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纳米技术在农业,当前和未来的情况

Fawzy ZF1*,李(2,我Shaymaa Shedeed3我El-Bassiony1

1蔬菜研究部门、农业和生物研究部门,国家研究中心,埃及

2地理科学和自然资源研究所,中国科学院,中国

3植物营养部门、农业和生物研究部门国家研究中心,埃及

*通讯作者:
扎卡里亚Fouad Fawzy哈桑
博士,教授
蔬菜研究部门
农业和生物研究部门
国家研究中心,埃及
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:10/09/2018;接受日期:01/10/2018;发表日期:10/10/2018

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文摘

在发展中国家,农业部门是非常重要的部门经济。事实上,发展中国家是一个大问题看起来像农业粮食短缺主要是由于环境因素的负面影响。事实上,到2050年,随着人口的增加,将会有一个伟大的稀缺的食物需要一个可持续的基础上解决。此外,一些新技术开发显示潜在的提高农业生产率,以及减少环境成本和资源与农业生产有关。

纳米技术有巨大的潜力在农业和食品行业,通过改善生活质量通过其应用程序。此外,克服和解决这个问题,纳米技术工具用于提高植物吸收营养的能力等等。在不久的将来,纳米催化剂将准备使用,将会增加许多的化肥使用效率是否用于添加土壤或喷洒作物和允许使用低剂量。一些潜在的纳米技术在农业中的应用综述了手稿,尤其是在肥料领域。

关键字

纳米技术、农业、粮食安全、气候变化。

介绍

纳米技术在农业中的应用

纳米技术在农业的主要目的是减少使用化肥和农药保护植物和农作物,减少养分损失受精和增加产量的植物作物通过最佳养分管理。纳米技术和纳米颗粒,如纳米颗粒、纳米技术从植物和营养吸收,设备来自植物育种和基因转换。使用一个具体的目标可以减少对非靶标植物组织损伤和化学物质释放到环境中。纳米粒子应用于农业衍生品的生物聚合物,如碳水化合物和蛋白质与低强度对人类健康和环境的报告。

纳米技术被用来调节营养物质的释放基于作物——作为可溶性肥料的需求,也可以表示,纳米管的效率比普通的肥料。

尽管有这些潜在优势,创新产品在农业纳米技术在获得农产品市场面临着困难。

事实上,使用杀虫剂或化肥来提高生产的食物会导致无法控制释放到环境中的干扰物质的问题。如今,纳米技术是一种很有前途的方法来改善农业生产和修复受污染的水、土壤以及地下水。许多科研人员最近报道了纳米技术在农业中的应用研究,尤其关注纳米材料的命运曾经介绍了水和土壤。他们发现,纳米材料的使用提高了环境的质量,并帮助检测和治理污染的网站,而且,只是少量的纳米材料的展示了潜在的毒性作用1]。此外,铁纳米颗粒对陆生植物的影响表明,黄褐色的复合物/斑块,由根系的植物物种来自不同家庭的测试,是含铁纳米粒子的构成。此外,铁纳米粒子/纳米复合物的形成据报道是一种理想的内稳态机制进化的植物调节吸收所需的水平的离子铁(2]。

纳米肥料

纳米材料是NMs植物可以提供一个或更多的营养,导致生长发育和产量增加的同时,或那些执行传统肥料的最佳性能,没有直接的饲料作物(3]。一些领域的研究已经证明的重要性,使用现代先进的纳米材料。一些有利影响包括提高养分利用效率,更好的农业作物生产力和减少土壤污染物污染和污染物(4]。实际上,纳米化肥来提高增长的潜在贡献,农作物的发展和生产力的能力增加吸收和高交互性。纳米颗粒可以进入植物细胞直接通过细胞壁结构,类似于筛如果粒径小于细胞壁毛孔的大小(5 - 20海里)。然而,没有科学研究驳斥了额外的Nano肥料的吸收发生在水/土壤溶液中的溶解度。换句话说,纳米材料是在溶液中溶解并释放营养物质(或臭氧)可溶性离子。植物吸收的可溶性养分离子随机就像从传统的可溶性肥料。然而,溶解率和纳米卫星的程度在水/土壤溶液应高于散装固体由于较小的粒子大小和更高的表面表面在过去(3]。

缓释型释放肥料(SRF)——纳米材料因为他们独特的养分释放性能超过一段时间。缓慢释放化肥和释放肥料释放逐渐释放营养和符合植物的营养需求。这些肥料可以准备物理涂层传统肥料颗粒与不同的材料,减少其降解率(5,6]。因此,营养吸收更大的效率,对CRF产品新鲜度较低的损失而容易肥料形式(7]。释放率和可溶性肥料在水中溶解度取决于涂料。这突出了发展的想法困在纳米材料的8]。因此,肥料因此受到纳米材料更好的生存在受污染的土壤,让他们释放到土壤(9]。

实际上,纳米技术与生物技术的发展大大扩大了纳米技术在各个领域的应用。各种碳基侧基、矿物质和贱金属(纳米级聚合物)和nano-biocomposites材料10,11正在开发。

使用纳米技术在农业领域的优势

纳米技术已经用于农业在大型化肥、水和水处理,因为农业是最重要的经济效率因素的任何国家。

为什么我们使用纳米技术在农业

因为它给了一个非常大的表面积,如例如,coal-oxide氧化物,使大量面积600立方米,肥料和水处理,因为水包含许多固体材料,微生物和微生物。

例如,水的脱水需要很高的能量,低效率,产生的不良气味,使用太多的物质和疾病造成饮用水的使用,是否疟疾或工具与C或Taifod。

碳纳米管

用于从水中去除细菌和病毒,因为传统过滤器不能完全从水中移除所有细菌。他们的碳纳米颗粒过滤器移除所有从水中细菌和病毒。

使用磁性材料的去除色素或病毒在水里,也有发表的研究使用钙和磷和没有任何毒性作用的植物或环境或人类,用于切除等重元素的铅、砷和铜99%到95。

例如,残余的颜料生产工厂使用颜料的授粉和工厂污染水源,影响人类的沉降是用于这些粒子和最后,我们得到了完全干净的水。

纳米农药:农药的使用对环境造成的问题,人类或土壤,利用纳米技术我们得到我们所做的技术革命和现代的保护植物杂草和疾病到达工厂。

使用纳米代替:渗透率很高,减少用量,因此成本很低。

纳米结构的例子

材料生产的纳米结构被广泛产生,它使用更少的数量和给相同的力量

相比正常的甘油在害虫的控制,当使用Nano-glycerin使用非常小的数量给予非常高的效率只有杀死所有害虫在6小时颠倒正常的方法,消耗非常大的数量和在一个24小时的时期。

这节省时间和节省成本以及渗透率,杀死所有蚊子幼虫在更短的时间和每个工厂所需的剂量以更低的成本

也用山羊的氧化物在疾病影响番茄,泡纸和植物,我们很少使用浓度和效率高达95%。

二氧化钛:使用铝和硅材料在模具腐烂葡萄,以及解决问题的玉米,色斑和植物问题作为一个整体,利用纳米技术没有植物,植物病害的控制以及富有成果的利用纳米技术和所有发表的研究和应用。

纳米技术是低成本和数量很低在非常低的浓度与过度使用相比,从而减少影响人类的疾病,环境或人类。

在肥料使用化肥导致环境污染土壤和植物,最终达到人类的很多疾病。

纳米粒子的优势是大的表面积,这可以减少使用的大小或浓度,从而减少了过度使用和不给森林造成麻烦或人类之后,环保材料。

人们也可以受益于他们所需要的营养物质或植物需要的营养物质进入细胞,在非常低的浓度。

如今,铁、锌和镁。这些都是集中所需的植物,nano-sedica添加到它。它的优点是耐干旱、疾病和昆虫和植物增加磷的利用率。然而,它给出了增加产量和活力的植物,没有皱纹纸。

尝试在芒果和给一个非常高的产量和减少损失或秋天的水果和增加棉花的味蕾。纳米镁、锰、锌、钾化合物在纳米结构的形式,植物需要在一个非常小的形式相比,可用的肥料。

纳米食品

Nano-food用于包装材料,抗菌物质,以确保食品的安全的最大可能的时间和存储光、水分和阳光从存储材料。

它还使用食品如冷冻家禽的迹象。它有一个绿色的标志,以确保它的新鲜。当它变成橙色,它也是安全的。然而,当马克变红,防腐剂不安全使用Nano-food由于颜色变化。

芒果也喷在安全物质,增加了水果保存时间长达45天相比普通水果。

它也用于存储草莓20到28天没有任何模具使用nano-kutuzan kotosan比较正常。

纳米技术将改善化学杀虫剂的强度,同时减少作物化学处理的成本,这将大大提高消除杀死农作物的昆虫和害虫,以及安全使用、以及开发特殊Nano-tools帮助改善植物的营养吸收会导致植物的生长和提高产量的增加,以及利用纳米技术可以使纳米探测器能够探测和显示疾病影响植物和显然,这有助于生产商监测更科学和专业的庄稼。

农业和粮食生产取得了显著进展在过去的10年。食品公司正试图运用现代技术,如纳米技术更好的作物生产。科学家认为,纳米技术的使用将有助于食品公司生产粮食无防腐剂损伤和更少。以及今天的价格,并通过使用更少的化学物质的制备和生产食品在未来。

维生素是重要的农业生产的数量、质量和人体健康。世界上有超过300万的人患有微量营养素不足,尤其是锌和铁,浓缩的补充或盐不是解决问题的最佳名称,尤其是在贫穷的国家。其中包括添加这些营养肥料的方法之一吗?营养是自然的生物防御工事。micro-specific植物生长主要是产品的质量营养尽管定量数量你需要作物与主要营养素。尽管各种矿物和两栖肥料资源的可用性(合成和天然营养物质)和不同添加剂的可用性(除了树叶的土壤和添加到喷雾或两者兼而有之。使用这种肥料效率不超过5%的添加剂。最近,有倾向于采用微型进料肥料制造纳米粒子,它希望能解决部分问题,但这个主题仍然是处于起步阶段,需要进一步的研究。当然,等未知风险,可以结合肥料类型?还有纳米规模甚至不需要设备微波随纳米粒子的研究,这样命运可以研究和堆肥的行为添加到土壤植物系统,如传感器可以在小尺寸传感器植入在微生物细胞的水平,可用于研究土壤锰缺乏和毒性的改变内容湿有一些字段(这些微型机器的12]。有小相机植入地方某些根是可视化和描述根的运动和营养13)之间的解放者和任何肥料配方和特定的植物需求和增长阶段,饲料和化肥土壤肥力技术达到更大的吸收效率和减少环境污染。对纳米技术和纳米就有希望生物技术(纳米技术)的终极目标,这是最环保的肥料。有些成功与尿素和字段是开放的许多其他肥料希望提高使用效率的施肥的5%折这个数字提高生产力、产品质量和人类的健康。

结论

纳米技术有巨大的潜力在农业和食品行业,通过改善生活质量通过其应用程序。此外,克服和解决这个问题,纳米技术工具用于提高植物吸收营养的能力等等。在不久的将来,纳米催化剂将准备使用,将会增加许多的化肥使用效率是否用于添加土壤或喷洒作物和允许使用低剂量。结果打开一个广泛利用各种可能的结果纳米粒子一般植物的一部分探索和农学。纳米技术提高他们的执行和适当扩大生存能力,安全,除了最终减少社会保险成本。

引用

全球技术峰会