تاریخ شروع : 1402/09/30
مهلت ارسال : 1402/10/27
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 900میلیون تومان
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 900میلیون تومان
مهلت ارسال پروپوزال به اتمام رسیده است
نانوآفتکش گیاهی برپایه نانوذرات و عصاره گیاهی درخت چای
خلاصه فناوری
نانوفرمولاسیون‌های کلوئیدی دارای خواص قابل توجهی هستند که برای استفاده در کاربردهای مختلف توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این سیستم‌های نانوفرمولاسیون، پیشرفت‌های زیادی را در بخش کشاورزی برای اثربخشی بهتر نسبت به فعالیت‌های ضد قارچی و سیستم‌های تحویل آفت‌کش به ارمغان می‌آورند. برخی از مواد شیمیایی کشاورزی معمولی که معمولاً به صورت کنسانتره قابل امولسیون یا پودر قابل ترشوندگی هستند، برای سال‌ها در خاک یا آب‌های زیرزمینی جاسازی می‌شوند. دوره طولانی تخریب منجر به تجمع آن در زنجیره غذایی و خطرناک برای سلامت انسان و حیوانات و محیط زیست شده است. این آفت‌کش‌ها با قوانین سختگیرانه در کشورهای توسعه‌یافته ممنوع شده‌اند، اما متأسفانه همچنان در بسیاری از کشورهای در حال توسعه به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این رو، فرمولاسیون آفت‌کش‌های مبتنی بر آب با استفاده از سیستم‌های کلوئیدی می‌تواند جایگزین مناسبی برای جایگزینی فرمول موجود باشد.
فرمولاسیون نانو امولسیون آفت‌کش، فرمولاسیونی است که در آن مواد شیمیایی فعال مورد استفاده در درمان یا پیشگیری از هر بیماری که بر عملکرد کشاورزی تأثیر می‌گذارد، در سیستم نانو امولسیون گنجانده شده است. این نوع آفت‌کش‌ها بر اساس ارگانیسم‌های هدفشان دسته‌بندی شده‌اند. فرمول‌های رایج آفت‌کش‌ها، مواد شیمیایی فعالی هستند که قادر به کشتن قارچ‌ها (قارچ‌کش‌ها)، کشتن علف‌های هرز (علف‌کش)، کشتن حشرات مانند حلزون‌ها (حشره‌کش‌ها) و غیره هستند.
ضرورت مسئله
آفات کشاورزی علاوه بر خسارت به محصول و کاهش کیفی و کمی عملکرد تولید، نقش به سزایی در تخریب باغات، جنگل‌ها و منابع طبیعی داشته و باعث از بین رفتن درختان مثمر و غیر مثمر می‌شوند. گروه آفات چوب‌خوار و پوست‌خوار که بیشتر از طبقه شب پره‌ها و سوسک‌ها هستند در این زمینه فعالیت بیشتری دارند. آنچه بدیهی بوده و نه تنها برای دانشمندان علوم کشاورزی حتی برای کشاورزان و باغداران ثابت شده است این است که درختان قوی و برخوردار از آب و تغذیه مناسب و به موقع سالم‌تر هستند و کمتر به امراض گیاهی دچار شده و در معرض حمله آفات گیاهی قرار می‌گیرند. همچنین ثابت شده است که درختان ضعیف مواد شیمیایی تحریک‌کننده در محیط اطراف خود پخش می‌کنند که این مواد جلب‌کننده آفات بوده و حشرات مضر را به سمت خود می‌کشانند و باعث ایجاد خسارت می‌شوند. در مقابل درختان برخوردار از تغذیه مناسب و آبیاری به موقع نه تنها جلب‌کننده حشرات نیستند، بلکه قادرند به واسطه جریان شیره گیاهی جوانه زنی مجدد و .... در مقابل حمله آفات از خود واکنش نشان داده و به نوعی مبارزه نمایند.
نانوفرمولاسیون‌های کلوئیدی دارای خواص قابل توجهی هستند که برای استفاده در کاربردهای مختلف توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این سیستم‌های نانوفرمولاسیون، پیشرفت‌های زیادی را در بخش کشاورزی برای اثربخشی بهتر نسبت به فعالیت‌های ضد قارچی و سیستم‌های تحویل آفت‌کش به ارمغان می‌آورند. برخی از مواد شیمیایی کشاورزی معمولی که معمولاً به صورت کنسانتره قابل امولسیون یا پودر قابل ترشوندگی هستند، برای سال‌ها در خاک یا آب‌های زیرزمینی جاسازی می‌شوند. دوره طولانی تخریب منجر به تجمع آن در زنجیره غذایی و خطرناک برای سلامت انسان و حیوانات و محیط زیست شده است. این آفت‌کش‌ها با قوانین سختگیرانه در کشورهای توسعه‌یافته ممنوع شده‌اند، اما متأسفانه همچنان در بسیاری از کشورهای در حال توسعه به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این رو، فرمولاسیون آفت‌کش‌های مبتنی بر آب با استفاده از سیستم‌های کلوئیدی می‌تواند جایگزین مناسبی برای جایگزینی فرمول موجود باشد.
فرمولاسیون نانو امولسیون آفت‌کش، فرمولاسیونی است که در آن مواد شیمیایی فعال مورد استفاده در درمان یا پیشگیری از هر بیماری که بر عملکرد کشاورزی تأثیر می‌گذارد، در سیستم نانو امولسیون گنجانده شده است. این نوع آفت‌کش‌ها بر اساس ارگانیسم‌های هدفشان دسته‌بندی شده‌اند. فرمول‌های رایج آفت‌کش‌ها، مواد شیمیایی فعالی هستند که قادر به کشتن قارچ‌ها (قارچ‌کش‌ها)، کشتن علف‌های هرز (علف‌کش)، کشتن حشرات مانند حلزون‌ها (حشره‌کش‌ها) و غیره هستند.
ضرورت مسئله
آفات کشاورزی علاوه بر خسارت به محصول و کاهش کیفی و کمی عملکرد تولید، نقش به سزایی در تخریب باغات، جنگل‌ها و منابع طبیعی داشته و باعث از بین رفتن درختان مثمر و غیر مثمر می‌شوند. گروه آفات چوب‌خوار و پوست‌خوار که بیشتر از طبقه شب پره‌ها و سوسک‌ها هستند در این زمینه فعالیت بیشتری دارند. آنچه بدیهی بوده و نه تنها برای دانشمندان علوم کشاورزی حتی برای کشاورزان و باغداران ثابت شده است این است که درختان قوی و برخوردار از آب و تغذیه مناسب و به موقع سالم‌تر هستند و کمتر به امراض گیاهی دچار شده و در معرض حمله آفات گیاهی قرار می‌گیرند. همچنین ثابت شده است که درختان ضعیف مواد شیمیایی تحریک‌کننده در محیط اطراف خود پخش می‌کنند که این مواد جلب‌کننده آفات بوده و حشرات مضر را به سمت خود می‌کشانند و باعث ایجاد خسارت می‌شوند. در مقابل درختان برخوردار از تغذیه مناسب و آبیاری به موقع نه تنها جلب‌کننده حشرات نیستند، بلکه قادرند به واسطه جریان شیره گیاهی جوانه زنی مجدد و .... در مقابل حمله آفات از خود واکنش نشان داده و به نوعی مبارزه نمایند.
کرم خراط یا پروانه چوب‌خوار فری از جمله آفاتی است که در سال‌های اخیر به دلایل مختلف جمعیت آن به شدت افزایش یافته و به صورت طغیانی در حال خسارت زدن است. این حشره چوب‌خوار که خسارت خود را در مرحله لاروی (کرم) با تغذیه از چوب درختان، به میزبان وارد می‌کند، باعث پوک‌شدن شاخه‌ها شده و موجب شکسته‌شدن شاخه در اثر وزن خود آن‌ها یا وزن میوه می‌شود و گاهاً صدمات جبران ناپذیر شدیدی را برای برداشت‌کنندگان محصول که از درخت بالا رفته‌اند ایجاد می‌کند. کرم خراط در چند سال گذشته تبدیل به آفت مهمی در ایران شده است. لارو این حشره چوب‌خوار بوده و به شاخه و تنها به بیش از 851 گونه درختی و بوته‌ای حمله می‌کند. گردو و سیب از میزبان‌های ترجیحی این حشره می‌باشد. این آفت در مرحله لاروی با ورود به شاخه و تنه درختان و گیاهان بوته‌ای موجب ضعف گیاه شده و همچنین در برخی موارد مرگ گیاه را به دنبال دارد. در کشور بلغارستان این حشره تبدیل به آفت جدی برای درختان سیب شد به طوری که در ناحیه پلودیو این کشور از سه سال قبل به دلیل عدم توجه به این آفت حدود 81 درصد از درختان سیب این منطقه نابود شد. امروزه حشره‌کش‌های شیمیایی سهم زیادی را در مبارزه با آفات به خود اختصاص داده‌اند. از طرفی این حشره‌کش‌ها اثرات جانبی بسیاری را به همراه دارندکه از جمله آن‌ها می‌توان به مقاومت آفات در برابر سموم، اثرات باقی‌مانده سموم در غذاها و همچنین اثرات ناشی از آن‌ها روی انسان‌ها، حیوانات و محیط‌زیست اشاره کرد.
مسئله اصلی تحقیق
کشاورزی پایدار سیستمی است که در آن با اعمال مدیریت صحیح در استفاده از منابع طبیعی می‌توان نیازهای غذایی بشر را تأمین و کیفیت محیط زیست را حفظ کرد و از تخریب ذخایر طبیعی جلوگیری به عمل آورد. در توسعه پایدار،کشاورزی، کاهش فشار وارده به اراضی زیر کشت، عدم مصرف مواد شیمیایی (کود وسم)، حفظ ذخایر طبیعی و سلامت نسل حاضر و آینده جزء مباحث اصلی است. گام‌های زیادی باید برای ایجاد کشاورزی پایدار برداشته شود، قبل از هرچیز باید به تعادل بین تولید محصول و تغییرات محیطی توجه گردیده و سیستم زراعی به عنوان بخشی از کل سیستم محیط زیست در نظر گرفته شود هم چنین به جای استفاده از کودها و سموم شیمیایی علف‌کش‌ها و هورمون از تناوب زراعی بقایای گیاهی کود سبز کودهای آلی مبارزه بیولوژیک با حشرات و ارقام مقاوم به آفات و بیماری‌ها استفاده گردد. آن‌گاه می‌توان گفت سیستم کشاورزی پایدار، مولد، تجدیدشونده، سودآور و خودکفاست و لطمه‌ای به محیط زیست وارد نخواهد ساخت. بر همین اساس فراهم نمودن امنیت غذایی همراه با کیفیت، مناسب حفاظت و بهبود سودمندی مزرعه، قابل پذیرش بودن از سوی جامعه و بهبود کیفیت زندگی انسان و ایجاد درآمد مناسب و کافی برای کشاورزان از جمله اهداف برنامه کشاورزی پایدار است. از رسالت‌های مهم بشر حفاظت از محیط زیست است که از میان بخش‌های مختلف، تولید بخش کشاورزی بیشترین و نزدیکترین ارتباط را با محیط زیست دارد که این ارتباط دو سویه است از یک طرف فرسایش و تخریب محیط زیست تولید و عملکرد محصولات کشاورزی را تحت تأثیر منفی قرار می‌دهد و از طرف دیگر مواد آلاینده‌های بخش کشاورزی و مصرف بی‌رویه کودها و سایر مواد شیمیایی در این بخش صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد می‌کند.
خطرناک‌ترین موقعیت زمانی است که این ارتباط به یک دور باطل درآید. به این شکل که با تخریب محیط زیست و فرسایش خاک کشاورزان مجبورند جنگل‌ها و منابع طبیعی بیشتری به کشتزارها تبدیل نمایند و سطح مصرف کودهای شیمیایی را افزایش دهند که نتیجه آن چیزی جز نابودی محیط زیست و فقیر شدن کشاورزان نیست.
مدیریت تلفیقی آفات یکی از عناصر و اجزای توسعه کشاورزی پایدار می‌باشد که از جمله رسالت‌های اولیه آن کمک به کشاورزان برای تولید محصولات سالم و یا کیفیت از راه به بکارگیری رویکردهای دقیق اقتصادی است. با توجه به مطالب ذکر شده یکی از دلایل اصلی حمله آفات مختلف، ضعیف بودن درختان است و اغلب آفاتی همچون کرم خراط به درختانی حمله می‌کنند که کمبود مواد مغذی در آن‌ها مشهود است. از این رو آفت‌کش طراحی شده بر اساس نانو تکنولوژی بایستی با رویکرد دوگانه ابتدا مشکل کمبود مواد مغذی گیاه را حل نموده سپس با استفاده از ماده موثره موجود در آن از حمله آفات جلوگیری کرده و سپس آن‌ها را نابود سازد. از مزاياي استفاده از نانو ریزمغذی‌ها در این آفت‌کش مي‌توان به مواردي چون قيمت مناسب، تأثير بالا، قابليت پخش شدگی زياد در آب،كنترل‌پذيري بيش‌تر و افزایش سرعت جذب مواد مغذی در درختان اشاره نمود.
مسئله اصلی تحقیق
کشاورزی پایدار سیستمی است که در آن با اعمال مدیریت صحیح در استفاده از منابع طبیعی می‌توان نیازهای غذایی بشر را تأمین و کیفیت محیط زیست را حفظ کرد و از تخریب ذخایر طبیعی جلوگیری به عمل آورد. در توسعه پایدار،کشاورزی، کاهش فشار وارده به اراضی زیر کشت، عدم مصرف مواد شیمیایی (کود وسم)، حفظ ذخایر طبیعی و سلامت نسل حاضر و آینده جزء مباحث اصلی است. گام‌های زیادی باید برای ایجاد کشاورزی پایدار برداشته شود، قبل از هرچیز باید به تعادل بین تولید محصول و تغییرات محیطی توجه گردیده و سیستم زراعی به عنوان بخشی از کل سیستم محیط زیست در نظر گرفته شود هم چنین به جای استفاده از کودها و سموم شیمیایی علف‌کش‌ها و هورمون از تناوب زراعی بقایای گیاهی کود سبز کودهای آلی مبارزه بیولوژیک با حشرات و ارقام مقاوم به آفات و بیماری‌ها استفاده گردد. آن‌گاه می‌توان گفت سیستم کشاورزی پایدار، مولد، تجدیدشونده، سودآور و خودکفاست و لطمه‌ای به محیط زیست وارد نخواهد ساخت. بر همین اساس فراهم نمودن امنیت غذایی همراه با کیفیت، مناسب حفاظت و بهبود سودمندی مزرعه، قابل پذیرش بودن از سوی جامعه و بهبود کیفیت زندگی انسان و ایجاد درآمد مناسب و کافی برای کشاورزان از جمله اهداف برنامه کشاورزی پایدار است. از رسالت‌های مهم بشر حفاظت از محیط زیست است که از میان بخش‌های مختلف، تولید بخش کشاورزی بیشترین و نزدیکترین ارتباط را با محیط زیست دارد که این ارتباط دو سویه است از یک طرف فرسایش و تخریب محیط زیست تولید و عملکرد محصولات کشاورزی را تحت تأثیر منفی قرار می‌دهد و از طرف دیگر مواد آلاینده‌های بخش کشاورزی و مصرف بی‌رویه کودها و سایر مواد شیمیایی در این بخش صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد می‌کند.
خطرناک‌ترین موقعیت زمانی است که این ارتباط به یک دور باطل درآید. به این شکل که با تخریب محیط زیست و فرسایش خاک کشاورزان مجبورند جنگل‌ها و منابع طبیعی بیشتری به کشتزارها تبدیل نمایند و سطح مصرف کودهای شیمیایی را افزایش دهند که نتیجه آن چیزی جز نابودی محیط زیست و فقیر شدن کشاورزان نیست.
مدیریت تلفیقی آفات یکی از عناصر و اجزای توسعه کشاورزی پایدار می‌باشد که از جمله رسالت‌های اولیه آن کمک به کشاورزان برای تولید محصولات سالم و یا کیفیت از راه به بکارگیری رویکردهای دقیق اقتصادی است. با توجه به مطالب ذکر شده یکی از دلایل اصلی حمله آفات مختلف، ضعیف بودن درختان است و اغلب آفاتی همچون کرم خراط به درختانی حمله می‌کنند که کمبود مواد مغذی در آن‌ها مشهود است. از این رو آفت‌کش طراحی شده بر اساس نانو تکنولوژی بایستی با رویکرد دوگانه ابتدا مشکل کمبود مواد مغذی گیاه را حل نموده سپس با استفاده از ماده موثره موجود در آن از حمله آفات جلوگیری کرده و سپس آن‌ها را نابود سازد. از مزاياي استفاده از نانو ریزمغذی‌ها در این آفت‌کش مي‌توان به مواردي چون قيمت مناسب، تأثير بالا، قابليت پخش شدگی زياد در آب،كنترل‌پذيري بيش‌تر و افزایش سرعت جذب مواد مغذی در درختان اشاره نمود.
| نام و نام‌خانوادگی | رشته/ مقطع تحصیلی | همکار/ مشاور طرح | وضعیت شغلی |
| رضا دهقانی بیدگلی | منابع طبیعی/دکتری تخصصی | مشاور | هیئت‌علمی دانشگاه کاشان |
| مجید بگیان | نانوتکنولوژی/دکتری تخصصی | مدیرتولید | دانشجو دکتری علوم و فناوری نانو-دانشگاه کاشان |
| مرضیه شریفی ولدانی | نانو تکنولوژی/دکتری تخصصی | مدیر تحقیق و توسعه | دانشجو دکتری علوم و فناوری نانو-دانشگاه کاشان |
- با توجه به استفاده همزمان از مواد ریز مغذی، آفت‌کش‌ها منجر به بهبود رشد کلی گیاه می‌شود.
- تقویت گیاه و جلوگیری از حمله آفات به گیاه
- جلوگیری از آلودگی شدید خاک و محیط زیست
- تاثیر کمتر بر روی تعداد حشرات مفید
- قیمت مناسب محصولات
- مصرف کمتر این محصول نسبت به سایر آفت‌کش‌ها ( به دلیل استفاده از فناوری نانو)
نانوامولسیون معرفی شده در طرح جهت استفاده در امور کشاورزی و آفت‌کش‌ها علی الخصوص کرم خراط می‌باشد.
- ریشه‌‌کن کردن آفت کرم خراط به مقدار حداقل 80 درصد و جلوگیری از تولید مثل مجدد آن‌ها.
- استفاده از ریز مغذی‌های نانوساختار برای بهبود جذب آن‌ها (افزایش حداقل 50 درصدی میزان جذب)
هر لیتر از این آفت‌کش نانویی با 500 لیتر آب مخلوط شده و به طور متوسط با توجه به اندازه درختان برای 1000 متر مربع از یک باغ میوه مورد استفاده قرار گیرد.
- هزینه اجرای طرح حدود 900 میلیون تومان برآورد می‌شود.
- مدت‌زمان اجرای طرح حدود 14 ماه برآورد می‌شود.
- مالکیت معنوی: مشارکت‌کننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکت‌کننده در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتاب‌دهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و باتوجه به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعه‌دهنده، سهم مالکیت قابل مذاکره و توافق است).
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@