در دورانی که خشکسالیهای مکرر و تغییرات اقلیمی آینده کشاورزی را در معرض تهدید جدی قرار دادهاند، فناوری نانوحباب بهعنوان راهکاری نوظهور توانسته جریان آبیاری را کارآمدتر، ریشه گیاه را نیرومندتر و مصرف آب را بهطور محسوسی کمتر کند. تجربههای اخیر در مزارع نیوزیلند و استرالیا نشان میدهد این شیوه جدید، از امیدبخشترین فناوریهای مقابله با بحران کمآبی است.
به گزارش سیناپرس، بحران آب در سالهای اخیر به یکی از مهمترین چالشهای جهانی برای کشاورزی تبدیل شده است. افزایش میانگین دما، طولانیتر شدن دورههای خشکسالی و کاهش منابع آب شیرین، هزاران مزرعه در سراسر دنیا را با تهدید کاهش محصول یا از بینرفتن کامل زمینهای کشاورزی روبهرو کرده است. در چنین شرایطی، هر فناوری که بتواند کارایی آبیاری را افزایش دهد و بهرهبرداری از منابع محدود آب را بهینه کند، ارزشی راهبردی دارد. در میان این فناوریها، «نانوحباب»ها یکی از نوآورانهترین و کارآمدترین روشهایی هستند که طی سالهای اخیر توجه محققان، کشاورزان و دولتها را به خود جلب کردهاند.
نانوحبابها که اندازه آنها هزاران برابر کوچکتر از حبابهای معمولی است، ویژگیهایی دارند که آبرسانی و اکسیژنرسانی به ریشه گیاه را دگرگون میکند. این حبابهای فوقریز برخلاف حبابهای رایج، بهسرعت به سطح آب نمیرسند و نمیترکند؛ بلکه برای مدت طولانی در آب معلق باقی میمانند و مقادیر زیادی اکسیژن حلشده را در خود نگه میدارند. به همین دلیل، زمانی که آب حاوی نانوحباب وارد خاک میشود، میتواند اکسیژن را به عمق منطقه ریشه منتقل کند؛ نقطهای که برای رشد و جذب مواد غذایی اهمیت حیاتی دارد.
این نوآوری اکنون در کشورهای نیوزیلند و استرالیا – دو کشوری که با خشکسالیهای متعدد و فشار بالای مصرف آب مواجهاند – وارد مرحله آزمایش میدانی شده است. شرکت «نانوبابل اگریتک» که یکی از فعالترین مجموعهها در توسعه فناوری نانوحباب برای کشاورزی است، طی دو سال گذشته سیستمهای خود را در مزارع مختلف نصب کرده و نتایج آن توجه بسیاری از کارشناسان را جلب کرده است.
تابستان گذشته که بخش بزرگی از منطقه «تاراناکی» در نیوزیلند درگیر خشکسالی شدید بود، «لئون پاور» مدیرعامل و بنیانگذار این شرکت، فرصت را مناسب دید تا عملکرد سیستم خود را در چنین شرایط دشواری محک بزند. برخلاف بسیاری از کشاورزان که نگران کاهش چشمگیر تولید بودند، پاور این شرایط را یک آزمایش واقعی برای سنجش توان فناوری نانوحباب در مدیریت کمآبی میدانست.
پاور که سابقه بازی حرفهای در تیمهای راگبی را پشت سر گذاشته و مدرک علوم کشاورزی خود را از دانشگاه «مسی» دریافت کرده، زمانی به توسعه فناوری نانوحباب روی آورد که تأثیر آن را در مزارع هیدروپونیک توتفرنگی و گوجهفرنگی در آمریکا و اروپا مشاهده کرد. او میگوید اگر این فناوری در محیطهای کنترلشده هیدروپونیک نتایج چشمگیر دارد، چرا نتوان آن را در مقیاس بزرگ کشاورزی سنتی بهکار گرفت و مشکل اساسی کمبود آب را کاهش داد؟
نانوحبابها میتوانند میزان اکسیژن محلول در آب را تا سه یا چهار برابر افزایش دهند؛ اتفاقی که از دید کشاورزی اهمیت حیاتی دارد. ریشه گیاه برای فعالیت، تنفس و جذب مواد غذایی به اکسیژن نیاز دارد و خاکهای متراکم یا خیس مداوم این دسترسی را محدود میکنند. به همین دلیل، تزریق مستقیم اکسیژن به ناحیه ریشه میتواند ساختار خاک را بهبود دهد، ریشهها را قویتر کند و مقاومت گیاه در برابر تنشهای محیطی را افزایش دهد.
آزمایشهای مشترک شرکت نانوبابل اگریتک و دانشگاه مسی نشان دادهاند که استفاده از سیستم نانوحبابی میتواند رشد گیاه را در دوره آبیاری تا ۳۰ درصد افزایش دهد؛ درحالیکه مصرف آب بین ۱۵ تا ۲۰ درصد کاهش یافته است. این ارقام برای کشاورزانی که با محدودیت منابع آبی دستوپنجه نرم میکنند، یک تفاوت حیاتی ایجاد میکند: امکان برداشت محصول بیشتر با آب کمتر.
یکی از مزیتهای مهم این فناوری آن است که میتوان سیستم نانوحباب را بدون تغییر اساسی در تجهیزات موجود نصب کرد. در مزارع نیوزیلند، آب نانوحبابدار بهجای پاشش مستقیم از طریق نازلهای آبیاری، از «دریپلاین»ها یا شیلنگهای نازکی که بهصورت مستقیم آب را وارد خاک میکنند، تزریق میشود. این تغییر کوچک باعث کاهش قابل توجه اتلاف آب بر اثر تبخیر – بهویژه در مناطق بادخیز – شده است. به همین دلیل، این سیستم در مناطق «کانتربری» و «اوتاگو» با استقبال بیشتری روبهرو شده است.
یکی از مطالعات میدانی مهم در مزرعه «مارک شرایدر» در منطقه ساحلی پاتئا انجام شده است؛ جایی که خاک شنی و تابستانهای خشک، شرایط دشواری ایجاد میکنند. شرایدر میگوید نتایج دو فصل آزمایش شگفتانگیز بوده است: «در بخشهایی که آبیاری با آب نانوحبابی انجام شد، رشد چمن کاملاً بهتر بود. ما یا با مقدار آب کمتر محصول مشابه گرفتیم، یا با همان مقدار آب برداشت بیشتری داشتیم.»
او معتقد است که با تشدید تغییرات اقلیمی، کشاورزان باید روشهای خود را بازنگری کنند و به سمت فناوریهایی بروند که وابستگی به منابع محدود آب را کاهش میدهد.
لئون پاور نیز تأکید میکند: «آبیاری هوشمند تنها یک انتخاب نیست؛ آینده ناگزیر کشاورزی پایدار است. هرچه استفاده از سیستمهای آبیاری گستردهتر میشود، باید دنبال روشهایی باشیم که آب کمتری مصرف کنند و در عین حال بازده بیشتری داشته باشند.»
تجربه نیوزیلند و استرالیا نشان میدهد که نانوحبابها میتوانند به یکی از مؤثرترین ابزارهای مقابله با خشکسالی تبدیل شوند؛