تعيش صناعة الزراعة في عصر التحول الرقمي التكنولوجي، وتكنولوجيا النانو تتقدم كمحرك أساسي لتطوير هذا القطاع الحيوي. وسوف نستعرض معا العديد من الجوانب لدور تكنولوجيا النانو في تحسين الأداء الزراعي وتعزيز الاستدامة.
1- تحسين كفاءة الأسمدة
في ميدان الأسمدة النانوية، تبرز تكنولوجيا النانو كحلاً مبتكرًا لتحسين استخدام الموارد الطبيعية. حيث تمكنت هذه التقنية من توفير العناصر الغذائية للنباتات بشكل أكثر فعالية، مما يقلل من الفاقد ويعزز من نمو النباتات بشكل صحي.
2- مكافحة أفضل للآفات المختلفة
تقدم تكنولوجيا النانو فرصًا جديدة في تطوير مبيدات زراعية ذكية، حيث يمكن تحقيق فعالية أكبر باستخدام كميات أقل. ويسهم ذلك في التقليل من الآثار البيئية السلبية ويحمي المحاصيل بشكل أفضل وفترات أطول خلال موسم الزراعة.
3- تحسين خصائص التربة
من خلال استخدام المواد النانومترية، يمكن تحسين خصائص التربة، بما في ذلك قدرتها على احتفاظها بالمياه وتعزيز خصوبتها. هذا يعزز فعالية استخدام المياه ويدعم الزراعة في المناطق ذات الظروف الجافة.
4- التحسين الوراثي
تقدم تكنولوجيا النانو فرصًا جديدة في نقل المواد الوراثية بشكل أكثر دقة، مما يساهم في تحسين الصفات الوراثية للمحاصيل ويعزز التنوع الوراثي، وبالتالي الحصول على هجن جديدة تتميز بخصائص مرغوب فيها لتواكب التغيرات المناخية.
5- الابتكار في إدارة الموارد
تسهم تكنولوجيا النانو في تحسين أساليب إدارة الموارد مثل استخدام المياه والطاقة، مما يجعل الزراعة أكثر استدامة وفعالية.
6- الاستفادة من الطاقة الشمسية بشكل أفضل
تسعى تكنولوجيا النانو أيضًا إلى تحسين استفادة الزراعة من الطاقة الشمسية. من خلال تطوير خلايا شمسية نانوية فعالة، يمكن تحسين تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام في تشغيل أنظمة الري وتشغيل الأجهزة الزراعية.
7- دور الذكاء الاصطناعي في الزراعة النانوية:
تتيح تكنولوجيا النانو أيضًا تكاملًا مع تقنيات الذكاء الاصطناعي في إدارة الزراعة، حيث يمكن استخدام التحليلات الذكية لفهم الظروف البيئية واحتياجات المحاصيل، مما يمكن المزارعين من اتخاذ قرارات أفضل وتحسين عمليات الزراعة.
دراسة السماحي لتأثيرات السيليكا النانومترية على بعض الآفات
فى دراسة قام بها قام بها الدكتور مجدى فاروق السماحى (أستاذ النانوتكنولوجى ووقاية النبات بمركز البحوث الزراعية) أوضح فيها أن استخدام بعض المواد المحضرة فى صورة النانو لها تأثير فعال على حشرة التوتا ابسليوتا التى تصيب محصول الطماطم والعديد من المحاصيل الأخرى، حيث أن هذه الحشرة قد أظهرت مقاومة عالية لجميع المبيدات الموجودة في الأسواق خلال فترة الدراسة (2011) ولكن عند استخدام المستحضر المحتوى على السيليكا في صورة النانو أدى ذلك إلى خفض كبير في نسبة الإصابة بالحشرة تتراوح ما بين 90-95٪ عند تركيز 300 جزء في المليون بالإضافة إلى ارتفاع جودة المحصول بالمقارنة بالمعاملات الأخرى.
وقد أجرى السماحي وزملائه بمركز البحوث وجامعة كفر الشيخ العديد من الأبحاث على استخدام السيليكا النانومترية في خفض التعداد لحشرات دودة ورق القطن، من اللوبيا، صانعة أنفاق أوراق الفول البلدي، خنفساء البنجر السلحفائية، ذبابة أوراق البنجر على محاصيل فول الصويا، الفول البلدي ومحصول بنجر السكر وحشرة الدروسوفيلا علاوة على العنكبوت الأحمر سواء في المعمل أو الحقل وبعض حشرات الحبوب المخزونة. أثناء الدراسة رعى الباحث تجنب الآثار السلبية التي قد تنتج عن استخدام المواد النانومترية عن طريق الوصول لتركيز فعال على الآفة المستهدفة دون حدوث طفرات للمحصول أو ظهور سلالات مقاومة من الآفات أو تلوث للبيئة المحيطة.
ومن أبحاث السماحي ما نشر في المؤتمر الدولي لكلية الزراعة بجامعة اسكندرية (فبراير 2017) وبحث منشور بالمجلة المصرية لبحوث وقاية النبات (2018) حيث قام بتحضير السيليكا النانومترية من قشرة حبوب الأرز واستخدامها في مكافحة دودة ورق القطن على محصول فول الصويا وقد أظهرت النتائج إمكانية استخدام السيليكا النانومترية في مكافحة الحشرة محل الدراسة.
وقد حصل السماحي على العديد من الجوائز وآخرها تكريمه فى يوم التميز بمعهد بحوث وقاية النباتات بالدقي بحضور الأستاذ الدكتور سامي درويش وكيل مركز البحوث الزراعية والأستاذ الدكتور أحمد عبد المجيد مدير معهد بحوث وقاية النباتات والسادة وكلاء معهد بحوث وقاية النباتات الأستاذ الدكتور شعبان عبد ربه والأستاذ الدكتور سعيد علام.
في النهاية، يتضح أن تكنولوجيا النانو ليست مجرد تقنية واعدة في الزراعة، بل هي نقلة نوعية تعزز الاستدامة والفعالية في هذا القطاع الحيوي، مما يسهم بشكل فاعل في تحقيق تحول ثوري نحو مستقبل زراعي أكثر ازدهارًا واستدامة وبخاصة مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي حيث يعملان معا في تناغم لتحقيق أهداف التنمية المستدامة والحفاظ على الموارد الطبيعية وتعظيم الاستفادة منها للأجيال الحالية والقادمة إن شاء الله.
الأستاذ الدكتور/ مجدي فاروق السماحي
أستاذ النانوتكنولوجي ووقاية النبات – معهد بحوث وقاية النباتات – مركز البحوث الزراعية
رئيس فرع الاتحاد العربي للتنمية المستدامة والبيئة بكفر الشيخ
عضو مجلس إدارة جمعية مجلس علماء مصر
عضو لجنة أخلاقيات البحث العلمي بجامعة كفر الشيخ
عضو مجلس إدارة الجمعية العلمية لحماية البيئة بجامعة كفر الشيخ
اقرأ أيضا
د. مجدي السماحي يكتب عن البيئة و الزراعة و الاستدامة في الوطن العربي
د. مجدي السماحي يكتب ..البيئة قرض الأحفاد للأجداد
