透過奈米技術提升農藥有效性，穩定糧食生產
2024/07/24 @國際
摘要
應用奈米技術在農業中，可提升化學品使用效率，並減少環境汙染，幫助糧食永續生產。
示意圖
隨著全球人口持續增加，糧食需求日漸增大，科學家致力於研究新技術以提高農業效率，美國加州大學與卡內基美隆大學的研究人員在《自然》雜誌發表了一篇論文，提出利用奈米技術改善農業的幾種主要策略，並探討後續相關潛力應用方向。【延伸閱讀】- 奈米氣泡技術改善農漁用水的水質
奈米技術是一種研究和設計微觀物體的技術，尺度最小可至10－９ 公尺，比人類頭髮寬度小約10萬倍。這項技術目前在醫學方面已可完成藥物輸送，但在農業方面的應用仍未普及。而根據研究預測到2050年，糧食產量需求會比2020年更高達60%，但目前的農藥使用效率低，一半會流失到土壤中汙染地下水，而有效率更低，僅5%可達到預期效果，其餘則造成環境汙染。
農業活動對環境的影響也不容忽視，目前農業排放量佔全球溫室氣體排放量28%，加上極端氣候、蟲害肆虐及土壤退化等影響，使得我們需要尋求創新的農業技術以面對這些挑戰。【延伸閱讀】- 食物浪費X脱碳!全球面臨食物浪費對氣候變遷之影響與美日分析
研究人員發現，透過奈米技術可將殺蟲劑、除草劑和殺菌劑精準送到特定的目標，減少對環境的影響。目前正在積極開發以糖或胜肽為基底進行塗覆的奈米材料，這些材料能夠識別植物細胞和胞器上的特定蛋白質，利用植物的天然分子機制，將所需的化學物質準確引導到植物的葉脈、胞器或其他病原體感染部位，增強植物對疾病與不良環境因素的抵抗力，以此提高了農業生產效率，減少環境影響，有利提倡環保。
此外，研究更探討利用人工智慧和機器學習，透過設計奈米載體分子，將營養物質或其他農業化學物質送到植物特定部位。奈米技術於此可作為一個智慧助手，幫助設計具備精確農業特性的奈米粒子，逐步藉由實驗加以驗證與改善。
透過研究發現，奈米技術在農業的未來應用前景廣闊，除了可提高農業化學品的使用效率，減少對環境的負面影響，更可助於滿足全球日益增長的糧食需求，促進糧食永續生產。
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