Nanoteknologi digambarkan sebagai bahan dan sistem yang bekerja pada skala yang lebih kecil daripada 100 nanometer. Nanoteknologi telah mendapat banyak perhatian sejak beberapa tahun yang lepas kerana mempunyai kegunaan di dalam pelbagai bidang seperti farmaseutikal, elektronik, pemprosesan makanan dan pertanian.

Pertanian adalah bidang yang paling menyerlah dalam memanfaatkan nanoteknologi kerana ia mencipta dan menyediakan bahan mentah untuk penghasilan makanan. Kekurangan sumber alam (tanah, air, dsb.) dan populasi dunia memerlukan pembangunan dalam bidang pertanian untuk membentuk ekonomi yang lestari, menguntungkan, mesra alam dan cekap. Nanoteknologi boleh digunakan pada semua tahap pertanian seperti, pembuatan, pemprosesan, penyimpanan, pembungkusan dan penghantaran.

Nanoteknologi dalam pertanian seperti baja nano dan racun perosak nano berfungsi sebagai pengawalan produk dan aras nutrien tanaman tanpa menyebabkan pencemaran tanah dan air serta memberikan perlindungan daripada haiwan perosak dan penyakit mikrob. Partikel nano logam oksida seperti , CuO and ZnO telah diterokai secara meluas kerana kemampuannya untuk melindungi tumbuhan daripada infestasi patogen.

Kajian lain menunjukkan nanopartikel zink oksida boleh digunakan sebagai baja nano, membantu fotosintesis dengan meningkatkan ketersediaan karbonik anhidrase untuk menghasilkan  pada tapak pengkarboksilan di dalam kloroplas. Chhipa H. (2019) menyatakan bahawa nanopartikel boleh menggalakkan percambahan biji benih dengan meningkatkan kapasiti penyerapan air biji benih, menggalakkan aktiviti anti-oksidan, mengurangkan hidrogen peroksida dan meningkatkan enzim.

Selanjutnya, sensor nano telah dicipta dalam sektor pertanian sebagai pengesan bahan kimia seperti racun perosak, racun herba dan patogen untuk mengesan penyakit dan kadar pertumbuhan tanaman. Nanopartikel tembaga, nano tiub karbon (CNT), nanopartikel emas dan nanopartikel perak adalah antara nanopartikel yang dikaji untuk digunakan sebagai sensor nano. Menurut kajian Prasad et al. (2017), Camilli et al menemui beberapa nano-span CNT dapat meningkatkan kadar penyerapan pelarut toksik organik dwiklorobenzena daripada air dengan kadar 3.5 kali ganda berbanding serbuk CNT.

Secara umumnya, menggunakan sulfur dan besi mengandungi nano-span CNT meningkatkan kadar keberkesanan untuk menyerap pencemaran air seperti racun perosak, baja dan minyak. Sensor nano lain seperti grafena boleh digunakan untuk mengenalpasti patogen di dalam air buangan dan boleh dituras agar dapat diminum sebagai air minuman.

Kesimpulannya, nanoteknologi di dalam sektor pertanian telah menunjukkan keberkesanan dalam meningkatkan tumbesaran tumbuhan dan penghasilan tanaman untuk jangka masa panjang. Walaupun nanoteknologi mempunyai banyak potensi di dalam sektor pertanian, masih terdapat beberapa isu yang harus di tambah baik, seperti penilaian risiko. Penciptaan teknologi baharu perlu dilaksanakan dengan memfokuskan kepada peningkatan pengeluaran produk pertanian tanpa menyebabkan pencemaran tanah dan air, serta tidak menyumbang kepada risiko kesihatan.

Rujukan:

1. Alaa Y. Ghidan and Tawfiq M. Al Antary (September 9th 2019). Applications of Nanotechnology in Agriculture, Applications of Nanobiotechnology, Margarita Stoytcheva, and Roumen Zlatev, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.88390. Available from: https://www.intechopen.com/chapters/68970.
2. Chhipa, H. (2019). Applications of nanotechnology in agriculture. Nanotechnology, 115–142. doi:10.1016/bs.mim.2019.01.002.
3. DiMario, R. J., Clayton, H., Mukherjee, A., Ludwig, M., & Moroney, J. V. (2017). Plant carbonic anhydrases: Structures, locations, evolution, and physiological roles. Molecular Plant, 10(1), 30–46.
4. Prasad, R., Bhattacharyya, A., & Nguyen, Q. D. (2017). Nanotechnology in Sustainable Agriculture: Recent Developments, Challenges, and Perspectives. Frontiers in microbiology, 8, 1014. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01014.

Oleh:

Siti Najihah Darahim, Pelajar Intern, Laboratori Sintesis dan Pencirian Bahan Nano (NSCL), ION2 &
Dr. Ismayadi Ismail, Pegawai Penyelidik, Laboratori Sintesis dan Pencirian Bahan Nano (NSCL), ION2

Tarikh Input: 15/12/2021 | Kemaskini: 29/12/2021 | roslina_ar