Ứng dụng công nghệ Nano trong Chăn nuôi, Thú y và Nuôi trồng thủy sản

CÔNG NGHỆ NANO ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI, THÚ Y

VÀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

 

GS Vũ Duy Giảng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam

                                                     

Công nghệ nano (nanotechnology) đang làm một cuộc cách mạng trong nhiều ngành công nghiệp. Đối với ngành nông nghiệp, công nghệ nano cũng đang được áp dụng để tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm của cây lương thực , tăng thời gian dự trữ rau quả, tăng hiệu quả phân bón và thuốc bảo vệ thực vật. Đối với ngành chăn nuôi,  thú y, công nghệ nano đang được áp dụng để cải thiện năng lực miễn dịch, giảm sử dụng kháng sinh, ngăn ngừa bệnh, giảm mùi hôi của chất thải, tăng năng suất chăn nuôi và chất lượng sản phẩm. Trong nuôi trồng thủy sản, công nghệ nano đang được áp dụng để làm sạch và cải thiện chất lượng nước, tăng sản lượng và tỷ lệ nuôi sống của tôm và cá (Huang và cs., 2014).

Công nghệ nano được định nghĩa là một ngành công nghệ  chuyên nghiên cứu và sử dụng các cấu trúc có kích cỡ từ 1 tới 100 nanomet (nm).

Nanomét là đơn vị đo lường bằng một phần tỷ của mét. Để hình dung một phần tỷ của mét to nhỏ như thế nào hãy so sánh một số con số sau: một sợi tóc có bán kính bằng 10-50 micromét, một tế bào hồng cầu hay bạch cầu có bán kính 2-5 micromét (mỗi micromét có 1000 nm), đường kính của vòng xoắn kép DNA bằng 2,5 nm, khoảng cách giữa các nguyên tử carbon trong phân tử, tức là chiều dài của dây nối giữa carbon này với carbon khác là 0,12-0,15 nm.

 

Trong chăn nuôi gia súc và gia cầm, công nghệ nano hướng chủ yếu vào việc ngăn ngừa bệnh vì bệnh là yếu tố nguy cơ nhất gây tác hại đến năng suất và hiệu quả chăn nuôi. Muốn ngăn ngừa bệnh thì việc làm tăng sức đề kháng của động vật cũng như làm sạch môi trường nuôi là những biện pháp quan trọng.

 

Một số nguyên tố khoáng vi lượng ở dạng kích thước nano đã  được  dùng khá phổ biến như một phụ gia thức ăn chăn nuôi trong việc nâng cao năng lực miễn dịch của lợn hay gia cầm. Các nguyên tố vi khoáng dạng nano đi vào cơ thể bằng con đường hấp thu trực tiếp cho nên có tỷ lệ lợi dụng cao hơn rất nhiều so với các nguyên tố vi khoáng vô cơ thông thường. Các nghiên cứu khoa học cho biết nếu tỷ lệ lợi dụng các nguyên tố vô cơ là 30% thì tỷ lệ này đối với các nguyên tố dạng nano lên tới gần 100% (Huang và cs., 2014).

 

Kẽm (Zn) là nguyên tố vi khoáng có vai trò rất quan trọng trong dinh dưỡng động vật. Trên 300 metaloenzyme trong cơ thể chứa Zn, những enzyme này có liên quan đến nhiều quá trình trao đổi chất  như trao đổi carbohydrate, protein và cả quá trình sinh tổng hợp protein (O’Dell, 1992; Salim và cs., 2008). Trong chăn nuôi lợn con, thức ăn thường được bổ sung Zn dưới dạng ZnO   nhằm ngăn ngừa ỉa chảy, tăng sức đề kháng và kích thích tăng trưởng. Nếu sử dụng Zn dưới dạng oxit thì phải cần tới 2000mg/kg Zn từ ZnO, còn nếu dùng  nano-ZnO  thì chỉ cần có 500mg/kg Zn (You và cs., 2012). Zn từ ZnO  không được cơ thể lợi dụng sẽ thải ra ngoài theo phân  và là yếu tố gây ô nhiễm môi trường của ngành chăn nuôi.

 

Selenium (Se) cũng là một nguyên tố vi khoáng quan trọng trong dinh dưỡng động vật. Nó là thành phần của ít nhất 25 selenoprotein (Andrieu, 2008); trong những protein này, sulfur (S) được thay thế bằng Se, từ đó protein cho hydrogen và tham gia vào các phản ứng khử. Selenoprotein bao gồm những enzyme như iodothyronine deiodinase cần cho sự điều hòa các phản ứng chuyển hóa hay glutathione peroxidase và thioredoxin reductase là các yếu tố quan trọng của hệ thống miễn dịch và hệ thống antioxidant (Andrieu 2008; NRC, 2010 – dẫn theo Tanya F.Gressley, 2009).

 

Hiện tại, nguồn Se sử dụng rộng rãi trong thức ăn chăn nuôi là sodium selenite (Na2SeO3). Tuy nhiên độ độc của sodium selenite thì cao và độ lợi dụng trong cơ thể rất thấp. Nano Se đã khắc phục được những nhược điểm này của sodium selenite. Một thí nghiệm trên lợn con đã thấy với liều Se là 0,4-1 mg/kg từ nguồn nano Se hay từ nguồn sodium selenite thì tăng trưởng của lợn, hoạt tính glutathione peroxidase (GSH-Px), hàm lượng T-AOC (total antioxidant capacity - tổng năng lực các chất chống oxi hóa)  và Se trong cơ thăn của nhóm lợn sử dụng nano-Se đã cao hơn rõ rệt so với các chỉ tiêu này của nhóm lợn sử dụng  sodium selenite, trong khi đó  hàm lượng methane dicarboxylic aldehyde (MDA) và hàm lượng oxygen hoạt tính  trong cơ thăn lại thấp hơn so với nhóm sử dụng sodium selenite (Xia và cs., 2005&2006; dẫn theo Huang và cs., 2014).

 

Những thí nghiệm so sánh tác dụng của các nguồn Se (sodium selenite, selenomethionine và nano-selen) trên gà broiler đã thấy rằng với liều Se bổ sung vào thức ăn là 0,1; 0,2; 0,3 và 0,4 mg/kg thì tăng trưởng của gà không khác nhau có ý nghĩa (P>0.05) giữa các nguồn Se khác nhau. Tuy nhiên với mức 0,5mg/kg Se từ nguồn nano -selen thì tăng trưởng của gà mới cao hơn rõ rệt (P<0.05) so với nhóm gà sử dụng selenomethionine hay sodium selenite. Tương tự như vậy, ảnh hưởng của các mức Se từ 0,4mg/kg trở xuống đối với các chỉ tiêu GSH-Px, T-AOC trong huyết thanh và trong mô cơ của gà cũng không khác nhau giữa các nguồn Se, khi nâng mức Se  lên 0,5mg/kg thì chỉ có nano -selen là có tác dụng nâng cao được các chỉ tiêu GSH-Px và T-AOC,  còn selenomethionine hay sodium selenite thì không có tác dụng gì đến các chỉ tiêu này.

 

Như vậy nano-selen không những chỉ có năng lực chống oxi hóa mạnh và nâng cao thành tích chăn nuôi của lợn và gà mà còn có tính an toàn cao hơn các nguồn Se vô cơ (như sodium selenite) hay Se hữu cơ (như selenomethionine). Cai và cs., (2013) còn nhấn mạnh rằng trong các nguồn bổ sung Se thì chỉ có nano-selen là có tính độc thấp nhất.

Trong nuôi lợn hay gia cầm, nhiều nguồn chất dinh dưỡng dạng nano khác cũng đã được áp dụng  như nano vitamin D3, manan oligosaccharide nano-liposomes, chitosan mang đồng kích cỡ nano (CNP-Cu)…

 

Bổ sung nano vitamin D3 cho gà mái đẻ năng suất trứng và chất lượng xương chi của gà tốt hơn so với của gà bổ sung vitamin D3 thông thường (Yang và cs., dẫn theo Huang và cs., 2014). Manan oligosaccharide nano-liposomes có vai trò điều phối chức năng miễn dịch, tăng khả năng kháng bệnh và kích thích tăng trưởng của gà (Hu và cs., 2012). Bổ sung manan oligosaccharide nano-liposomes cho gà thịt đã làm tăng tốc độ tăng trưởng và giảm tiêu tốn thức ăn so với nhóm gà đối chứng bổ sung flavomycine. Chỉ số thymus giảm thấp hơn và hàm lượng nitric oxid tăng cao hơn so với nhóm đối chứng. Tương tự như vậy, CNP-Cu có ảnh hưởng có lợi cho chức năng miễn dịch và chống oxi hóa, nó cũng có khả năng thay thế kháng sinh. Bổ sung CNP-Cu cho lợn con có tác dụng tăng lượng thức ăn thu nhận, tăng tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn cũng như giảm tỷ lệ tiêu chảy.

 

Trong thú y,  công nghệ nano hướng vào chiến lược phá vỡ những con đường truyền bệnh và hạn chế các bệnh truyền nhiễm của gia súc và gia cầm. Các thuốc vô trùng mới và những chất phủ bề mặt các thiết bị chuồng nuôi bằng chất liệu nano (nanocoating)  đã được nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất. Các chất phủ bề mặt này vừa dễ làm sạch , vừa có tính sát khuẩn.

 

Ở  Đan mạch các nhà khoa học đã thử nghiệm thành công chất phủ bề mặt bằng vật liệu nano  đối với các thiết bị quạt thông gió trong chuồng nuôi. Sự tiêu thụ điện của quạt đã được đánh giá theo một số loại chất phủ bề mặt khác nhau, trong đó có  nano-bạc. Bụi trong chuồng có thể bám vào các phiến lọc của quạt dày đến 1cm, làm giảm hiệu quả thông gió và tăng chi phi phí điện (mỗi trại gà của Đan mạch hàng năm chi từ 100 ngàn đến 200 ngàn DKK, tương đương 18-36 ngàn USD cho việc sử dụng điện). Trong một thí nghiệm sử dụng quạt phủ nano-bạc đã thấy giảm 6% chi phí về điện. Những ion từ  nano-bạc đã ngăn không cho bề mặt bị phủ bởi một lớp biofilm, nhờ vậy bụi và vi khuẩn không có cơ hội bám dính vào lớp biofilm này (biofilm là màng sinh học do sự kết tập của các vi khuẩn trên bề mặt các chất vô cơ hay hữu cơ).

 

Việc phát hiện và chẩn đoán bệnh bằng các công cụ nano cũng đã được áp dụng trong nhân y cũng như trong thú y. Nhờ các chip thử  sử dụng công nghệ nano với chức năng kép, vừa có tác dụng bắt giữ, vừa phát hiện vi khuẩn bệnh đã được phát triển và cho kết quả rất nhanh so với các phép thử cổ điển. Ví dụ, với công cụ cũ việc phát hiện vi khuẩn trong máu của người bệnh bị nhiễm trùng cần 2-5 ngày thì với công cụ mới (sử dụng công nghệ nano) công việc này chỉ mất 30 phút, có nghĩa là tốc độ phát hiện nhanh hơn tới 100 lần (Huang và cs., 2014). Kỹ thuật keo vàng miễn dịch (immune colloidal gold technique) dựa trên công nghệ tách miễn dịch từ (immunomagnetic separation technology) đã được sử dụng và thành công trong việc phát hiện một quần thể trực khuẩn gây hôn mê (Vibrio choleras). Công nghệ microarray oligonucleotide với màng nitrocellulose như một chất mang và nhuộm  nano vàng đã được chỉ ra là một phương pháp phát hiện nhanh và chính xác đối với các vi khuẩn E. coli, Samonella, Shigella, V. cholera, V. parahaemolyticus, Proteus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus List Rand, Clostridium botuliumCampylobacter  jejuni (Hong và cs., 2005). Phép thử nano-PCR đã được phát triển để phát hiện virus sốt lợn châu Phi; sự khuếch đại được nâng cao một cách hiệu quả nhờ các hạt nano vàng sử dụng như một chất điều giải nhiệt trong hệ thống khuếch đại.Độ nhậy của phương pháp nano-PCR lớn hơn 1000 lần so với phương pháp PCR thông thường và đặc biệt không có phản ứng chéo với các vi khuẩn khác như  E.coli, porcine circovirus type II hay các virus như giả dại, tai xanh hay sốt cổ điển của lợn (Cui và cs., 2012).

 

Trong nuôi trồng thủy sản, một số nguyên tố vi khoáng kích thước nano như selen, sắt… cũng được dùng như một phụ gia thức ăn thủy sản để tăng khả năng tăng trưởng và kháng bệnh của động vật thủy,  nhưng sử dụng công nghệ nano để xử lý nước, kiểm soát bệnh mới là hướng đi chủ yếu.

 

 Ô nhiễm nguồn nước là tác nhân chính gây tổn thất lớn nhất cho ngành nuôi trồng thủy sản. Hiện tại các phương pháp truyền thống để làm sạch và vô trùng nước vẫn là phương pháp phổ biến, việc sử dụng các hóa chất tẩy trùng, các thuốc kháng sinh và thuốc sulfa không những tốn kém  mà còn  gây các ảnh hưởng phụ có hại cho sức khỏe của động vật thủy và sản lượng nuôi trồng. Xử lý nước bằng công nghệ nano để làm sạch nguồn nước và ngăn ngừa bệnh thủy sản vừa hiệu quả, an toàn lại vừa tiết kiệm chi phí,  đã mở ra một triển vọng rất to lớn cho sự phát triển ngành nuôi trồng thủy sản.

 

Công nghệ nano ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản đã thấy nano-TiO2 là tác nhân xử lý nước hiệu quả và kinh tế nhất so với các phương pháp xử lý truyền thống.

 

Titanium dioxide (TiO2) là một chất quang xúc tác (photocatalyst), dưới tác động của tia cực tím, TiO2 kích thích các điện tử (electrons) trên bề mặt vật liệu, từ đó làm cho các electrons trốn thoát ra khỏi bề mặt vật liệu và hình thành các lỗ trống điện tử (lỗ dương) với năng lực oxy hóa mạnh còn các electrons thì có năng lực khử mạnh.

 

Biểu thức  của phản ứng quang hóa của cặp lỗ trống /điện tử (hole/electrons pair)  gây ra bởi photocatalyst TiO2 dưới ánh sáng mặt trời như sau:

TiO2 + năng lượng ánh sáng (hv)          electron (e-) + lỗ trống dương (h+)

 

Lỗ trống/electron phản ứng với bề mặt vật liệu và nước trong không khí để hình thành các gốc tự do (free radical) như sau:

(h+) + phân tử nước (H2O)             OH- + H+

            electron (e-) và oxygen (O2)            các loài oxygen phản ứng (O2-)

                                                               (reactive oxygen species: ROSs)

Trong các phản ứng trên, gốc hydroxyl (OH-) và các hoạt chất khác như superoxide (O-), gốc peroxyl (-OOH)  và các gốc tự do khác có tác động oxy hóa mạnh, chúng không chỉ oxy hóa và phá hủy màng tế bào của vi khuẩn và nấm, làm biến tính các protein của virus, tiêu diệt vi khuẩn mà còn phân giải các phức chất có hại do vi sinh vật thải ra khi bị giết chết. Ngoài ra, các hoạt chất còn có thể oxy hóa hoàn toàn và phá hủy các chất gây ô nhiễm có nguồn gốc hóa hữu cơ, nhờ vậy làm sạch được môi trường và khử được mùi hôi. Các kết quả test tính chất kháng khuẩn của các hóa chất photocatalyst nano TiO2 dạng phun đã xác định được rằng: tỷ lệ diệt khuẩn đối với Staphylococcus  aureus, E. coliCandida albicans trong 24 giờ là 97,7; 97,3 và 93,3%, lần lượt. So sánh với các chất kháng khuẩn khác như bạc và đồng, nano TiO2 có tác động diệt khuẩn rất mạnh và hiệu quả vô trùng có thể đạt cao tới 99,997% (Yu và cs., 2002; Sonawane và cs., 2003; Zhao và cs., 2000).

 

Ở Trung quốc theo Huang và cs. (2014), nano-863 là vật liệu công nghệ cao đang được sử dụng phổ biến để xử lý nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, đặc biệt xử lý nước cho nuôi trồng thủy sản. Một thí nghiệm theo dõi trong 6 tháng đã thấy chất lượng nước của ao nuôi sau khi xử lý nano-863 đã được cải thiện rõ rệt, các chỉ tiêu NH3-N, NO2-N, NO3-N và CD của nhóm thí nghiệm thấp hơn  2 lần so với nhóm đối chứng. pH của nước thuộc nhóm thí nghiệm là 7,2 trong khi đó chỉ tiêu này của nhóm đối chứng là 5,6. Nhờ chất lượng nước được cải thiện mà năng suất nuôi trồng tăng lên. Theo dõi ở một trại giống sản xuất tôm với 1 triệu tôm giống cho mỗi nhóm (nhóm thí nghiệm có nước được xử lý nano-863 còn nhóm đối chứng thì không) đã thấy tỷ lệ sống của tôm nhóm thí nghiệm là 730 ngàn con, trong khi tỷ lệ này của tôm nhóm đối chứng là 360 ngàn con, nghĩa là thấp hơn 2 lần. Nano-863 trong thí nghiệm cũng đã nâng cao hoạt tính của nước, kích thích tôm ăn nhiều và mau lớn,  đồng thời có tính kháng khuẩn mạnh, hiệu quả bảo vệ bệnh cho tôm rất cao. (Nano-863 được sản xuất bằng cách trộn vật liệu nano có tính hấp thụ ánh sáng mạnh với chất mang là gốm được nung kết ở nhiệt độ cao).

 

Một  số sản phẩm nano khác cũng được dùng dùng để diệt khuẩn gây bệnh ở tôm cá, đặc điểm của các sản phẩm này là liều diệt khuẩn rất thấp. Ví dụ montmorillonite mang đồng (Cu2+-MMT) có nồng độ ức chế tối thiểu đối với  A. hydrophylaP. fluorescens là 128 µg/mL,  còn nồng độ diệt khuẩn tối thiểu đối với cả hai vi khuẩn trên là 512 µg/mL. Nồng độ ức chế tối thiểu và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu đối với các vi khuẩn như  V. parahaemolyticus của Cu2+- MMT cũng rất thấp (64  và 256 µg/mL, lần lượt). Tuy nhiên nồng độ ức chế tối thiểu và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu của Cu2+- MMT đối với các lợi khuẩn như  Bacillus hay L. acidophilus thì lại khá cao (1024 µg/mL ở cả nồng độ ức chế tối thiểu và diệt khuẩn  tối thiểu). Như vậy với sự điều chỉnh liều của Cu2+- MMT, người ta có thể ức chế hay tiêu diệt vi khuẩn có hại nhưng vẫn bảo vệ được vi khuẩn có lợi.

 

Trước mắt công nghệ nano còn nhiều thách thức cả về khoa học và công nghệ cũng như về sức

khoẻ và môi trường. Thách thức lớn nhất phải kể đến là con đường bắt chước tự nhiên để chế tạo

và lắp ráp những vật liệu có cấu trúc nano. Xin nêu một thí dụ để minh hoạ:

Cây xanh có chất diệp lục (chloroplast) có khả năng chuyển ánh sáng mặt trời thành năng lượng và sinh khối với hiệu suất cao. Chloroplast chứa hàng trăm cấu trúc kích thước nanomet gọi là thylakoid. Bên trong thylakoid có những anten có cấu trúc nano có thể bắt được ánh sáng một cách hiệu quả và chuyển chúng thành hoá năng. “Pin mặt trời” là dụng cụ quang điện do con người tạo ra cũng có thể chuyển năng lượng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tuy nhiên “pin mặt trời” thì đắt hơn và hiệu suất chuyển hoá kém hơn rất nhiều so với “pin cây xanh” (chloroplast).

 

Pin mặt trời hay những thiết bị quang điện cũng như các thiết bị vi điện tử do con người  tạo ra đều đi theo con đường “từ trên xuống” (top-down), đó là con đường đi từ vật liệu có cấu trúc lớn đến vật liệu có cấu trúc nano. Ở các hệ thống sinh học, sinh vật sử dụng con đường “từ dưới lên” (bottom-up), đó là con đường “tự lắp ráp” những phân tử thành các cấu trúc nano, rồi các cấu trúc lớn hơn và cuối cùng thành cái cây hay con vật. Một thách thức rất lớn cho công nghệ nano là cần phải tìm cách kết hợp hai con đường này để cho phép chúng ta lắp ráp được những thiết bị quang điện và điện tử rẻ tiền và hiệu quả giống như tự nhiên.

 

Liên quan đến môi trường và sức khoẻ của công nghệ nano, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng những hạt nano-bạc đưa vào sợi tất để khử mùi hôi chân có thể thải vào rác thải và gây những hậu quả tiêu cực. Hạt nano-bạc có tác dụng ức chế sự hoạt động của vi khuẩn bệnh cũng có thể phá hoại vi khuẩn có lợi được sử dụng để phân giải chất thải hữu cơ trong các trang trại hay trong các nhà máy xử lý rác thải.

 

Nguy hiểm tiềm năng của các hạt nano cho sức khỏe của người và động vật cần phải đặc biệt quan tâm. Các hạt này có thể đi vào cơ thể qua 4 con đường nuốt, hít, hấp thu qua da và phóng thích ra từ các vật liệu nano trong  điều trị y học (thải ra từ cấy ghép). Các hạt nano một khi vào cơ thể  chúng sẽ đi vào tế bào và nằm lại ở bào chất vì không qua được màng nhân . Tuy nhiên, trong quá trình  phân bào, màng nhân vỡ ra, các hạt nano này có thể tiếp cận với nhân. Mối tương tác trực tiếp của các hạt nano với DNA và các protein liên quan với DNA có thể dẫn tới những tổn hại vật lý đối với vật liệu di truyền (Alkilany & Murphy, 2010; Skukla  và cs., 2010).

 

Toyokuni, 1998  lại cho biết rằng các hạt nano do kích thước rất nhỏ nên có tỷ lệ giữa diện tích bề mặt so với một đơn vị thể tích của hạt rất lớn, chúng sản sinh nhiều các oxygen phản ứng (ROSs). Các ROSs có thể làm gẫy các sợi DNA đơn và kép, làm biến đổi các baszơ và và làm rối loạn sự phát triển của tế bào.

 

Như vậy, công nghệ nano có thể có những tác động xấu đến sức khỏe người và động vật, đến vi sinh vật, đến môi trường, đến sự đa dạng của hệ sinh thái…; những tác động xấu này  chưa biết được một cách rõ ràng. Trong quá trình nghiên cứu và sử dụng các mặt hữu ích của công nghệ này thì các mặt xấu của nó cũng  cần được đánh giá một cách toàn diện, thận trọng  và nghiêm túc. Đặc biệt, với hiểu biết hiện tại khó có thể nhận biết được trước những tác động tiềm ẩn đến môi trường của các hạt nano sử dụng trong nông nghệp,  cho nên cần thận trọng nhiều hơn trong việc tổng hợp và sử dụng nó trong nông nghiệp so với việc tổng hợp và sử dụng nó trong các sản phẩm công nghiệp hay thương mại.

 

Kết luận

 

Công nghệ nano ứng dụng trong nông nghiệp bao gồm cả trong chăn nuôi, thú ý và nuôi trồng thủy sản hứa hẹn một sự bùng nổ trong việc cải thiện hiệu quả sử dụng các chất dinh dưỡng thông qua phân bón nano hay phụ gia nano thức ăn chăn nuôi; phá vỡ hàng rào sản lượng và chất lượng dinh dưỡng thông qua công nghệ sinh học nano (bionanotechnology); giám sát và kiểm soát côn trùng và vi khuẩn gây bệnh, hiểu biết cơ chế của mối tương tác giữa vật ký sinh, vi khuẩn và vật chủ ở thang phân tử, phát triển thuốc trừ sâu hại hay thuốc thú y và ngư y an toàn thế hệ mới; bảo quản và bao gói thực phẩm và phụ gia thực phẩm; tăng độ bền của các sợi tự nhiên; tách các chất dây nhiễm khỏi đất và nước, cải thiện thời gian bảo quản của rau và hoa, quản lý chính xác nguồn nước, tái sinh độ phì của đất, cải tạo đất nhiễm mặn, kiểm tra độ axit hóa của đất tưới và ổn định bề mặt đất dễ bị sói mòn…

 

Theo Mukhopadhyyay (2014) thì trong những năm gần đây nhiều báo cáo của chính phủ, của các tổ chức khoa học và của các nhà khoa học đã kết luận rằng: “Nanotechnolgy có thể tạo ra những đóng góp có ý nghĩa trong việc làm giảm nhẹ đói nghèo và góp phần quan trọng vào việc hoàn thành Mục Tiêu Thiên Niên Kỷ” nhưng với một điều kiện là: “Cần thận trọng đối với những nguy cơ tiềm năng của  nanotechnology, đặc biệt đối với những nước đang phát triển”.

 

Với triển vọng trên, thế giới đang đầu tư mạnh cho ngành công nghệ này. Theo báo cáo của Huang và cs., (2014), thị trường công nghệ nano toàn thế giới ước tính đạt khoảng 700 tỷ USD, dự báo đến 2015 con số này sẽ lên tới 2600 tỷ USD với đội ngũ kỹ thuật viên và công nhân kỹ thuật cao lên tới 7 triệu người, tương đương với tổng số người của hai ngành công nghệ thông tin và viễn thông. Để nghiên cứu và phát triển công nghệ nano, Mỹ đầu tư 3,7 tỷ USD trong năm 2005-2008, sáu nước khung của EU đầu tư 1,4 tỷ USD trong năm 2002-2006, Nhật bản đầu tư 875 triệu USD năm 2004. Ấn độ đã có những tiến bộ lớn trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano và giữ vị trí dẫn đầu về lĩnh vực này trong các nước đang phát triển. Gần đây Trung Quốc cũng đã đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ nano bằng một dự án lớn có tên “Nghiên cứu cơ bản để cải thiện  tính hiệu quả và tính an toàn của hóa học nông nghiệp bằng sử dụng vật liệu nano và công nghệ nano”, dự án này nằm trong chương trình của “kế hoạch 973” có tên tiếng Anh là “National Key Basic Research Development Plan” (973-plan).

 

Ở nước ta cũng đã có một số đề tài nghiên cứu về công nghệ nano và đã có một số sản phẩm được thương mại hóa, tuy nhiên nghiên cứu và phát triển công nghệ nano trong nông nghiệp nói chung hay chăn nuôi thú y và nuôi trồng thủy sản hầu như còn ở giai đoạn sơ khai. Cần có một chương trình nghiên cứu lớn và toàn diện về công nghệ nano trong nông nghiệp bao gồm các lĩnh vực trồng trọt , chăn nuôi, thú y và nuôi trồng thủy sản như phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, chế biến và bảo quản rau quả, tăng sản lượng và chất lượng lúa gạo và cây lương thực, phụ gia thức ăn chăn nuôi, vệ sinh  môi trường nuôi, xử lý ô nhiễm chất thải chăn nuôi, chế tạo vacxin, thuốc diệt khuẩn, xử lý nước, quản lý tài nguyên đất và nước…. Công nghệ nano đòi hỏi sự hợp tác của nhiều ngành khoa học như khoa học vật liệu, sinh học phân tử, độc chất học, vật lý học và hóa học …, vì vậy chỉ có sự liên kết chặt chẽ của các ngành khoa học này trong một chương trình Quốc gia thì mới thành công và sớm có sản phẩm đưa vào sản xuất.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 

Alkilany AM, Murphy CJ (2010):  Toxicity and cellular uptake of gold nanoparticles: what we have learned so far? J Nanopart Res 12: 2313–2333. doi:10.1007/s11051-010-9911-8

 

Andrieu, S. 2008:  Is there a role for organic trace element supplements in transition cow health? Vet. J. 176:77-83

 

Cai C, Qu XY, Wei YH, Yang AQ (2013):  Nano-selenium: nutritional characteristics and application in chickens. Chin J Anim Nutr 12: 2818–2823. doi:10.3969/j.issn.1006

267x.2013.12.00 (in Chinese with English abstract)

 

Cui SJ, Hu QB, Liu YB (2012): The development of nanometer PCR assay for detection of the Africa swine fever virus. Chin J Prev Vet Med 2012(10):807–809. doi:10.3969/j.issn.1008 -0589.2012.10.1 (in Chinese with English abstract)

 

Hong BX, Jiang LF, Hu YS, Fang DY, Tao JP, Guo HY (2005): Application of oligonucleotide array technology in rapid detection of common bacteria of foodborne diseases. Chin J Lab Med 2:169–172. doi:10.3760/j:issn:1009–9158.2005.02.015

 

Hu TJ, Peng XF, Xie LL, Wei YY, Wei XS, Fan DY (2012):  Effect of mannan oligosaccharides nano-liposomes on growth performance and immune function in chickens. Prog Vet Med 2:35–40, Article serial number: 1007-5038(2012)02-0035-06 (in Chinese with English abstract)

 

Huang Shiwen, Ling Wang, Lianmeng Liu, Yuxuan Hou, Lu li (2014): Nanotechnology in Agriculture, Livestock and Aquaculture in China. A review. Agron. Sustain. Dev., DOI10.1007/s 13593-014-0274-x

 

Klein S., F. Lange and D. Pine, UC Santa Barbara: What is nanotechnology? (https://www.google.com.vn/#q=nanotechnology+definition+ppt)

Mukhopadhyay S. Siddhartha, 2014: Nanotechnology in agriculture: prospects and constraints. Nanotechnol Sci Appl., 2014; 7: 63-71. Published online 2014 Aug 4, doi: 10.2147/NSA. S39409

 

O'Dell, B.L. (1992):  Zinc plays both structural and catalytic roles in metalloproteins. Nutrition Reviews 50: 539-452

 

Salim , H.M., Jo, C. and Lee, B.D. (2008):  Zinc in broiler feeding and nutrition. Avian Biology Research 1: 5-18.

 

Tanya F. Gressley, 2009: Zinc, Copper, Manganese and Selenium in Dairy Cattle Rations. Proceedings of the 7th Annual Mid-Atlantic Nutrition Conference. 2009. 65. Zimmermann, N.G., ed., University of Maryland, College Park, MD 20742

 

Toyokuni S. (1998): Oxidative stress and cancer: the role of rodox regulation. Biotherapy 11:147–154. doi:10.1023/A:1007934229968

 

Yu JC, Tang HY, Yu JG (2002):  Bacterieadal and photocatalytic activities of TiO2 thin films prepared by sol–gel and reverse micelle methods. J Photochem Photobiol A Chem 3:211–219. doi:10.1016/S1010 - 6030(02)00275-7

 

You ZT, Hu CH, Song J, Luan ZS (2012):  Effects of nano zinc oxide on performance, diarrhea, intestinal microflora and permeability of weanling pigs. Chin J Anim Sci (Nutr feedstuffs) 21:43–46 (in Chinese with English abstract)

 

Zhao D, Wang J, Sun BH, Sun BH, Gao JQ, Xu R (2000):  Development and application of TiO2 photocatalysis as antimicrobial agent. Liaoning Univ (Nat Sci Ed) 2:173–174 (in Chinese with English abstract)

Copyright: Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội
Tel: (0243) 827 6653 / Fax: / Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Switch mode views: