كشاورزي با بذرهاي اتمي

انرژي هسته اي خدمات برجسته اي در زمينه هاي مختلف دارد كه مهمترين خدمت آن را مي توان در بخش كشاورزي در نظر گرفت؛ افزايش جمعيت و نياز روز افزون به غذا، آب و حتي صادرات محصولات غذايي محتاج علمي است كه بتواند به اين نيازها پاسخ دهد. امروزه استفاده صلح آميز از انرژي هسته اي در بسياري از كشورهاي پيشرفته و در حال توسعه متداول است و ايران نيز مانند خيلي از كشورهاي در حال توسعه، تحقيقات هسته اي خود را دنبال مي كند.اما آمريكا با ريختن بمب اتم بر سر مردم هيروشيما و ناكازاكي ژاپن در جنگ جهاني دوم و تهديدهاي دوران جنگ سرد و افزايش زرادخانه ها و كلاهكهاي اتمي در كشورهاي پيشرفته پندار اغلب مردم دنيا را نسبت به انرژي هسته اي تحت تأثير قرار داده و بسياري بر اين باورند كه انرژي هسته اي يعني "بمب"!
به دنبال محدود بودن منابع فسيلي و انرژي هاي طبيعي، ايران نيز از چند سال پيش به تحقيق و پژوهش و استفاده از انرژي پاك هسته اي در بخشهاي صلح آميز پرداخته است كه به بخشي از آنها اشاره مي شود. توليد برق هسته اي مهمترين هدف اعلام شده از سوي ايران است. با رشد توسعه اجتماعي و اقتصادي و ارتقاي سطح زندگي و بهبود شاخصهاي اقتصادي و همچنين تقاضاي صعودي برق در بخشهاي خانگي و صنعتي، استفاده از انرژي هسته اي مقرون به صرفه است و در بخش پزشكي، بهداشتي و صنايع از ديگر كاربردهاي صلح آميز انرژي هسته اي است.اما آنچه بيشتر در اين مطلب مورد توجه است، كاربردهاي متفاوت انرژي هسته اي بخصوص در بخش كشاورزي است، موضوعي كه ممكن است بسياري از مردم با آن آشنا نباشند.

كاربردهاي انرژي هسته اي در كشاورزي

حسين آفريده دكتراي انرژي هسته اي دانشگاه صنعتي اميركبير به برخي از تحقيقات انجام شده در مركز تحقيقات كشاورزي و پزشكي هسته اي اشاره مي كند و مي گويد: دانش هسته اي امروزه در تمام شاخه هاي علوم و فنون بويژه در پزشكي، كشاورزي، صنعت و توليد برق كاربردهاي زيادي دارد.وي مي افزايد: در كشور ما نيز دانشمندان و كارشناسان جوان با درك ضرورت پيشرفت در علوم، تحقيقات در بخش كشاورزي هسته اي را با جديت دنبال مي كنند، بخصوص در مورد محصولات گندم، جو، خرما، پنبه و سويا تحقيقات مفيدي انجام شده است.عضو كميسيون انرژي مجلس شوراي اسلامي تأكيد مي كند كه براي اصلاح بذر و نگهداري بهتر مواد غذايي بايد مراكز پرتودهي انرژي هسته اي در كشور افزايش يابد.وي مي گويد: با استفاده از تكنيكهاي هسته اي مي توان عمر محصولات كشاورزي را بالا برد، در حالي كه در مقابل آفات هم مقاوم باشند. در اين زمينه گلهايي كوچك و زيبا، گلهاي زينتي با طول عمر بيشتر توليد شده است.

اصلاح ژنتيك

اصلاح نباتات از جمله موضوعاتي است كه همواره مورد توجه كارشناسان علوم كشاورزي بوده است. محدوديت منابع آب و خاك و نياز به مواد غذايي بيشتر، ضرورت افزايش توليد و عملكرد را مضاعف كرده است.دكتر علي ايزدي، استاد دانشگاه در اين زمينه مي گويد: تنوع گياهان ابزار اوليه مورد نياز اصلاح نباتات است و براي اينكه بخواهيم از نظر عملكرد، مطلوبيت و خصوصيات كيفي انتخاب كنيم، از بين اين تنوع، بهترينها را انتخاب و به عنوان بذر يا گياه منتخب براي كشت مورد استفاده قرار مي دهيم، اما گاهي اين تنوع براي يك صنعت مورد نظر در گياهان وجود ندارد كه آن وقت تنها راه ممكن براي دستيابي به تنوع جديد و بالا بردن ذخيره ژنتيكي استفاده از انرژي هسته اي است.عضو سابق هيأت علمي مؤسسه بيوتكنولوژي كشاورزي ايران مي افزايد: طي كردن مسيرهاي اصلاح نباتات با هدف داشتن گياه با عملكرد بالا، گياهان مقاوم به بيماري و آفت و مقاوم به تنشهاي محيطي مثل خشكي، شوري و سردي از طريق پرتودهي و اعمال تيمارها به وسيله فرايندهاي انرژي هسته اي انجام مي شود.وي به عملكرد برخي ارقام زراعي اشاره مي كند و مي گويد: تحقيقات نشان داده كه با بهره گيري از انرژي اتمي ارقام پاكوتاهي در دنيا توليد شده؛ مثل "سورگم" يا جو كه امكان استفاده از كود در آنها بالا رفته، لذا محصول اقتصادي "بذر" افزايش يافته است.
عضو سابق هيأت علمي مؤسسه بيوتكنولوژي كشاورزي خاطرنشان مي كند: مواد راديو اكتيو و انرژي هسته اي در تحقيقات مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. در مهندسي ژنتيك در تهيه "نشان دارها" براي رديابي ژنها، جدا سازي ژنها و بررسي تنوع ژنتيكي ارقام از مواد راديواكتيو استفاده مي كنيم كه در تحقيقات بخش كشاورزي بسيار مهم و حياتي مي باشد، به طوري كه مي توانيم با اتم هاي راديواكتيو؛ فسفر، پروتئين، گوگرد و اسيدهاي آمينه را رديابي و استخراج و از طريق آن صفات مثبت را تقويت و صفات منفي گياه مثل بيماري را از بين ببريم.دكتر ايزدي مي گويد: پيشرفت در كشاورزي نيازمند بالا بردن سرعت تحقيقات بويژه در بحث انرژي هسته اي است كه اميدواريم وابستگي به "نشان دارها" و "كيت"هاي مورد نياز به خارج كم و برطرف شود البته اين امر نيازمند به ادامه تحقيقات تا دستيابي به فناوري كامل در اين علم است.

راه تبديل كشور وارد كننده به صادر كننده

يكي از روشهاي مهم اصلاح نباتات، موتاسيون يا جهش تغييرات ژنتيكي است طبق آخرين گزارشها بيش از 1800 گياهي كه طي فرايند موتاسيون جهش يافته مي باشد و اين تكنيك جايگاه ويژه اي در كشورها دارد."برنج" مهمترين محصول كشاورزي چيني هاست؛ هم از نظر اقتصادي، تأمين غذا و هزينه پايين توليد و هم از نظر پاسخ به نياز جمعيت ميلياردي.دكتر اردكاني مي گويد: چين از طريق همين تكنيك موتاسيون بيش از يك ميليون هكتار از زمينهاي كشاورزي خود را زير كشت برنج با عنوان "زفو 87" با توليد عملكرد بسيار بالا برده است.دكتر آفريده در اين زمينه، كشور پاكستان را در همسايگي كشورمان صاحب تجربه خوبي در توليد پنبه مي داند و مي گويد: پاكستان با توليد پنبه اي به نام "نياب" از طريق همين تكنيك موتاسيون در حالي كه روزي وارد كننده پنبه بود، امروز به صادر كننده پنبه تبديل شده است.عضو كميسيون انرژي مجلس مي افزايد: در كشورهاي مختلف عضو آژانس بين المللي انرژي اتمي از جمله كشورهاي شرق آسيا، فيليپين، هند و پاكستان، كشورهاي آمريكاي لاتين و كشورهاي اروپايي اين فناوري مورد توجه جدي است، به طوري كه مي توان گفت كه امروزه فناوري هسته اي غوغا مي كند.

تقويت صفات زودرس و ديررس

دكتراردكاني با اشاره به اينكه هر صفتي در گياهان در كنترل يك ژن هست، مي گويد: هر كدام از صفتهاي ارتفاع، رنگ، تعداد گل، زودرسي، ديررسي در كنترل يك ژن است كه مي توان در بخش كشاورزي هسته اي هر كدام از اين صفات را پرورش داد.در اين مركز، تحقيق بر روي زودرسي گندم و برنج و ديررسي نارنگي انجام شده كه هر كدام فوايد خاص خودش را دارد. مثلاً ديررسي مركبات باعث تداوم بازار و تثبيت قيمت و وجود اين ميوه در زمان بيشتري از سال مي شود كه از نظر اقتصادي هم براي باغدار و هم مصرف كننده مقرون به صرفه است.وي مي گويد: همچنين تحقيقاتي نيز بر روي پيازهاي زعفران به منظور بالا بردن كيفيت و افزايش گل در حال انجام است.دكتر آفريده، دكتراي انرژي هسته اي دانشگاه اميركبير مي گويد: با تكنيك هسته اي مي توان بذر را پرمحصول كرد كه اين امر در كشور خودمان اتفاق افتاده و با استفاده از همين تكنيك به جاي برداشت 30 تن گوجه فرنگي از يك هكتار، 50 تن توليد كرديم در حالي كه مصرف آب و مصرف كود هم به مقدار قابل ملاحظه اي كاهش پيدا كرد.

توليد بذرهاي مقاوم به شوري و سرما

دكتر آفريده يكي از مهمترين مزيتهاي استفاده از انرژي هسته اي در كشاورزي را توليد بذرهاي مقاوم در برابر شوري، توليد بذرهاي مقاوم در برابر سرما و توليد بذرهايي مناسب براي مناطق خشك عنوان مي كند. وي با اشاره به محدوديت منابع آب در كشور مي گويد: با پرتودهي بذرها مي توان آنها را در برابر آب و خاك شور و مناطق سرد مناسب كشت كرد. از اين طريق در برخي مناطق كويري هم مي توان گياهان مقاومي را كاشت و بارور كرد.دكتر اردكاني نيز مي گويد: زير نظر آژانس بين المللي انرژي اتمي و با همكاري چند كشور پروژه افزايش سطح زير كشت در زمينهاي شور و مناطق خشك در مناطقي از استانهاي خوزستان، گلستان و يزد در حال انجام است.رئيس بخش كشاورزي هسته اي سازمان انرژي اتمي در مورد مراحل انجام كار به طور مختصر اشاره مي كند و مي گويد: با استفاده از تكنيك موتاسيون كه جهش ژنتيكي است، تنوع زيادي در جمعيت گياهي ايجاد شده و از بين آنها صفت مورد نظر مثلاً مقاومت به شوري يا مقاومت به سرما را بر اثر پرتو تابي پيدا مي كنيم، آنها را پرورش مي دهيم و بهبود مي بخشيم تا آن صفت در آن گياه تثبيت شود.
وي مي افزايد: اين تحقيق روي گندم و دانه روغني كلزا كار شده و در نظر داريم روي برنج هم اين تحقيق صورت گيرد.
به گفته وي گياهان ديگري مثل آتريپلكس و اكاليپتوس شناسايي شده اند كه پس از مقاوم سازي نسبت به شوري و خشكي در مناطق مورد نظر كاشته شوند كه در اين صورت تأمين علوفه دامها، سرسبزي منطقه، جلوگيري از حركت شنهاي روان و جلوگيري از فرسايش خاك از مزايا و دستاوردهاي بسيار مهم اين پروژه است.
به گفته دكتر اردكاني طرح استفاده از آب و خاك شور از اهميت ويژه اي در كشاورزي پايدار برخوردار است و به عنوان پروژه برتر سازمان انرژي اتمي انتخاب شده است و چند كشور منطقه هم با استفاده از تكنيكهاي هسته اي در اين زمينه فعاليت مي كنند.
وي مي گويد: بخش كشاورزي هسته اي اين مركز بيش از 20 طرح تحقيقاتي متنوع در دست اقدام دارد كه برگرفته از الگويي است كه در آژانس بين المللي انرژي اتمي تعريف شده است.

نارنگي هاي بدون هسته

بخش كشاورزي هسته اي در چهار گروه با عناوين "ژنتيك و اصلاح نباتات"، "مديريت آب و خاك و تغذيه گياهي"، "پرتودهي مواد غذايي و كنترل آفات" و "بهداشت دام و فرآورده هاي دامي" است.
رئيس اين بخش مي گويد: اين مركز با مراكز علمي و تحقيقاتي كشور و دنيا همكاري و همفكري دارد. مراكز تحقيقاتي جهاد كشاورزي بيشترين تعامل را با مركز هسته اي دارد و پروژه هاي مشتركي را به اجرا مي گذارد؛ از جمله با همكاري مركز تحقيقات مركبات كشور در تنكابن پرتقال و نارنگي كم هسته توليد شد كه محصولي بازارپسند است.

ديگر اشك پيازكاران در نمي آيد

دكتر اردكاني خاطرنشان مي كند: جوانه زدن محصولات كشاورزي هر سال خسارات زيادي به كشاورزان وارد مي كند. پوسيدگي و از بين رفتن محصولات از جمله پياز، سير و سيب زميني نيز در انبارها را هر سال شاهديم، اما با پرتو تابي فعاليت جوانه ها متوقف و مدت نگهداري در انبار بالا مي رود كه هم جلو خسارتها را مي گيرد و هم براي صادرات مناسب است.
وي مي افزايد: در اين زمينه با مركز تحقيقات جهاد كشاورزي همدان روي محصولات سيب زميني، پياز و سير كار تحقيقاتي مشتركي را انجام مي دهيم.

"ان قلت" هاي ترا ريخته در مورد محصولات اتمي وجود ندارد

ماجراي توليد برنج تراريخته (جهش يافته) را كه سال گذشته در رسانه هاي جمعي مطرح شد، چنان جنجال برانگيز شد كه كارشناسان سازمان حفاظت از محيط زيست مخالف و محققان جهاد كشاورزي موافق اجراي طرح بودند.اين موضوع و همچنين اطمينان از محصولات "موتاند" يا جهش يافته از طريق تكنيك موتاسيون را از رئيس بخش كشاورزي هسته اي ايران جويا مي شويم كه وي مي گويد: در محصولات تراريخته، "ترانژنيك" ژن موجودي به موجود ديگري انتقال مي يابد كه ماهيتاً متعلق به خود او نيست و بيم آن مي رود كه آن ژن اضافه شده در گياه كه در ساختار طبيعي آن نبوده، براي متابوليسم بدن ما سازگار نباشد و عوارض منفي در پي داشته باشد. به طوري كه در برنج تراريخته وقتي كرم ساقه خوار برنج از آن ماده تراوش شده كه در اندامهاي برنج است، استفاده كند، از بين مي رود، كه البته موافقان طرح معتقدند آن مواد فقط در اندام رويشي گياه مثل ساقه و برگ مي ماند و به اندام زايشي يا دانه منتقل نمي شود، اما اين دغدغه در مخالفان وجود دارد كه از طريق دانه منتقل شود.
دكتر اردكاني مي افزايد: در موتاسيون از بيرون چيزي به گياهان اضافه نمي شود و با پرتو تابي فقط ساختار ژنتيكي دستخوش يكسري تغييرات مي شود. مثلاً كروموزم، ژن يا سيتوپلاسم يك گياه با انرژي زيادي كه از طريق پرتو تابي به آنها وارد مي شود، دگرگوني هايي به صورت ظاهري در "فنوتيپ" گياه ايجاد مي شود.

بذرهاي بومي، رمق مي گيرند

عملكرد پايين توليد محصولات كشاورزي مهمترين معضل كشاورزي كشور ماست. مصرف بالاي آب در عين محدوديت منابع آب و محدوديت خاك حاصلخيز با كمترين ميانگين توليد، در عمل ثروتهاي ملي را هدر مي دهد.
توليد بذرهاي اصلاح شده با عملكرد بالا اين مشكل را حل كرده و بسياري از كشورهاي داراي فناوري هسته اي، صادرات محصولات كشاورزي را در حد بالايي از آن خود دارند.
دكتر آفريده مي گويد: اصلاح بذر از طريق پرتودهي، بازده عملكرد را به حد بسياري بالا برده كه مهمترين خصوصيت در اين بخش اصلاح بذرهاي بومي هر منطقه با استفاده از انرژي هسته اي است.

كشتار ميكروبها با اتم

وي با بيان اينكه با پرتودهي اندك مي توان قارچها را در محصولاتي نظير ادويه جات و زعفران و ديگر محصولات كشاورزي از بين برد، تصريح كرد: امروزه در دنيا به بهداشت محصولات غذايي اهميت فوق العاده زيادي مي دهند كه دستيابي به فناوري پرتودهي هسته اي و استفاده از آن در آفت زدايي و بالا بردن زمان نگهداري محصول بدون اينكه آسيبي به محصول برسد در بهبود اقتصاد كشور نقش مهمي دارد.
در اين زمينه دكتر محمد رضا اردكاني، رئيس بخش كشاورزي و پزشكي هسته اي ايران نيز با اشاره به ديپورت بعضي از محصولات كشاورزي صادراتي به كشور مي گويد: در سالهاي گذشته از برخي مواد شيميايي و سموم تدخيني يا گازي براي ضدعفوني كردن محصولات كشاورزي و موادغذايي صادراتي استفاده مي شد كه هم عوارض بر محصول و مصرف كننده داشت و هم براي محيط زيست مناسب نبود.
وي مي افزايد: اكنون ما مي توانيم از تكنيك پرتو تابي با يك "دز" مشخص و مناسب تخم "لارو " يا حشره اي در توده بذر يا موادغذايي را از بين ببريم و محصول عاري از هر گونه آلودگي را به روش غير شيميايي روانه بازار كنيم اين روش اكنون جايگاه خودش را در صنايع غذايي دنيا باز كرده است.
"آفريده" چند مثال در مورد بالا بردن زمان نگهداري محصولات كشاورزي مي زند و مي گويد: "قارچ" را نمي توان چند روز نگهداري كرد، اما با پرتودهي 3 هفته ماندگار مي شود، خرما هم شكرك مي زند و هم ترش مي شود اما با پرتو دهي مي توان اين دو مشكل خرما و عوامل ميكروبي را برطرف كرد.
اين در حالي است كه هر سال حدود 700 هزار تن خرماي كشور به دليل فراهم نبودن شرايط نگهداري آسيب جدي مي بيند.
دكتر اردكاني با اشاره به خسارتهاي زيادي كه هر ساله آفت كرم گلوگاه انار به باغداران وارد مي كند، مي گويد: كرم گلوگاه انار از طريق تاج وارد انار شده، تخم گذاري مي كند و "لارو" آن در داخل انار به وسيله سمپاشي از بين نمي رود. در بخش كنترل آفات مركز تحقيقات كشاورزي وابسته به سازمان انرژي اتمي، از طريق تكنيك عقيم سازي حشرات كه در آژانس انرژي اتمي "SIT" شناخته مي شود، حشره پرورش و تكثير مي شود و تخم گذاري مي كند و بعد با پرتو تابي به تخم يا شفيره حشره بدون آنكه در رفتار فيزيولوژي آنها تغييري حاصل شود، آنها عقيم و سپس در طبيعت رها مي شوند و با حشرات ديگر جفت گيري مي كنند، اما نسلي نخواهند داشت، بدين ترتيب بعد از چند سال اين آفت كنترل خواهد شد.
اين نوع مبارزه با آفت از نظر كشاورزي پايدار و حفظ محيط زيست بسيار مورد توجه مي باشد.

دامپروري

همچنان كه استفاده از فناوري هسته اي بهترين راه افزايش توليدات كشاورزي است، اين تكنيكها به كمك دامپزشكي هم آمده و در تشخيص و درمان بيماريهاي دامي، توليدمثل، تغذيه، اصلاح نژاد، بهداشت و ايمن سازي محصولات و خوراك دام مفيد واقع شده است.
رئيس بخش كشاورزي هسته اي مركز تحقيقات كشاورزي وابسته به سازمان انرژي اتمي در اين باره مي گويد: اين مركز در رابطه با بهداشت دام و تهيه راديو واكسنها دستاوردهاي خوبي داشته است.
دكتر اردكاني توضيح مي دهد كه در تهيه واكسنها از عامل بيماري زاي كشته شده يا ضعيف شده استفاده و تزريق مي شود كه موجود زنده با ترشح پادتن نسبت به آن مقاوم مي گردد. منتها براي ضعيف كردن آن عامل، مواد شيميايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه برابر برخي گزارشها مي تواند عوارض جانبي براي دام يا انسان داشته باشد.
اما در فناوري انرژي هسته اي به جاي مواد شيميايي از پرتو دهي براي ضعيف كردن عامل بيماري زا استفاده مي شود كه عوارضي در بر نخواهد داشت.
وي همچنين به عوامل بيماري زايي كه از طريق تغذيه وارد بدن دام و از طريق شير و گوشت وارد بدن انسان مي شود، اشاره مي كند و مي گويد: علوفه و نانهاي خشك مملو از قارچ و كپك كه به مصرف دامها در دامداريهاي سنتي مي رسد، توليد آفلاتوكسين مي كند كه از طريق انتقال به شير، عوارضي را در دام و انسان به وجود مي آورد، در حالي كه علوفه پاك و عاري از هر گونه آلودگي با پرتو تابي جيره غذايي مطمئني براي دامهاست.
وي همچنين، طرح افزايش باروري طيور و افزايش زادآوري جوجه را يكي ديگر از طرحهاي تحقيقاتي انرژي اتمي ذكر مي كند و مي گويد: براي اين منظور اسپرم خروس مورد پرتو تابي قرار مي گيرد.

سرعت تحقيقات

برخي تحقيقات معمول كشاورزي زمان بيشتري مي برد در حالي كه با بهره گيري از تكنيكهاي هسته اي آن زمان به نصف كاهش مي يابد.
دكتر آفريده مي گويد: براي بررسي يك بذر تا رسيدن به نتيجه مطلوب در تحقيقات معمولي اگر 10 سال زمان نياز داشته باشد، در تحقيقات هسته اي اين زمان به نصف كاهش پيدا مي كند.
اردكاني رئيس بخش كشاورزي هسته اي سازمان انرژي اتمي هم مي گويد: تكنيك هسته اي يك ابزار و وسيله كمكي در كنار ساير وسايل و روشهاي كلاسيكي است و لزوماً و در همه جا سرعت نمي دهد، اما در برخي جاها كمك مي كند و سرعت هم مي دهد. مثلاً اگر بخواهيم جذب فسفر يا ازت را طبق روشهاي معمول و كلاسيك در گياه ارزيابي كنيم، بايد بافت گياه را بگيريم، آسياب كنيم، عمل هضم و استخراج صورت بگيرد و سپس با دستگاه هاي مختلف اندازه گيري كنيم كه در اين پروسه استفاده از تكنيك هسته اي سرعت كار را بالا مي برد.

پنجره اي رو به پيشرفت

تحقيقات در بخش كشاورزي هسته اي به قول رئيس اين بخش در سال 1356 شروع شد، اما جنگ، تحريمهاي اقتصادي و تلاش برخي كشورها براي عقب نگه داشتن ايران از قافله علم، هيچ گاه جوانان دانشمند كشور را از دستيابي به مدارج بالاي علمي و تحقيق و پژوهش باز نداشت واميدواريم با ياري خداوند تحقيقات كشاورزي هسته اي، راه هاي پيشرفت را تا خودكفايي و صادرات محصولات كشاورزي ادامه دهد.