Застосування нанотехнологій у рослинництві
В Україні створено держкорпорацію «Роснанотех», розроблено «Програму розвитку наноіндустрії в Україні до 2015р.». Програма реалізовуватиметься у 2 етапи: перший етап розрахований на 2007 – 2010 рр., другий на 2010 – 2015 рр. Загальний обсяг витрат за реалізація програми становитиме 138 млрд. крб.
У травні 2006 р. Президент України затвердив пріоритетні напрями розвитку науки, технологій та техніки та перелік критичних технологій, серед яких нанотехнології та наноматеріали. Для розвитку нанотехнологій в Україні створено концерн «Наноіндустрія» та 16 регіональних центрів нанотехнологій у Нижньому Новгороді, Саратові, Іванові, Астрахані, Калузької області, Петрозаводську, Краснодарському краї та інших суб'єктах України. В АПК найбільша кількість досліджень проведена щодо застосування наноелектротехнологій. Такі дослідження ведуться у МДАУ ім. В. П. Горячкіна, ВІЕСХ, Мічурінської ДСГА, АЧГАУ, ДЕРЖСНІТІ та інших наукових організаціях та вузах.
Використання наноелектротехнології в рослинництві пов'язало молекулярну та клітинну біологію за допомогою зовнішніх електромагнітних полів та біополів живих клітин у загальному нанопроцесі, що має призвести до впровадження у практику АПК принципово нових технологій з виробництва сільськогосподарської сировини, матеріалів, продовольчої їжі та кормів.
У сільськогосподарських наукових організаціях України, у тому числі й у Московському державному агроінженерному університеті ім. В. П. Горячкіна (МДАУ), отримано результати використання наноелектротехнологій у виробництві продуктів рослинництва.
Застосування наноелектротехнологій у виробництві зернових культур.
Біологічно активні наночастки заліза можуть допомогти підвищити врожайність деяких зернових культур.10% до 40%.
Нові нанотехнології НВЧ-передпосівної обробки насіння та дезінсекції здійснювалися як альтернатива хімічним методам. Для дезінсекції зерна та насіння був використаний імпульсний режим НВЧ-обробки, який за рахунок надвисокої напруженості ЕМП в імпульсі забезпечує загибель шкідників та комах. Встановлено, що для 100% ефекту НВЧ-дезінсекції необхідна доза не більше 75 МДж на 1 т насіння.
Нова наноелектротехнологія комбінованої сушіння зерна здійснюється циклічно: конвективне нагрівання зерна до 50°С, а потім короткочасна НВЧ-обробка його, при якій у нагрітому зерні створюється надлишковий тиск вологи при температурі нижче температури кипіння води. Внаслідок цього прискорюється фільтраційне перенесення вологи із зернівки на поверхню в краплиннорідкому стані. З поверхні волога видаляється підігрітим повітряним теплоносієм. Питома витрата енергії на сушіння зерна в порівнянні з традиційною конвективною скорочується в 1,3 рази і більше, знижуються мікроушкодження насіння до 6%, їх посівні якості покращуються на 5%. Для низькотемпературної досушування та знезараження зерна додатково використовували озон, що підвищило ефективність знезараження у 24 рази та знизило в 1,5 рази енерговитрати.
Наноелектротехнологія НВЧ-мікронізації зерна заснована на ефекті декстринізації зерен крохмалю - розщеплення полісахаридів крохмалю і перехід їх у поживні речовини, що засвоюються. Ступінь декстринізації збільшується з 12% до 80%, енергозмісту корму - у 2 рази з 7,7 до 15,7 МДж/кг. У порівнянні з ІЧ-мікронізацією, широко поширеною за кордоном, питомі витрати енергії скорочуються більш ніж у 2 рази з 250 300 до 130 150 кВт · год на 1 т зерна.
За даними державних приймальних випробувань, зоотехнічні показники відгодівлі поросятНВЧ-мікронізованим ячмінним інгредієнтом комбікорму збільшилися за середньодобовим приростом ваги на 36%, а за місячний термін — у 2 рази.
На думку фахівців-агрохіміків, від ефективності захисту рослин залежить до 50% урожайності всіх сільгоспкультур. Наноемульсії розраховані застосування при обробітку різних культур, зокрема зернових, цукрових буряків. Фахівці представляють кілька останніх розробок. Наприклад, передпосівна обробка мікроемульсіями Тебу 60, Скарлетт, які показали високу ефективність при застосуванні на 700 га власної бази Щілково Агрохіма. Ці препарати не розшаровуються під впливом тепла та світла, приготований робочий розчин може зберігатися не години чи дні, а роки, залишаючись при цьому активним. Але найголовніше – нанопродукти, на відміну традиційних отрутохімікатів, забезпечують повне змочування поверхні рослин, повністю всмоктуються рослинами, не змиваються дощем.
Виробники не приховують, що наноемульсії недешеві, але в результаті вони дають набагато більший ефект. Наприклад, обробка пшениці озимої препаратом «Титул Дуо, КРР», аналогів якому немає, може забезпечити до 400% рентабельності та додатковий урожай до 17 центнерів з гектара. Але навіть небагаті сільгосппідприємства можуть скористатися продуктами нанотехнологій завдяки товарним кредитам, наданим виробниками.