پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده و مجموعه‌ای از رادیکال‌ها، یون‌ها و الکترون‌های خنثی از نظر الکتریکی است که نسبت به میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند.
انواع مختلفی از پلاسما وجود دارند که کاربردهای مختلفی در حوزه‌های متنوع صنعتی دارند که از آن جمله می‌توان به لحیم و خالص کردن فلزات، ذوب فلزات قراضه در کورههای آرک اشاره کرد و از سوی دیگر با استفاده از پلاسما امکان تمیز کردن یا فعال کردن سطح، عملیات نفوذ حرارتی نظیر نیتریداسیون یونی، لایه‌نشانی کند و پاشی لایه نازک و لایه نشانی شیمیایی وجود دارد.
پلاسما همچنین می‌تواند در سنتز نانومواد و نانوابزارها استفاده شود؛ تکنیک‌های بر پایه پلاسما برای تولید انواع مختلفی از نانومواد مانند نانولوله‌های کربنی، نانو الیاف، گرافن، نانو الماس و انواع نانوذرات و نانوساختارهای فلزی، سیلیکونی، غیر آلی و نانومواد زیستی به کار می‌رود.
در کشور این فناوری در کنار فناوری نانو کاربردهای تازه‌ای در بخش کشاورزی یافته است و از آن برای افزایش سطح عملکرد بذور استراتژیک استفاده می‌شود و در یک طرح پایلوت محققان توانستند سطح عملکرد بذر خشک ذرت علوفه‌ای را ارتقا دهند و رکورد کشت این محصول در کشور با یک فناوری نوین شکسته شد.
امیر اشراقی، مدیر توسعه کسب‌وکارهای بخش کشاورزی ستاد نانو در گفت‌وگو با ایسنا، افزایش عملکرد، بهبود راندمان و کاهش ضایعات را از محورهای اصلی عملکرد توسعه کسب و کارهای بخش کشاورزی در ستاد نانو دانست و اظهار کرد: در این راستا در حال حاضر با استفاده از فناوری پلاسما به دنبال افزایش سطح عملکرد بذور زراعی هستیم که در این راستا طرح پایلوتی را در زمینه استفاده از فناوری پلاسمای سرد اجرایی کردیم که موجب افزایش سطح عملکرد بذور زراعی شده است.
وی این تحقیقات را بر روی ذرت علوفه‌ای دانست و یادآور شد: استفاده از روش پلاسمای سرد در دنیا رایج است و بسیاری از کشورهای پیشرفته از این روش برای افزایش عملکرد استفاده می‌کنند.
اشراقی خاطر نشان کرد: در گذشته برای افزایش عملکرد روش‌های سنتی چون استفاده از کود شیمیایی و یا در تکنیک تراریخته برای افزایش سطح عملکرد بذور به منظور افزایش مقاومت به خشکی و یا شوری، روش‌هایی اعمال می‌شد، ولی مزایای استفاده از این روش نسبت به روش‌های دیگر عدم استفاده از کود و مواد شیمیایی در کشت ذرت علوفه‌ای است.
مدیر توسعه کسب‌وکارهای بخش کشاورزی ستاد نانو به جزئیات این روش اشاره کرد و توضیح داد: بذور کشاورزی بنا به دلایل مختلفی توان جوانه زنی خود را از دست می‌دهند که یکی از این موارد افزایش بار میکروبی بذور و میزان رطوبت موجود در آنها است. با روش‌هایی که در فرآیند پلاسمای سرد از آن بهره بردیم، توانستیم توان بذور را افزایش دهیم.
به گفته وی در این روش، پلاسمای سرد موجب ضد عفونی کردن بذور می‌شود و کاهش بار میکروبی بذور موجب بهبود کیفیت بذر شد و افزایش جوانه‌زنی و افزایش مقاومت در برابر قرار گرفتن در شرایط جوی بذر را افزایش داد.
اشراقی با تاکید بر اینکه طرح پایلوت این روش بر روی بذور ذرت علوفه‌ای بوده است، خاطر نشان کرد: پایلوت این طرح در مزرعه‌ای در کرمانشاه اجرایی شد و نتایج نشان داد تیمار بذور ذرت علوفه‌ای با پلاسمای سرد و آب آبیاری، افزایش بیش از دو برابری در عملکرد این بذر به همراه داشته است.
به گفته وی در این روش با استفاده از پلاسمای سرد، بذور قبل از کشت ضد عفونی می‌شوند.
وی با بیان اینکه تهیه کودهای شیمیایی به ویژه کود اوره، بیشترین هزینه‌ها را به کشاورزان تحمیل می‌کند، یادآور شد: با اجرای این طرح پایلوت، بیش از ۵۰ درصد از هزینه تهیه کودهای شیمیایی کاهش یافت.
اشراقی افزود: همچنین در این طرح پایلوت، رکورد کشور در سطح زیر کشت ذرت علوفه‌ای شکسته شد. رکورد ایران در این زمینه ۱۵۱ تن در هکتار بود و در این روش ۱۵۴ تن در هکتار ذرت علوفه‌ای کشت شده است.
مدیر توسعه کسب‌وکار بخش کشاورزی ستاد نانو با اشاره به بخش استفاده پلاسمای سرد در آب آبیاری در این طرح، توضیح داد: در این پروژه علاوه بر انجام ارزیابی‌هایی بر روی بذور خشک در زمینه ضد عفونی کردن و افزایش سطح عملکرد آنها، اقداماتی نیز برای افزایش کارایی آب آبیاری انجام شد؛ چرا که نتایج به ما نشان داد اصلاح بذر خشک ذرت تا ۹۱ تن در هکتار افزایش عملکرد داشته است و وقتی آب را نیز تیمار کردیم، میزان افزایش عملکرد تا ۱۵۴ تن در هکتار ارتقا یافت.
به گفته وی، تیمار آب به این صورت بوده است که آب در معرض امواج پلاسما قرار داده شد و از این آب در آبیاری استفاده شد.
وی تاکید کرد: استفاده از پلاسمای سرد در بذور برای کاهش بار میکروبی و در آب برای تبدیل ازت هوا به نیتروژن قابل مصرف برای ریشه گیاه بوده است.
اشراقی با تاکید بر اینکه روش پلاسمای سرد برای کلیه بذور کشاورزی دارای اهمیت استراتژیک مانند بذور زراعی و دانه‌های روغنی قابل استفاده است، یادآور شد: در این پروژه این روش برای اصلاح ذرت علوفه‌ای استفاده شد؛ چرا که ذرت، خوراک اصلی دام است.
کاربردهای دیگر نانو در کشاورزی
نانوحباب‌ها
فناوری نانوحباب‌ها در کشت هیدروپونیک موجب افزایش راندمان محصولات کشاورزی در گلخانه‌ها خواهد شد؛ چرا که این فناوری می‌تواند عناصر غذایی و حتی اکسیژن را به‌صورت محلول در اختیار ریشه قرار دهد.
با استفاده از این روش راندمان کشت گوجه‌فرنگی حدود ۲۰ درصد افزایش یافت.
نانوآفت‌کش‌ها
با نانو کردن سموم بایو، آفت‌کش‌هایی در اختیار کشاورزان قرار گرفته است که با دوزهای کم بخش زیادی از عوامل بیماری زا در گیاهان از بین می‌رود.
نانو آب
نانوآبی به تولید رسیده است که می‌تواند موادمغذی را در اختیار گیاهان قرار دهد. در این فناوری هیچ ماده شیمیایی به کار نرفته و نوعی کود به شمار می‌رود که قادر است مواد مغذی و عناصر غذایی مورد نیاز را برای رشد گیاهان فراهم کند.
بسته‌بندی نانویی
بر اساس آمارها ۳۰ درصد از محصولات کشاورزی در مرحله پس از برداشت به ضایعات تبدیل می‌شود؛ از این رو با کاربرد نانو فناوری در بخش بسته‌بندی، شرایط مساعدی برای ماندگاری محصولات کشاورزی فراهم شده است.
ماندگاری یک‌ساله جنین گندم
ظرفیت کل آرد کشور سالانه ۱۳ میلیون تن است که پس از تبدیل گندم به آرد، محصولی به نام «گیاهک جنین گندم» تولید می‌شود، محصولی که برخی کارخانه‌ها قابلیت جداسازی آن را ندارند. کارخانه‌هایی که قادر به این کار هستند، سالانه ظرفیت جداسازی حدود ۴ میلیون تن را دارند که یک‌صدم آن همین محصول جنین گندم است که با قیمت کمی فروخته می‌شود.
این محصول خوراک دام می‌شد و تنها سه‌روز ماندگاری داشت، ولی با افزایش زمان ماندگاری این محصول تا یک‌سال، استفاده از این محصول زراعی برای انسان، فراهم شد. این ماده نطفه گندم و سرشار از پروتئین و ویتامین است که با فناوری نانو ۱۰۰ درصد به ارزش‌افزوده آن افزوده شد.