Нанотехнологии: приезжаем в теплицу рядом с вами

Оранжевые люминесцентные пленки с квантовыми точками UbiGro-Inner 600 установлены на огурцы в теплице в Лимингтоне, Канада. Фотографии: UbiQD, Inc.

Учитывая нанотехнологии, искусственный интеллект (ИИ) и нескончаемый поток приложений, призванных помочь вам разобраться в данных, может показаться, что технологии захватывают мир, даже в теплице.

Однако в нанопространстве происходят интересные вещи, которые могут обеспечить конкурентное преимущество для вашей деятельности. Вот взгляд на некоторые новые возможности использования нанотехнологий в теплице.

Хотя это может показаться новым, нанотехнологии как наука существуют уже некоторое время. По данным Национальной нанотехнологической инициативы (NNI), современные нанотехнологии начались в начале 1980-х годов и включают «науку, инженерию и технологии, осуществляемые на наноуровне, который составляет от 1 до 100 нанометров». Нанометры обозначаются сокращенно «нм». Для справки, NNI поясняет, что толщина листа газеты составляет около 100 000 нм.

Удобрения, средства борьбы с вредителями и растворы микроэлементов стоят дорого, и никто не хочет тратить их зря. Целью сельскохозяйственных наночастиц является целенаправленное применение для повышения биодоступности и более эффективного усвоения растениями.

Одним из растущих применений являются наноудобрения. Наноудобрения — это не просто маленькие кусочки обычного удобрения. Подумайте вместо нано-грузовика, чтобы повысить эффективность усвоения питательных веществ. Несмотря на небольшой размер (10–100 нм), наночастица все же в сотни раз больше иона кальция или другого питательного вещества. Электростатические заряды притягивают эти ионы к наночастице, фактически загружая ее.

Доктор Лэндон Бандерсон, главный научный сотрудник Aqua-Yield, объясняет, что наночастицы «используют уже существующий механизм эндоцитоза для доставки в клетку большей полезной нагрузки». Это метод, используемый растениями для проведения более крупных частиц через клеточную стенку, частиц, которые слишком велики, чтобы пройти через клеточную мембрану другими методами. Когда наноудобрения проходят через клеточную стенку, эти частицы, несущие питательные вещества, становятся доступными растению.

Наночастицы не ограничиваются удобрениями — их можно использовать для улучшения доставки инсектицидов, фунгицидов и других методов лечения. Закваски для корней, кальций, калий, какой бы материал ни был, Бандерсон говорит, что наночастицы могут помочь.

Улучшенная доставка питательных веществ и повышенная скорость поглощения создают преимущества, в том числе большую корневую массу, меньшее использование удобрений и добавок, более высокую урожайность и сокращение времени цикла сбора урожая. Наночастицы можно использовать на всех этапах роста, от содействия прорастанию и укоренению до завершения, и они экономически эффективны.

«У каждого есть болевая точка поглощения», — говорит Бандерсон, хотя производители не часто понимают ее таким образом. Поступление питательных веществ и лечебных средств в ткани растения представляет собой проблему абсорбции. Благодаря возможности плавной интеграции в существующие прикладные системы пользователи наночастиц видят отличные результаты.

Производители могут смешивать наночастицы с существующими системами фертигации. По мере наблюдения за результатами корректируйте нормы внесения, чтобы отразить новую эффективность.

Нанопузыри уже здесь, и они могут сделать больше, чем просто увеличить содержание растворенного кислорода. Нанопузырьки увеличивают и стабилизируют количество кислорода, доступного растениям в ризосфере, что приводит к более крепкой корневой системе и здоровью растений, но это не единственное их преимущество. Повышенное содержание кислорода в корневой зоне смещает окружающую среду в сторону аэробной ситуации и благоприятствует полезным бактериям, а не вредным.

Дэйви Рок — менеджер по развитию бизнеса Moleaer на Среднем Западе США. Он говорит, что распространенная причина, по которой производители включают нанопузырьки в свои системы, заключается в уменьшении образования биопленки и сокращении обслуживания линий. Нанопузырьки, благодаря своему сильному отрицательному заряду и твердой, стабильной поверхности, являются эффективным и безопасным способом минимизировать проблемы с биопленкой в ​​вашей работе.

Рок объясняет, что нанопузырьки также являются окислителями, выделяя гидрокси-радикал, когда они лопаются. В одном тематическом исследовании уровень Pythium снизился на 81% по сравнению с неочищенной водой в том же месте. Более высокая урожайность, более быстрое время цикла сбора урожая и меньшее количество заболеваний делают нанопузырьки достойными внимания.