Sở Khoa Học & Công Nghệ Bình Dương

08/05/2017 07:17 PM GMT+7

Tăng tương phản

Giảm tương phản

0:00 / 0:00

Công nghệ nano trong nông nghiệp

Sự bùng nổ dân số thế giới trong những thập kỷ gần đây đã buộc ngành nông nghiệp phải hướng tới các giải pháp tăng sản lượng thu hoạch ngũ cốc để đáp ứng nhu cầu của hàng triệu người, đặc biệt tại các nước đang phát triển. Giải pháp đầu tiên nhà nông thường tìm đến là tăng lượng phân bón hóa học sử dụng trong trồng trọt. Hiện tượng thiếu dinh dưỡng trong đất canh tác ngày càng trở nên phổ biến đã mang lại những thiệt hại lớn về kinh tế cho nguời nông dân, đồng thời giảm thiểu dáng kể chất lượng dinh dưỡng của đất và sản lượng thu hoạch.

Tuy nhiên việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học nhằm tăng năng suất thu hoạch không phải là lựa chọn phù hợp về lâu dài, bởi phân bón hóa học được xem như con dao hai lưỡi: Một mặt cho phép tăng sản lượng, nhưng mặt khác có thể phá vỡ cân bằng khoáng chất và giảm độ phì nhiêu của đất. Hơn nữa, các loài ngũ cốc thường chỉ hấp thụ không quá 50% phân bón, phần còn lại bị mất vào đất hoặc mất vào không khí. Sử dụng phân bón hóa học ở quy mô lớn có thể làm hư hại không thể phục hồi đối với cấu trúc của đất, các chu trình khoáng chất, hệ vi sinh vật trong đất v.v..., thậm chí tác động lên chuỗi thức ăn qua hệ sinh thái và gây ra các đột biến di truyền đối với người tiêu dùng các thế hệ sau.

Công nghệ nano là một trong những công cụ quan trọng bậc nhất của khoa học nông nghiệp hiện dại, trong đó công nghệ nano trong lĩnh vực nông nghiệp thực phẩm được dự doán trở thành một lực lượng dẫn dắt nền kinh tế toàn cầu trong một tương lai gần. Sự phát triển chóng mặt của công nghệ nano ngày nay là một quá trình diễn biến khách quan, phản ánh quá trình hoàn thiện liên tục khoa học và kỹ thuật, thay đổi các thói quen về công nghệ.

Các nước tiên tiến những thập kỷ gần đây trong lĩnh vực phân bón vi lượng đã có bước nhảy vọt về mặt công nghệ: Phân vi lượng truyền thống được thay thế (nhanh chóng) bằng các chế phẩm thế hệ mới dưới dạng các hạt nano vi lượng, đảm bảo sản lượng thu hoạch cao trong khi chi phí đầu vào giảm đáng kể. Ðược biết, tại Mỹ mỗi năm ngành nông nghiệp đầu tư khoảng 1 tỷ đô la cho việc ứng dụng công nghệ nano vào các ngành trồng trọt, chăn nuôi và thú y để thu về gần 20 tỷ dô la lợi nhuận nhờ sản xuất thực phẩm nano. Một số nước ở Châu Âu và Châu Á cũng đầu tư nhiều tiền của vào công nghiệp nano.

Các hạt nano có tiềm năng ứng dụng to lớn trong nông nghiệp với những nhiệm vụ như: Xử lý hạt giống cải thiện tốc độ nảy mầm và sinh trưởng, chất lượng và năng suất thu hoạch sản phẩm; làm phân bón lá bao gồm các nguyên tố vi lượng cần thiết trong từng giai đoạn phát triển của cây trồng; nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón NPK bằng cách ứng dụng phân bón nhả chậm có kiểm soát; nâng cao hiệu quả sử dụng và giảm chi phí thuốc BVTV bằng cách phát triển phương pháp vận chuyển tới đích đối với dưỡng chất và thuốc; phát hiện và chẩn đoán nhanh các bệnh do vi sinh vật gây ra cho cây; nâng cao thời gian bảo quản rau quả; trong chăn nuôi gia súc gia cầm, nâng cao khả năng miễn dịch cho vật nuôi và khả năng chống oxi hóa, giảm sử dụng thuốc kháng sinh, giảm mùi hôi; làm thuốc phòng chống bệnh cho thủy sản; khử trùng các nguồn nước, nâng cao chất lượng nước và hiệu quả nuôi trồng thủy sản; xây dựng các hệ thống quan trắc trên cơ sở các bộ cảm biến cho phép quan trắc thời gian thực các chỉ số môi trường trên thực địa.

Tuy nhiên, công nghệ nano cung có thể gây ra những tác dụng không mong muốn dối với cây trồng cung nhu vật nuôi mà hiện tại chưa được xác minh một cách rõ ràng. Tính ứng dụng ấn tượng nhất của công nghệ nano trong nông nghiệp là sử dụng các hạt nano để xử lý hạt giống. Nhờ có kích thước nhỏ và hoạt tính phản ứng cao, các hạt nano có thể xâm nhập vào các lỗ xốp của hạt giống và kích hoạt các hooc môn kích thích các quá trình sinh lý trong cây, nhờ đó làm tăng hoạt tính của các enzym giúp cây tăng trưởng và tăng khả năng chống chịu stress. Ngoài ra, nhờ diện tích bề mặt lớn, các hạt nano có khả năng hấp thu các độc tố khác nhau từ trong đất và vận chuyển các dưỡng chất vào các cơ quan khác nhau bên trong cây.