بيوتكنولوژي كشاورزي

مقدمه:

بيوتكنولوژي به عنوان تكنيكهايي كه در آن از ارگانيسمهاي زندهبراي ساخت يا ايجاد تغييرات در يك فرآورده استفاده مي شود تعريف شده است، همچنين ميتوان مفاهيمي مانند افزايش محصول گياهان و جانوران يا توليد ميكروارگانيسمهايي برايكاربردهاي ويژه را نيز به آن افزود. البته در اين مقاله مفهوم مورد نظر تكنولوژيتغيير نقشه ژنتيكي است كه تحت عنوان مهندسي ژنتيك در كشور ما و ساير نقاط جهانشناخته شده است مي باشد.
بيوتكنولوژي از ظرفيت بالايي براي سودرساني و اثرگذاري بر بخشكشاورزي، جنگل و پرورش آبزيان برخوردار است. تكنيهاي مدرن بيوتكنولوژي دانشمندان راقادر مي سازد كه ژنهاي جدا شده از ارگانيسمهاي زنده را به ارگانيسمهاي هدف منتقلسازند و در نتيجه سرعت و دقت بيشتري را نسبت به روشهاي سنتي اصلاح بذر و نهال دراختيار بشريت قرار دهند. در مقايسه با بيوتكنولوژيهاي سنتي اصلاح بذر، بيوتكنولوژيموجب افزايش پايدار بهره وري و فرآوري بهينه براي تقويت بهره برداري و تنوع محصولمي گردد. بيوتكنولوژي امكان تكيه كمتر كشاورزان بر مواد شيميايي را فراهم نموده وهمچنين مي تواند موجب حفظ منابع ژنتيكي و مديريت بهينه منابع طبيعي شود.
بيوتكنولوژي همچنين باعث بروز چالشهاي ويژه اي مي شود. البته بروزاين چالشها عمدتاً‌مربوط به زمان، مكان و چگونگي كاربرد تكنولوژي مي شود. البته بهكارگيري سريع بيوتكنولوژي و سرمايه گذاري در تحقيقات توسط بخش خصوصي در كشورهايصنعتي بيان گر اين مطلب است كه در آينده راه قابليت رقابت و مزيت نسبي كالاهايكشاورزي در بازارهاي بين المللي از طريق بيوتكنولوژي ميگذرد. بنابراين بيوتكنولوژيبا ظرفيت هاي بالايي كه در اختيار كشورهاي توسعه يافته قرار مي دهد نقش عمده اي درتوسعه كشاورزي ايفا نموده و نبايد اجازه داد كه توسعه و توليد ابزارهاي مربوط بهبيوتكنولوژي باعث ايجاد شكاف بيشتر بين كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعهشود.
روبرو شدن با چالشهاي پيش روي بخش كشاورزي در ايران مستلزماستفاده از تكنولوژيهاي موجود مي باشد. پيشرفتها در بيوتكنولوژي فرصتهاي تازه ايبراي حل و فصل مسائل مربوط به توليد غذا و امنيت غذايي و رقابت در بازارهاي بينالمللي و صرفه جويي در منابع ملي و طبيعي در اختيار ايران قرار مي دهد. در حال حاضربحثهاي زيادي در اطراف بيوتكنولوژي در زمينه هايي مانند مسائل اخلاقي، حفاظت ازمحيط زيست، سلامت غذايي و حفاظت از حقوق مالكيت معنوي در حال انجام است اين مسائلنياز به بحث و بررسي در تمام سطوح جامعه دارند. جامعه علاقمند به دانستن اين مطلباست كه چرا در حاليكه روشهاي سنتي اصلاح بذر براي دهه هاي متمادي قادر به تأمينغذاي كافي بوده اند بايستي از روشهاي مهندسي ژنتيك براي اصلاح بذر استفاده نمود. مردم همچنين علاقمند به دانستن اين مطلبند كه چه كساني از بيوتكنولوژي سود مي برندو در صورت بكارگيري مهندسي ژنتيك چه ريسكهايي وجود خواهد داشت و چه سازماني مسئوليتمشكلاتي كه در اين زمينه بروز خواهد نمود به عهده خواهد گرفت (2002(Khan and Shirani .
با توجه به مطالب بالا مقاله حاضر به بررسي الگوي گسترش استفادهاز بيوتكنولوژي در كشورهاي مختلف جهان مي پردازد در كنار اين مطلب ظرفيتبيوتكنولوژي در كمك به توسعه كشاورزي و صرفه جويي در نهاده هاي كشاورزي مورد بررسيقرار مي گيرد. در انتها در مورد سياستها در رابطه با موضوعات مرتبط با بيوتكنولوژيبحث و بررسي مي شود، بخش نتيجه گيري به پيشنهاد سياست هاي مناسب براي توسعهبيوتكنولوژي در ايران مي پردازد.
توسعه جهاني محصولات ترانسژنيك
اولين محصول با نقشه ژني تغيير يافته كه اجازه بهره برداري تجارياز آن صادر شد گوجه فرنگيFlaver – Saverنام داشت. نقشه ژنتيكي اين نوع گوجه فرنگي به نحوي تغييريافته بود كه زمان رسيدن آن به تأخير مي افتاد و در نتيجه بو و طعم تازگي آن تازمان رسيدن به ظرف غذا حفظ مي شد. مجوز بهره برداري از اين محصول در سال 1994 درايالات متحده صادر شد اين محصول يك موفقيت علمي بي نظير ولي يك شكست تجاري كامل بود(2002 (Marra, et al, . درسال 2002 در سطح جهان 7/58 ميليون هكتار زير كشت اين محصولات بوده است، جدول 1 نشاندهنده روند افزايش سطح زير كشت از سال 1996 تا سال 2002 مي باشد.
جدول 1- سطح زيركشت محصولات ترانسژنيك جهان از سال 1996 تا سال2002 (ميليون هكتار)

 

منبع: 2003Clive James
البته بايستي بخاطر داشت كه در افزايش سطح زير كشت فقط منحصر بهكشورهاي توسعه يافته نبوده است بلكه كشورهاي در حال توسعه نيز از سهم عمده ايبرخوردار بوده اند (جدول 2).
جدول 2–سطح زير كشت محصولات با ژنهاي تغيير يافته در سال 2000 و 2001 (كشورهاي صنعتي و
در حال توسعه)

منبع: 2002Clive James
همانطور كه جدول 2 نيز نشان مي دهد در سال 2000، 24 درصد سطحزيركشت جهاني محصولات ترانسژنيك در كشورهاي در حال توسعه قرار داشته كه اين مقداردر سال 2001 به 26 درصد رسيده است. در اين بين ايالات متحده (در هر دو سال 2000 و2001) به طور مطلق و نسبي بالاترين سطح زير كشت را به خود اختصاص داده است. پس ازايالات متحده آرژانتين (كشور در حال توسعه) سطحي معادل 10 ميليون هكتار را در سال2000 به كشت محصولات ترانسژنيك اختصاص داده كه اين مقدار در سال 2001 به 8/11ميليون هكتار افزايش پيدا كرده است. ساير كشورهاي در حال توسعه مانند چين سهم كميرا به خود اختصاص داده اند ولي در مورد چين يك مطلب جالب به نظر مي رسد و آن اينكهاگر چه در مجموع فقط 5/1 ميليون هكتار از اراضي در سال 2001 تحت كشت محصولاتترانسژنيك قرار داشته است ولي بين سال 2000 و 2001 سطح زير كشت محصولات ترانسژنيكدر اين كشور رشدي معادل 200 درصدي را نشان مي دهد كه در مقايسه با ساير كشورها رشدبسيار بالايي است. جدول 3- سطح زير كشت محصولات با ژنهاي تغيير يافته در كشورهايمختلف در سالهاي 2000 و 2001 (ميليون هكتار)

منبع: 2002Clive James
محصولات زراعي و باغي مختلف (اعم از خوراكي و صنعتي) سهم متفاوتيرا از سطح زير كشت به خود اختصاص داده اند. اين محصولات به ترتيب اهميت عبارتند ازسويا، ذرت، پنبه، كانولا، سيب زميني، كدو، پاپايا (جدول 4) كه اغلب آنها محصولاتكاملاً خوراكي مي باشند. 
جدول 4- سطح زير كشت محصولات با ژنهاي تغيير يافته بر اساس محصولدر سال 2000 و 2001
(ميليون هكتار)

منبع: 2002Clive James
بيوتكنولوژي صرفه جويي در منابع و افزايش درآمد شواهدي از كشورهاي
در حال توسعه
تكنولوژي مناسب قدم اول براي حل مشكلات بخش كشاورزي در ايران وصرفه جويي در منابع مورد استفاده در جريان توليد مي باشد. تاكنون ژنهاي زيادي ازگونه هاي مختلف گياهي، جانوري و همچنين ميكروارگانيسمها استخراج گرديده اند كه اينژنها حاوي صفحات مختلف مي باشند صفحات منتج از اين ژنها كه باعث صرفه جويي در نهادههاي كشاورزي مي شوند در جدول 5 نشان داده شده اند.
جدول 5- صفات در دسترس كه باعث صرفه جويي در نهاده هاي كشاورزي ميشوند

براي مثال در كشور چين استفاده از پنبه ترانسژنيك توانسته استدرآمد خالص كشاورزان پنبه كار چيني را تا حد 500 دلار در هكتار طي سالهاي 1999 تا2001 افزايش دهد (جدول 6)، اين افزايش درآمد تا حدود 30 درصد ناشي از كاهش منابعمورد استفاده در جريان توليد و 70 درصد ناشي از افزايش توليد در واحد سطح مي باشداين مطلب نمايانگر اين واقعيت است كه كشاورز پنبه كار چيني امروزه با صرفه جويي 30درصدي در استفاده از عوامل غيرثابت توليدي نظير كود و انواع سموم كه علاوه بر هزينهبري موجب آلودگي محيط زيست نيز مي شوند توانسته است درآمد خالص خود را تا حدودزيادي افزايش دهد.
جدول 6- درآمد خالص (دلار آمريكا) در هكتار پنبه ترانسژنيك و عدديدر چين

منبع: ISAAA، 2003.
همچنين محققين دانشگاه كرنل در ايالات متحده موفق شده اند كه دوژن را از خويشاوندان وحشي برنج به بهترين انواع برنج هيبريد جيني اضافه كنند و 20تا 40 درصد محصول بيشتري برداشت نمايند. (1999Wilson,) كه به معني صرفه جويي 20 تا 40 درصدي در زمينو ساير نهاده هاي لازم براي توليد برنج مي باشد، كه با توجه به مشكلات جمعيتي چيناين صرفه جويي موفقيتي بزرگ به شمار مي رود.
بيوتكنولوژي همچنين مي تواند به حفظ تنوع زيست محيطي از طريقافزايش توليد در زمينهايي كه در حال حاضر عمليات زراعي در آنها صورت مي گيرد كمكنمايد. در واقع زماني كه توليد و بهره وري در زمينهاي زراعي موجود افزايش يابدنيازي به تبديل اراضي طبيعي مانند جنگلها و مراتع به اراضي كشاورزي نخواهد بود و ازاين طريق تنوع زيست محيطي در اينگونه اراضي حفظ خواهد شد. (2001،Trewavesو 2000،Swaminathan).
به عنوان يك نمونه ديگر، پنبه فقط 5 درصد اراضي زير كشت را در هندرا تشكيل مي دهد ولي توليد كنندگان پنبه 50 درصد از مجموع سموم دفع آفات بكار رفتهرا با هزينه ساليانه 16 ميليارد روپيه بكار مي برند كه كاربرد اين سموم علاوه برهزينه هاي بالا موجب بروز عوارض مخرب زيست محيطي و بهداشتي شديد مي شود. با افزودنيك ژن از باكتريBacillus thuringiensisاز طريق مهندسي ژنتيك به پنبه نه تنها اين هزينهكاهش مي يابد بلكه اضافه شدن عملكرد در هكتار موجــب افزايــش درآمــدي در حــدود 5ميليــارد دلار در بخــش كشــت پنبه خواهد شد. (2001Business Standard).
آرژانتين نيز در زمره كشورهايي است كه با استفاده از بيوتكنولوژيدر راه صرفه جويي در استفاده از منابع ملي خود و ايجاد ارزش افزوده اضافي گام بر ميدارد. بررسي هاي دقيق انجام شده توسطQaimوTraxler (2002) نشان مي دهد كه كشت سوياي مقاوم به علفكشها از طريق صرفه جويي در عمليات فيزيكي كنترل علفهاي هرز و همچنين افزايش عملكرددر واحد سطح در مجموع 303 ميليون دلار سود اضافي براي كشاورزان سويا كار رقم خواهدزد.
سياست گذاريهاي لازم براي توسعه بيوتكنولوژي
در جهت توسعه بيوتكنولوژي كشاورزي در كشورهاي در حال توسعه سياستگذاري در پنج زمينه مشخص ضروري به نظر مي رسد، اين پنج زمينه عبارتند از:
حفظ حقوق معنوي.
حفاظت از محيط زيست.
تجاري و بازرگاني.
سلامت غذا و انتخاب مصرف كننده.
تحقيقات دولتي.
سياستهاي اجرايي ممكن در هر زمينه مي توانند بين دو حد تشويقكنندگي تا بازدارندگي كامل در نوسان باشند. البته بين اين دو حد مي توان بهسياستهاي تسهيل كننده و محتاطانه نيز اشاره نمود (براي اطلاعات جامع تر به 2001Paarlbergرجوع شود). ماتريس1 جزئيات سياستهاي ممكن در هر يك از پنج زمينه ذكر شده را نشان مي دهد.
ماتريس 1 جزئيات سياستهاي ممكن در زمينه هاي لازم

كشورهاي در حال توسعه كه در آنها استفاده از بيوتكنولوژي در بخشكشاورزي توسعه زيادي نشان داده است نسبت به هر يك از زمينه هاي بالا با توجه بهوضعيت اقتصادي، اجتماعي و سطح تكنولوژيك سياستهاي مناسبي را اتخاذ نموده اند. البتهاين سياستها يكنواخت نبوده و در زمينه هاي مختلف نوساناتي را نشان مي دهند. مثلاًدر مورد هند اين سياستها از حد بازدارندگي در مورد حفظ حقوق معنوي تا تشويق كنندگيدر زمينه تحقيقات دولتي متغير مي باشد (جدول 7). اين مطلب در مورد ساير كشورها شاملچين، برزيل و كنيا نيز صدق مي كند.
جدول 7- سياستها در رابطه با موضوعات مرتبط با بيوتكنولوژي دربعضي از كشورهاي در حال توسعه

نتيجه گيري
بيوتكنولوژي در عين اينكه امكانات زيادي را براي رشد و توسعهكشاورزي فراهم مي كند قادر به فراهم نمودن امكان صرفه جويي در نهاده هاي كشاورزينيز مي باشد. متأسفانه در كشور ما بر عكس ساير كشورهاي در حال توسعه به علت عدمشناخت كافي از اين امكانات بيوتكنولوژي تنها در آزمايشگاههاي دولتي با منابع ماليتكنولوژيك و انساني محدود محبوس مانده است. البته در صورت سياست گذاريهاي مناسببيوتكنولوژي كشاورزي از طرق مختلف مي تواند موجبات صرفه جويي در نهاده هاي كشاورزيو صرفه جويي در منابع مالي و طبيعي را در بخش كشاورزي و زير بخشهاي مربوطه فراهمكند، اين مطلب را شواهد ارائه شده از ساير كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعهتأييد مي كند. به طور كلي بيوتكنولوژي از طرق زير باعث صرفه جويي در نهاده هايكشاورزي مي گردد:
بيوتكنولوژي از طريق افزايش عملكرد و افزايش توليد در واحد سطحامكان صرفه جويي در كاربري زراعي اراضي را فراهم كرده و در نتيجه به حفظ تنوع زيستمحيطي كمك مي كند.
محصولات با ژنهاي تغيير يافته امكان استفاده مؤثر از نهاده هايكشاورزي مانند كود سم و نيروي انساني را فراهم كرده و باعث صرفه جويي در هزينه ها وپايداري محيط زيست از طريق كاربرد كمتر نهاده هاي خارجي مي شود.
افزايش ثبات توليد به علت ايجاد مقاومت بيشتر در برابر تنش هايآبي و ساير تنش هاي زيست محيطي و وابستگي كمتر به آبياري امكان صرفه جويي در مصرفآب را فراهم كرده و همچنين كشاورزان را از صرف هزينه هاي سنگين براي اصلاح شرايطشيميايي خاك بي نياز مي كند.
البته به كارگيري بيوتكنولوژي در بخش كشاورزي با توجه به مشخصاتويژه اين بخش نياز به سياست گذاريهاي ويژه در زمينه هايي خاص دارد. اين زمينه هاعبارتند از: تحقيق، حفاظت از محيط زيست، سلامت غذا، حقوق معنوي، حمايت مالي ازتحقيقات و توزيع فرآورده هاي حاصل از تحقيق مي باشند.
سرمايه هاي دولتي اضافي را براي تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي ميتوان با استفاده از روشهاي زير جذب نمود:
سرمايه دولتي اضافي براي تحقيقات كشاورزي و تحقيقات بيوتكنولوژيكه باعث توليد منافع اجتماعي فراوان مي شوند.
توسعه مشاركت بخش خصوصي در تحقيق براي كشاورزان كوچك و فقير ازطريق تبديل بعضي از منافع اجتماعي به منافع تجاري براي بخش خصوصي بدين شكل كه دولتمي تواند بذور اصلاح شده را از شركتهاي خصوصي اصلاح كننده خريداري كرده و آنها رابا قيمت نازل براي استفاده در اختيار كشاورزان قرار دهد.
حفاظت از حقوق شركتهاي خصوصي كه در تحقيقات مربوط به بيوتكنولوژيسرمايه گذاري مي نمايد.
البته با توجه به مسائله حساس محيط زيست و سلامت غذا سيستم مؤثرحفاظت از محيط زيست و بهداشت غذا قبل از وارد كردن بيوتكنولوژي به بخش كشاورزيايران بايستي ايجاد و فعال شود اجزاء تشكيل دهنده اين سيستم عبارتند از:
راهنماي مكتوب كه به روشني ساختار سيستم را تشريح كرده و نقشها ومسئوليتهاي افراد را نيز به روشني توضيح دهد.
كادرهاي سيستم كه بايستي از افراد كاملاً آموزش ديده تشكيل شدهباشند، اين افراد بايستي به قدرت تصميم گيري خود اعتماد و همچنين به حمايت از طرفسازمان مربوطه اطمينان داشته باشند.
سيستم اطلاع رساني كه امكان بررسيهاي علمي كه در برگيرنده مسائلاجتماعي نيز باشند را فراهم نمايد.
مكانيسم بررسي براي وارد كردن اطلاعات جديد به سيستم و اصلاحسيستم قوانين در صورت نياز.
تحقيقات در زمينه بيوتكنولوژي كشاورزي بايستي در زمان طولاني وبطور پيوسته انجام شود و موانع موجود در راه تخصيص منابع مالي به بيوتكنولوژيبايستي برطرف شوند. اين موانع عبارتند از:
بكارگيري سياستهاي مالي سختگيرانه از طرف دولت.
عدم درك كافي از بيوتكنولوژي در بين تصميم گيران.
عدم تأثيرگذاري كافي تحقيقات.
وابستگي به منابع مالي از يك منبع منفرد.
عدم حمايت سياسي و مالي كافي از طرف بخش خصوصي، كشاورزان وسازمانهاي مربوط به آنان. اين موانع را مي توان با تبليغ اثرات تحقيق جذب نمود.
منابع مالي را مي توان با تبليغ اثرات تحقيق جذب نمود.
توسعه نهادهاي مدافع كه داراي تأثير سياسي نيز باشند.
ايجاد ارتباط مناسب بين محققان بيوتكنولوژي و سياست گذاران.
توسعه منابع مالي براي تحقيقات از طريق استفاده از منابع مربوط بهمحيط زيست و وزارت بازرگاني.
ايجاد اتحاد استراتژيك بين بخشهاي دولتي و خصوصي مي تواند باعثگسترش منابع مالي لازم براي تحقيقات شود.
در خاتمه بايستي توجه داشت كه اگر چه با توجه به مشكلات عديده بخشكشاورزي بيوتكنولوژي به تنهايي نمي تواند عامل گشودن تمام گره هاي موجود باشد درصورت اينكه فرصتي به آن داده شود مي توان به عنوان راهي استراتژيك براي صرفه جوييدر نهاده ها به آن تكيه كرد.

منابع

1- Akram A. Khan and Farhad Shirani. Bidabadi 2002, Biotechnology and Food Security, Productivity, Journal of National Council of Productivity Government of India, New Delhi, India.
2- Business Standard, Dec 25, 2001, Nath Seeds China firm in transgenic Cotton pact, New Delhi, India.
3- Clive James 2003, Global Review of Commercialized Transgenic plant, ISAAA brief no 30, International Service for Acquisition of Agri-Biotech Application, ISAAA center New York, USA.
4- Clive James 2003, Global Review of Commercialized Transgenic plant, ISAAA brief no 28, International Service for Acquisition of Agri-Biotech Application, ISAAA center New York, USA.
5- Marra Michel C., Pardey Philip G. and Julian M. Alston (2002), The payoffs of agricultural and Production Technology Division Discussion Paper No 87. International Food Policy Research Institute, Washington DC.
6- Paarlberg Robert L., 2001. Governing the GM crop Revolution: Policy Choices for developing countries, Food Agriculture, and the Discussion Paper 33, International Food Policy Research Institute, Washington DC.
7- Qaim M., and A. de Janvry. 2002. Bt Cotton in Argentina: Analyzing adoption and farmers willingness to pay. Presented at the Annual Meeting of the American Agricultural Economics Association, Long Beach, California, USA 28-31 July 2002.
8- Qaim, M. and G. Traxler. 2002, Roundup Ready soybean in Argentina: Farm level, environmental and welfare effects, 6th ICABR Conference, Ravello, Italy, 11-14 July 2002.
9- Swaminathan M.S. 2000, Science in response to basic human needs, Science 28795452; 452.
10- Trewaves A.J. 2001, The Population/ Biodiversity Paradox: Agricultural efficiency to save wilderness, Plant Physiology 125910: 174-179. http://alonefarmer.blogfa.com/post-1947.aspx