کاربردهای انرژی هسته ای در کشاورزی

کاربردهای انرژی هسته ای در کشاورزی

در کشور ما نیز دانشمندان و کارشناسان جوان با درک ضرورت پیشرفت در علوم، تحقیقات در بخش کشاورزی هسته ای را با جدیت دنبال می کنند، بخصوص در مورد محصولات گندم، جو، خرما، پنبه و سویا تحقیقات مفیدی انجام شده است. اما به طور کلی تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:

-موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی (طرح بازدهی وجهش گیاهانی چون گندم ،برنج و پنبه

-کنترل و از بین بردن حشرات با استفاده از تکنیک های خاص هسته ای

-به تاخیر انداختن زمان رسیدن محصولات و انبار کردن میوه ها

-جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با استفاده از اشعه گاما

و…….

تحقیقات در بخش کشاورزی هسته ای به فرموده رئیس این بخش در سال ۱۳۵۶ شروع شد، اما جنگ، تحریمهای اقتصادی و تلاش برخی کشورها برای عقب نگه داشتن ایران از قافله علم، هیچ گاه جوانان دانشمند کشور را از دستیابی به مدارج بالای علمی و تحقیق و پژوهش باز نداشت،و تا کنون با استفاده از فناوری هستهای در بخش کشاورزی پروسه های مختلفی صورت گرفته که به بخشی از آنها اشاره می کنیم:

اصلاح ژنتیک

اصلاح نباتات از جمله موضوعاتی است که همواره مورد توجه کارشناسان علوم کشاورزی بوده است. تنوع گیاهان ابزار اولیه مورد نیاز اصلاح نباتات است و برای اینکه بخواهیم از نظر عملکرد، مطلوبیت و خصوصیات کیفی انتخاب کنیم، از بین این تنوع، بهترینها را انتخاب و به عنوان بذر یا گیاه منتخب برای کشت مورد استفاده قرار می دهیم، اما گاهی این تنوع برای یک صنعت مورد نظر در گیاهان وجود ندارد که آن وقت تنها راه ممکن برای دستیابی به تنوع جدید و بالا بردن ذخیره ژنتیکی استفاده از انرژی هسته ای طی کردن مسیرهای اصلاح نباتات با هدف داشتن گیاه با عملکرد بالا، گیاهان مقاوم به بیماری و آفت و مقاوم به تنشهای محیطی مثل خشکی، شوری و سردی از طریق پرتودهی و اعمال تیمارها به وسیله فرایندهای انرژی هسته ای انجام می شود.تولید گونه‌هایی از محصولات غذایی با حاصل‌خیزی بیشتر به منظور افزایش عملکرد محصول در واحد سطح و استفاده بهینه از منابع آب و خاک یکی از مهمترین کاربردهای انرژی هسته‌ای است. در اینجا به جای اینکه سطح زیر کشت را افزایش دهیم می‌توانیم با استفاده از پرتودهی گاما گیاهان کم محصول را به گیاهان پرمحصول تبدیل کنیم. به عنوان مثال با استفاده از فناوری هسته‌ای ساقه ذرت و گندم در منطقه اردبیل کوتاهتر و ضخیم‌تر شده و به این ترتیب ضایعات محصول کاهش و تولید محصول در هر هکتار افزایش یافته است. افزون بر این با استفاده از انرژی هسته‌ای می‌توان با اصلاح و بهبود ارقام بومی این گونه‌ها را که میراث طبیعی یک کشور است حفظ و از اختلاط آن‌ها با ارقام غیربومی و نابودی گونه‌های بومی جلوگیری کرد.

تقویت صفات زودرس و دیررس

با توجه به اینکه هر صفتی در گیاهان در کنترل یک ژن می باشد،هر کدام از صفتهای ارتفاع، رنگ، تعداد گل، زودرسی، دیررسی در کنترل یک ژن قرار دارند که می توان در بخش کشاورزی هسته ای هر کدام از این صفات را پرورش داد.تحقیقات انجام شده در این زمینه بر روی زودرسی گندم و برنج و دیررسی نارنگی انجام شده که هر کدام فواید خاص خودش را دارد. مثلاً دیررسی مرکبات باعث تداوم بازار و تثبیت قیمت و وجود این میوه در زمان بیشتری از سال می شود که از نظر اقتصادی هم برای باغدار و هم مصرف کننده مقرون به صرفه است. همچنین تحقیقاتی نیز بر روی پیازهای زعفران به منظور بالا بردن کیفیت و افزایش گل در حال انجام است.بنا به بیانات دکتر آفریده، دکترای انرژی هسته ای دانشگاه امیرکبیر با تکنیک هسته ای می توان بذر را پرمحصول کرد که این امر در کشور خودمان اتفاق افتاده و با استفاده از همین تکنیک به جای برداشت ۳۰ تن گوجه فرنگی از یک هکتار، ۵۰ تن تولید کردیم در حالی که مصرف آب و مصرف کود هم به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرد.

تولید بذرهای مقاوم به شوری و سرما

یکی دیگر از مهمترین مزیتهای استفاده از انرژی هسته ای در کشاورزی تولید بذرهای مقاوم در برابر شوری، تولید بذرهای مقاوم در برابر سرما و تولید بذرهایی مناسب برای مناطق خشک است. با استفاده ازتکنیک های موتاسیون که جهش ژنتیکی است،تنوع زیای در جمعیت گیاهی ایجاد شده واز بین آنها صفت مورد نظر مثلا مقاومت به شوری یا مقاومت به سرما را بر اثر پرتوتابی پیدا می کنیم،آنها را پرورش می دهیم و بهبود می بخشیم تا آن صفت در آن گیاه تثبیت شود. با پرتودهی بذرها می توان آن‌ها را در برابر آب و خاک شور و مناطق سرد مقاوم کرد و از این طریق در مناطق کویری هم می توان گیاهان مقاوم را کاشت و بارور کرد. هم اکنون این اقدام زیر نظر آژانس بین المللی انرژی اتمی به منظور افزایش سطح زیر کشت در زمین های شور و مناطق خشک در مناطقی از استان‌های خوزستان، گلستان و یزد در حال انجام است. در این روش با استفاده از پرتودهی گاما ویژگی مقاومت به شوری یا سرما در گیاهان ایجاد می‌شود، به عنوان نمونه اکنون طرح تحقیقاتی مقاوم سازی درخت اکالیپتوس به شوری و خشکی با استفاده از انرژی هسته‌ای به شکل پرتودهی گاما در سازمان انرژی هسته‌ای کشورمان در دست اجراست، در صورت مقاوم‌سازی این درخت به شوری و خشکی، با استفاده از آن از حرکت شن‌های روان و فرسایش خاک جلوگیری می‌شود و شاهد سرسبزی منطقه و تامین علوفه دام به علت تثبیت خاک خواهیم بود.

تولید میوه‌های بدون هسته

در این روش به عنوان نمونه با استفاده از روش پرتوتابی گاما به بذر مرکبات یا میوه‌های هسته‌دار، می‌توان با اصلاح ژنتیکی میوه‌های با هسته کوچک یا بی‌هسته تولید کرد که علاوه بر خوش خوراک بودن می‌تواند در جذب بازارهای بین‌المللی و ارتقای کیفیت محصول مرکبات و میوه‌های هسته دار موثر باشد.مراکز تحقیقاتی جهاد کشاورزی بیشترین تعامل را با مرکز هسته ای دارد و پروژه های مشترکی را به اجرا می گذارد؛ از جمله با همکاری مرکز تحقیقات مرکبات کشور در تنکابن پرتقال و نارنگی کم هسته تولید شد که محصولی بازارپسند است.

قابلیت انبارداری پیاز و سیب زمینی

جوانه زدن محصولات کشاورزی هر سال خسارات زیادی به کشاورزان وارد می کند. پوسیدگی و از بین رفتن محصولات از جمله پیاز، سیر و سیب زمینی نیز در انبارها را هر سال شاهدیم، اما با پرتو تابی فعالیت جوانه ها متوقف و مدت نگهداری در انبار بالا می رود که هم جلو خسارتها را می گیرد و هم برای صادرات مناسب است.

از بین بردن آفات وبیماریها با اتم

امروزه در دنیا به بهداشت محصولات غذایی اهمیت فوق العاده زیادی می دهند که دستیابی به فناوری پرتودهی هسته ای و استفاده از آن در آفت زدایی و بالا بردن زمان نگهداری محصول بدون اینکه آسیبی به محصول برسد در بهبود اقتصاد کشور نقش مهمی دارد. در سالهای گذشته از برخی مواد شیمیایی و سموم تدخینی یا گازی برای ضدعفونی کردن محصولات کشاورزی و موادغذایی صادراتی استفاده می شد که هم عوارض بر محصول و مصرف کننده داشت و هم برای محیط زیست مناسب نبود.اکنون ما می توانیم از تکنیک پرتو تابی با یک “دز” مشخص و مناسب تخم “لارو ” یا حشره ای در توده بذر یا موادغذایی را از بین ببریم و محصول عاری از هر گونه آلودگی را به روش غیر شیمیایی روانه بازار کنیم این روش اکنون جایگاه خودش را در صنایع غذایی دنیا باز کرده است. این در حالی است که هر سال حدود ۷۰۰ هزار تن خرمای کشور به دلیل فراهم نبودن شرایط نگهداری آسیب جدی می بیند.همچنین میتوان به خسارتهای زیادی که هر ساله آفت کرم گلوگاه انار به باغداران وارد می کنداشاره کرد.کرم گلوگاه انار از طریق تاج وارد انار شده، تخم گذاری می کند و “لارو” آن در داخل انار به وسیله سمپاشی از بین نمی رود. در بخش کنترل آفات مرکز تحقیقات کشاورزی وابسته به سازمان انرژی اتمی، از طریق تکنیک عقیم سازی حشرات که در آژانس انرژی اتمی “SIT” شناخته می شود، حشره پرورش و تکثیر می شود و تخم گذاری می کند و بعد با پرتو تابی به تخم یا شفیره حشره بدون آنکه در رفتار فیزیولوژی آنها تغییری حاصل شود، آنها عقیم و سپس در طبیعت رها می شوند و با حشرات دیگر جفت گیری می کنند، اما نسلی نخواهند داشت، بدین ترتیب بعد از چند سال این آفت کنترل خواهد شد.این نوع مبارزه با آفت از نظر کشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست بسیار مورد توجه می باشد.

افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی

با استفاده از پرتودهی گاما و افزایش عمر ماندگاری محصولات باغی به ویژه مرکبات می توان ضایعات میوه را کاهش داد و زمان بیشتری برای بازاریابی و صادرات این محصولات به بازارهای بین المللی برای تولیدکنندگان و صادرکنندگان فراهم کرد. حفظ طعم و تازگی میوه‌ها به ویژه مرکبات نیز از دیگر مزایای کاربرد انرژی هسته‌ای در کشاورزی است. به تاخیر انداختن جوانه زدن سیب زمینی و پیاز در انبارها و حفظ کیفیت این محصولات نیز از جمله طرح‌های تحقیقاتی است که کارشناسان بخش کشاورزی سازمان انرژی اتمی در دست مطالعه و اجرا دارند.

تکنیک‌های هسته‌ای در کشاورزی:

به طور کلی تکنیک‌های هسته‌ای در کشاورزی به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

۱٫ تکنیک پرتوتابی: در این روش با استفاده از دستگاه اشعۀ X، رآکتورها و شتاب‌دهنده‌ها، از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو پرتوهای یون‌ساز تولید می‌گردند. این پرتوها برای ایجاد موتاسیون در گیاهان، کنترل حشرات از طریق عقیم کردن آن‌ها، مبارزه با آفات انباری و … مورد استفاده قرار می‌گیرند، مثلا در پژوهش‌های کشاورزی، با پرتودهی نوعی مگس آفت ِنر را عقیم می‌کنند و مانع از زاد و ولد این آفت می‌گردند.

۲٫ تکنیک ردیابی: در این روش با استفاده از ایزوتوپ‌های مختلف که رادیواکتیو هستند، تمام مسائل مربوط به حرکت و تجمع کود، آب و عناصر مختلف و نیز جذب آن‌ها را در گیاه با دقت می‌توان بررسی کرد، همچنین این کار در مورد سموم نیز امکان‌پذیر است.

۳٫ تکنیک تجزیه به روش اکتیو کردن: این روش بسیار حساس است و به طور عمده برای تعیین مقادیر بسیار جزئی از عناصر موجود در بافت‌های گیاهی و حیوانی استفاده می‌شود. بدین ترتیب که یک نمونه را در رآکتور در معرض تشعشع نوترون‌های حرارتی قرار می‌دهند و عناصر موجود در نمونه، نوترون را جذب می‌کنند و رادیواکتیو می‌شوند. در این حالت می‌توان عناصر موجود در نمونه را تشخیص داد و اندازه‌گیری کرد.

منبع