کوددهی هوشمند در کشاورزی

کوددهی هوشمند در کشاورزی : امروزه بسیاری کشاورزان به کشاورزی هوشمند روی آورده اند، یکی از معیار‌های کشاورزی هوشمند کوددهی هوشمند است.

ما در این مقاله قصد داریم کوددهی هوشمند را با کوددهی سنتی مقایسه کنیم و به شما بگوییم که کوددهی هوشمند از چه طریقی انجام می‌شود و به طور کل به کود‌هایی کود‌های هوشمند گفته می‌شود.

پس اگر شما با کوددهی هوشمند و دسته بندی‌های  آن آشنایی ندارید، این مقاله را به هیچ عنوان از دست ندهید.

کشاورزی هوشمند چیست و امروزه چرا این نوع کشاورزی رونق گرفته است؟

همانطور که میدانید امروزه بسیاری از کشور ها با بحران کمبود مواد غذایی مواجهه شده اند. طبق پیش بینی‌های انجام شده، محققان بر این باروند که تا سال 2050 جمعیت زمین از 7.2 میلیارد فراتر رفته و به 9.6 میلیارد خواهد رسید.

چنین افزایش جمعیتی می‌تواند میزان نیاز به مواد غذایی را روز به روز افزایش دهد.

برای اینکه بتوان برای تمامی‌مردم جهان غذا فراهم کرد یا باید زمین‌های کشاورزی گسترش پیدا کنند و یا باید با شیوه‌هایی بازده زمین‌های کشاورزی را بالا برد.

عملا افزایش تعداد زمین‌های کشاورزی و گسترش آن ها غیر ممکن است و به هیچ عنوان نمی‌توان آن ها را گسترش داد. به همین منظور تنها راهکار برای افزایش محصولات غذایی، کشاورزی هوشمند است.

در کشاورزی هوشمند سعی می‌شود تا با استفاده از ابزار ها و همچنین تکنیک‌هایی زمین‌های کشاورزی را مدیریت کرد تا به افزایش تولید رسید.

سنجش از دور محصولات کشاورزی، مدیریت هوشمند آب و همچنین کوددهی هوشمند در دسته بندی کشاورزی هوشمند قرار می‌گیرند.

  در کشور‌های خارجی موضوع کشاورزی هوشمند امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته و کشاورزان توانسته اند که با این شیوه محصولات خود را به شکل چشم گیری افزایش و سبب بهبود کیفیت آن ها شوند.

اما در ایران کمتر به این موضوع پرداخته شده است به همین منظور شناخت کشاورزی هوشمند و دسته بندی‌های آن ها از اهمیت زیادی برخوردار است.

کوددهی در زمین‌های کشاورزی به چه صورت است؟ چه تفاوتی بین کوددهی سنتی و هوشمند وجود دارد؟

قبل از اینکه در مورد کوددهی به شما توضیح دهیم، بهتر است ابتدا بدانید که کود ها عموما از چه موادی ساخته شده اند. کود ها عموما دارای نیتروژن و فسفر هستند، این دو ماده می‌توانند برای رشد و تغذیه گیاهان بسیار مهم باشند.

اولین بار به کارگیری کود‌های شیمیایی در 1960 میلادی اتفاق افتاد و از آن زمان از آن ها برای رشد و تولید محصولات استفاده شده است.

در واقع امروزه استفاده از کود برای پایداری و همچنین افزایش تولید مواد غذایی از اهمیت زیادی برخوردار است.

البته چگونگیه استفاده و کوددهی مزارع و زمین‌های کشاورزی نیز از اهمیت زیادی دارد.

به عبارت دیگر شما باید بدانید که زمین شما تا چه میزان به کود نیاز دارد تا بتوانید به شکل صحیح گیاهان مزرعه خود را تغذیه کنید. به همین منظور شما باید به طور مداوم خاک مزرعه خود را آنالیز کنید تا از مقادیر مواد مغذی در خاک مزرعه مطلع شوید.

کوددهی زمین‌های کشاورزی مشکلاتی را نیز دارا می‌باشد. به طور مثال ممکن است که محصولات زراعی شما نتوانند به خوبی مواد مغذی موجود در کود ها را جذب کنند.

از دیگر مشکلات کوددهی نیز می‌توانیم به افزایش کود در زمین‌های کشاورزی اشاره کنیم. افزایش میزان نیتروژن و فسفر در خاک می‌تواند اثرات مخربی بر گاز‌های گلخانه ای و همچنین کیفیت آب مزارع داشته باشد.

در روش کوددهی سنتی شما باید بر اساس نوع خاک و همچنین مدیریت خاک کوددهی را انجام دهید. اینکار ممکن است دقیق نباشد و گیاهان شما به خوبی تغذیه نشوند.

اما در روش هوشمند کوددهی، مواد مغذی به خوبی جذب گیاهان می‌شوند و بازده محصولات نیز بالاتر می‌رود. همچنین در کوددهی هوشمند دیگر نیتروژن وفسفر اضافی در خاک باقی نمی‌ماند و به همین منظور آلودگی در مزارع و زمین‌های کشاورزی تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند.

کوددهی هوشمند چیست و چگونه انجام می‌شود؟

همانطور که در متن بالا هم توضیح دادیم، کوددهی هوشمند روشی برای افزایش بازدهی در کشاورزی است. در این روش میزان آزاد سازی مواد مغذی به گیاهان کنترل می‌شوند. در واقع در این روش هر زمان که گیاه نیاز به مواد مغذی داشته باشد، کود‌های هوشمند مواد مغذی را برای گیاه آزاد می‌کنند. اساس و پایه کوددهی هوشمند میکروارگانیسم است که به آن ها کود‌های زیستی و یا مواد نانو یا نانو کود ها نیز گفته می‌شود.

به عبارت دیگر کوددهی هوشمند می‌تواند زیرشاخه ای از علم نانوتکنولوژی باشد. چرا که در این روش سعی می‌شود تا با استفاده از نانوذرات با اندازه 1 تا 100 نانومتر، مواد مغذی را به گیاه رساند.

در این روش سعی می‌شود تا نانوذرات با یک پوشش نیمه نفوذپذیر محافظت شوند تا در صورت لزوم بتوانند مواد مغذی را آزاد کنند. این لایه نیمه نفوذپذیر می‌تواند تحت تاثیر برخی از عوامل تحت تاثیر قرار بگیرد و از بین برود. به طور مثال همانطور که در شکل زیر در قسمت A مشاهده می‌کنید. نانو کود ها در خاک ابتدا تحت تاثیر دما و سپس PH و همچنین آب قرار گرفت.

ازادسازی مواد غذایی داخل کود مستقل از از دما و pH بوده و تنها در زمانی که در معرض اب قرار گرفت یا رطوبت به ان رسید مواد غذایی خود را با سرعت بهینه ای ازاد می‌کنند. هچنین در قسمت B شکل زیر، کود زیستی را مشاهده می‌کنید که پس از برخورد با آب کپسول خود را از دست می‌دهد و میکروارگانیسم ها را به سمت خاک آزاد می‌کند.

در واقع این میکروارگانیسم ها همانند نیتروژن و فسفر می‌توانند برای خاک و همچنین گیاه مفید باشند همچنین در برخی موارد می‌تواننند حامل همین مواد مغذی نیز باشند. به طور مثال باکتری ها می‌توانند در تولید و همچنین تنظیم فیتوهورمون ها، آزادسازی فسفر، نیتریفیکاسیون (نیتراته شدن) و .. نقش موثری داشته باشند.

همچنین از دیگر کاربرد‌های میکروارگانسیم ها می‌توانیم به کنترل فیتوپاتوژن ها اشاره کنیم.

فیتوپاتوژن ها مسئول ساخت آنتی بیوتیک ها و همچنین سیدروفورس هستند. به طور کل فسفوباکتری ها، باکتری‌های phytate-mineralizing و فسفات‌های حلال در باکتری در دسته کود‌های زیستی قرار می‌گیرند. این باکتری ها عمدتا از خاک گرفته می‌شوند و سپس جهت مصارف کشاورزی و کوددهی هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کود‌های هوشمند به چند دسته تقسیم می‌شوند؟

عموما کود‌های هوشمند به 3 دسته تقسیم بندی می‌شود. 1- کود‌های نانو 2- کود‌های حاوی مواد مرکب 3- کود‌های با فرمولاسیون زیستی در ادامه مقاله قصد داریم شما را با هر کدام از این دسته بندی ها بیش تر آشنا کنیم و از مزایا و معایب آن ها بیش تر به شما بگوییم.

1- کود‌های نانو :

کود‌های نانو یا نانو کود ها پودر ها و یا فرمولاسیون مایع هستند که از مواد در مقیاس نانوذره تشکیل شده اند. همانطور که در متن بالا توضیح دادیم معمولا نانوذرات اندازه ای بین 1 تا 100 نانومتر دارند. اما در برخی موارد میکرو مواد مغذی که در نانوذرات قرار می‌گیرند می‌توانند اندازه ای در حدود 200 تا 500 نانومتر نیز داشته باشند. به طور کل این نانوذرات به 3 طریق قابل سنتز هستند.

1- روش فیزیکی که به آن رویکرد top-down نیز گفته می‌شود. 2- روش شیمیایی که به آن رویکرد bottom-up نیز گفته می‌شود. 3- روش زیستی که به آن سنتز زیر و یا شیمی‌سبز گفته می‌شود. امروزه عمده نانوذرات خصوصا در حوزه کشاورزی به روش شیمیایی ساخته می‌شوند. چرا که اندازه  مناسب آن ها می‌تواند کارایی فوق العاده ای در خاک ها و همچنین آزاد سازی مواد مغذی در خاک داشته باشد. نانوذرات کودی که به روش فیزیکی ساخته می‌شوند، هزینه ساخت پایینی دارند اما اندازه بسیار بزرگی دارند که ممکن است همانند نانوذرات سنتز شده به روش شیمیایی کاربرد نداشته باشند.

البته کنترل اندازه نانوذرات شیمایی کمی‌سخت است و به دلیل ماهیت شیمایی آن ها ممکن است این نانوذرات برای خاک در برخی موارد ضرر‌هایی  را داشته باشند.

اما امروزه کودهای نانو زیستی که با استفاده از شیمی‌سبز ساخته می‌شوند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این روش سعی می‌شود تا با استفاده از گیاهان، قارچ ها، باکتری ها، جلبک ها و همچنین مخمر ها نانوذراتی را ساخت که علاوه بر سایز مناسب بتوانند مواد زائد کمتری تولید کنند و کنترل سمیت آن ها در خاک نیز راحت تر باشد.

به طور کل نانو کود‌هایی که در کوددهی هوشمند مزرارع کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند نسبت به روش کوددهی سنتی اثرگذاری بهتری بر روی گیاهان و محصولات دارند. در این روش گیاهان سریعتر مواد مغذی را جذب می‌کنند و تاثیرگذاری مواد مغذی نیز به مراتب بیش تر است. که این ویژگی به دلیل مقیاس و اندازه آن هاست.

اما نانو کودها خود نیز به 3 دسته تقسیم بندی می‌شوند. 1- نانوذرات کودی 2- نانوذرات افزودنی 3- نانوذرات پوششی و یا میزبان که هر کدام را به صورت جداگانه به شما معرفی می‌کنیم

1- نانوذرات کودی : این نانوذرات در واقع با کاهش سایز و اندازه کود ها و مواد غذایی می‌توانند در انتقال آن ها نقش داشته باشند. همانطور که در متن بالا نیز توضیح دادیم، این نانوذرات به 3 روش فیزیکی، شیمایی و زیستی ساخته می‌شوند. عموما در داخل این نانوذرات موادی همچون اوره، نمک آمونیوم و مواد مغذی دیگر که در روش‌های کوددهی سنتی استفاده می‌شود قرار می‌گیرند.

2- نانوذرات افزودنی : این نانوذرات می‌توانند مواد مکملی را برای نانوذرات دسته قبلی داشته باشند. به طور مثال این نانوذرات می‌توانند قابلیت و ذخیره آب را داشته باشند.

3- نانوذرات پوششی : این دسته از نانوذرات پوششی را برای مواد مغذی و کود ها ایجاد می‌کنند تا آن ها بتوانند درموقعیت مختلف در خاک و در کنار گیاه آزاد شوند. به طور مثال ممکن است این نانوذرات در اثر دما و خواص مکانیکی و یا افزایش میزان نمک و یا اسیدیته محیط و به قصد اهداف خاصی تغییر شکل دهند و سبب آزاد شدن مواد مغذی شوند.

اگر در خاطر داشته باشید در ابتدای مقاله بارها به شما گفتیم که در کوددهی هوشمند کشاورز می‌تواند به صورت آرام آرام و به شکل مناسب حجم‌های مناسب مواد مغذی را به گیاه برساند. در این روش و با استفاده از نانوذرات پوششی چنین اتفاقی رخ می‌دهد.

آیا نانو کودها می‌توانند ضرر هم داشته باشند؟

باید به شما بگوییم که مطالعاتی زیادی در مورد نانو کود ها انجام شده است. درست است که نانو کود ها خواص زیادی را دارند و در مقایسه با کوددهی سنتی می‌توانند بسیار موفق عمل کنند.اما در برخی مطالعات مشاهده شده که نانو  کود ها می‌توانند ضرر‌هایی را نیز در کشاورزی داشته باشند. به طور مثال این نانو کود ها ممکن است در جوانه زنی بذر، طویل سازی ریشه ها و رشد محصولات، حمل مواد مغذی در بافت گیاهان تاثیرات منفی داشته باشند.

2- کود‌های حاوی مواد مرکب یا پوشش دار :

این نوع کود ها که با نام Composite Fertilizer نیز شناخته می‌شوند. در واقع کود‌هایی هستند که از چند ماده که شامل یک یا چند مواد مغذی برای گیاه است تشکیل شده اند. در واقع این کود ها از مواد ارگانیک و همچنین غیرارگانیک برای پوشش کود ها و مواد مغذی استفاده می‌کنند. نحوه آزادسازی مواد در این نوع کود ها نیز به شکل فیزیکی و یا شیمیایی است.

اگر بخواهیم دو مثال از این نوع کود ها که به شکل فیزیکی آزاد می‌شوند را به شما معرفی کنیم، می‌توانیم به پلیمر ها مانند ترموپلاستیک و رزین و همچنین سولفور اشاره کنیم. پلیمر ها می‌توانند هم مواد مغذی ماکرو و هم مواد مغذی در مقیاس میکرو را از تخریب پذیری سریع در محیط زیست حفظ کنند. همچنین از این نوع کود ها بیش تر برای محافظت مواد غذایی حلال در آب استفاده می‌شود.

به طور مثال پلی سولفون، پلی وینیل کلراید، پلی اوراتان و پلی استرن در دسته پلیمر‌های پوشش دهنده مواد مغذی و کود ها قرار می‌گیرند.

همچنین کود‌های حاوی مواد مرکب سولفور دار می‌توانند مواد مغذی حاوی اوره را در خود جای دهند و با فشار هیدرواستاتیک آن را در کنار گیاه آزاد کنند.

تا اینجا در مورد شیوه آزاد سازی کود‌های مرکب به روش فیزیکی به شما توضیح دادیم. این کود ها به روش شیمیایی هم آزاد سازی می‌شوند. در روش شیمیایی سعی می‌شود تا از مهار کننده‌هایی نظیر مهارکننده نیتیرفیکاسیون و همچنین اوره آز به کود‌هایی که پایه نیتروژنی دارند استفاده کنند. این مواد شیمایی به طور مثال اوره آز می‌تواند از پخش شدن اوره در خاک و آلودگی محیط زیست کم کند. 

3- کود‌های با فرمولاسیون زیستی :

در این نوع کود ها از یک میکروارگانیسم فعال و یا غیر فعال استفاده می‌شود که به اختصار نام این میکروارگانیسم را MOs نامیده اند. این میکروارگانیسم می‌توند سبب رشد گیاهان، افزایش گیاهان، افزایش میزان تغذیه آن ها و سبب محافظت آن از پاتوژن ها و بیماری ها شوند. این میکروارگانیسم معمولا با حامل‌هایی نظیر آگار، آگاروز، پلی آکریل آمید و ژل‌های آلژینات حمل می‌شوند.

از این میکروارگانیسم ها می‌توانیم به نوعی قارچ به نام AFM، باکتری‌هایی تحت عنوان PGPR و … اشاره کنیم. هر کدام از این باکتری ها می‌توانند با هم زیستی با گیاه مزرعه شما سبب انتقال صحیح و مناسب مواد مغذی به گیاه شوند. همچنین این میکروارگانیسم می‌توانند نقش ویژه ای را در افزایش تولید محصولات داشته باشند. به طور مثال محققان دریافتند باکتری PGPR که از آن به عنوان باکتری‌های ریزوسفوریک نیز یاد می‌شود.

در هر مزرعه ای که تا به امروز برای کوددهی هوشمند مورد استفاده قرار گرفته است. توانسته میزان محصولات را به شکل چشم گیری افزایش دهد. به همین امروزه امروزه بسیاری از کشاورزان در کشور‌های اروپایی سعی می‌کنند تا با استفاده از این فرمولاسیون‌های زیستی گیاهان خود را تغذیه کنند.

پست جذاب مارو (تغذیه مناسب گیاهان زراعی در مراحل ابتدایی) در اینستاگرام دنبال کنید: با رعایت یک سری نکات کاربردی میتونین با کشاورزی هوشمند باعث بهینه شدن محصولات کشاورزی خودتون بشین 

با کشتیار هوشمند باشید.