trong nông nghiệp bằng cách triển lãm đặc điểm đáng chú ý. AgNP đã được sử dụng thành công để tăng năng suất cây trồng, bảo vệ cây trồng khỏi vi khuẩn, nấm nhiễm trùng / bệnh tật và sự tấn công / phá hoại của sâu bệnh. Ngoài ra, AgNP được sử dụng dưới dạng ‘gói nano’ để tăng thời hạn sử dụng của nông sản tươi như trái cây và rau. Bây giờ, cần có nghiên cứu về đánh giá tác động thực tế của AgNPs đối với môi trường và sức khỏe con người trước khi sản xuất hàng loạt và sử dụng các ứng dụng nông nghiệp.

Mặc dù công nghệ nano là một lĩnh vực mới nổi khoa học được khai thác rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau chủ yếu điện tử, năng lượng, môi trường và sức khỏe, ứng dụng của nó trong nông nghiệp hiếm khi được khai thác ở Ấn Độ và nước ngoài mặc dù nó có tiềm năng to lớn như một công cụ hiệu quả mới trong nông nghiệp lĩnh vực để đạt được giải pháp cho các vấn đề hiện trường chưa được giải quyết. Điều này mới công nghệ sẽ hữu ích trên thị trường về mặt kinh tế.

Nghiên cứu trong lĩnh vực này ở Ấn Độ vẫn đang ở giai đoạn sơ bộ và cũng ở một mức độ khái niệm để hiểu các đánh giá thực tế. Của chúng tôi nông dân sẽ được hưởng lợi từ việc sử dụng sáng tạo như vậy trong sau đó chỉ có chúng ta mới có thể nhận ra việc sử dụng các hạt nano ở các khía cạnh xã hội. Các nhà nghiên cứu công nghệ nano lĩnh vực này có phạm vi rộng để sử dụng các hạt nano đã chuẩn bị cho ứng dụng nông nghiệp một cách thông minh.

Nguồn: http://www.espublisher.com/journals/articledetails/438

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT NANO VIỆT

Địa chỉ: Số A12/85 Đường 1A, Ấp 1, Xã Vĩnh Lộc B, Huyện Bình Chánh, TP. HCM

Hotline: 0932 884 877 – 0907 771 622 – 0796 155 955 – 0789 377 177 – 0931 791 133 

Email: sales.nano [email protected]

Fanpage: Nanovnn – Nano bạc nguyên liệu

 

 

Related Posts

Trang web này sử dụng cookie để cải thiện trải nghiệm của bạn. Chúng tôi sẽ cho rằng bạn đồng ý với điều này, nhưng bạn có thể chọn không tham gia nếu muốn. Chấp nhận Đọc thêm

error: Content is protected !!
0907 771 622