بخشی از مقاله
چکیده:
جمعیت دنیا در حال افزایش است و تأمین مواد غذایی اهمیت ویژه ای دارد. محققین همواره تلاش میکنند تا از تکنیکهای آسان و کارآمد در جهت افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی استفاده کنند. در سالهای اخیر با پیشرفت دانش و فنون هستهای و کاربرد این تکنیکها، انقلابی در کشاورزی ایجاد شده است. امروزه از علوم و فنون هستهای در کشاورزی به عنوان یک وسیله کمکی در کنار سایر روشهای کلاسیک استفاده میشود.
علوم و فناوری هستهای در حال حاضر به عنوان فناوری برتر محسوب میشود. تأثیر این علوم بر افزایش دانش بشری، طبیعت حاکم و ارائه رفاه و خوشبختی به زندگی بشری غیرقابل تردید می باشد و میتواند به عنوان یک عنصر اساسی و مبنای ضروری برای توسعه پایدار به شمار آید. درطول نیم قرن گذشته، در پرتو تلاشهای دانشمندان در سراسر جهان این فناوری نقش مهمی را در توسعه کشاورزی ایفاء کرده است.
1. مقدمه:
کشورهای درحال توسعه برای گذر از بحران توسعه نیافتگی باید به سراغ بخش کشاورزی خود بروند و بکوشند این بخش را از حالت سنتی درآوره و با تکنولوژیهای نوین درآمیزند تا از این رهگذر تولیدات خود را کارا سازند. اگرچه تا دهه پیش راههای گوناگونی برای افزایش تولید محصولات کشاورزی در نظر بوده - مانند افزایش سطح زیرکشت، استفاده از فناوریهای مختلف و موارد دیگر - ، وجود محدودیتهایی چون کمبود منابع - مانند زمین - سبب شده است، به استفاده از روشهای ارتقاء بهرهوری عوامل تولید، توجه ویژهای شود و کشاورزان و برنامهریزان بخش کشاورزی عموما به این دلیل که نهادههای مورد استفاده برای تولید، محدود و کمیاباند، همواره درپی پیدا کردن راههایی هستند که بتوانند با بکارگیری مقدار نهاده کمتر، بخصوص نهادههای کمیابتر، مقدار تولید بیشتری به دست آورند و این افزایش تولید در واحد سطح که با پیشرفت دانش و فناوری امکانپذیر میشود
برای افزایش تولید در واحد سطح نیاز به تولید گونههایی ازگیاهان زراعی دارای عملکرد بیشتر، مقاوم نسبت به تنشهای زنده و غیرزنده، استفاده موثر از منابع آبی، کنترل و نابودی آفات و جلوگیری از فساد محصولات در هنگام نگهداری از مهمترین دغدغههای متخصصین است. امروزه ازعلوم و فنون هستهای درکشاورزی به عنوان یک وسیله کمکی در کنار سایر روش های کلاسیک استفاده میشود.
علوم و فناوری هستهای در حال حاضر به عنوان فناوری برتر محسوب میشود. تأثیر این علوم بر افزایش دانش بشری، طبیعت حاکم و ارائه رفاه و خوشبختی به زندگی بشری غیرقابل تردید می باشد و می تواند به عنوان یک عنصر اساسی و مبنای ضروری برای توسعه پایدار به شمار آید. درطول نیم قرن گذشته، در پرتو تلاشهای دانشمندان در سراسر جهان این فناوری نقش مهمی را در توسعه کشاورزی ایفاء کرده است. استفاده رادیوایزوتوپها در تولید محصولات کشاورزی مقاوم در برابر خشکسالی و آفات، تولید ارقام پرمحصول و دارای قدرت انبارداری بالا و کنترل بیماریها فقط برخی از کاربردهای این علم کشاورزی می باشد
2. بررسی منابع:
کاربرد فناوری هستهای در حوزههای مختلف مهندسی کشاورزی به شرح زیر است:
-1-2 کاربرد فناوری هستهای در ژنتیک و اصلاح گیاهان زراعی و باغی:
افزایش جمعیت و نیاز روزافزون به غذا، آب و حتی صادرات محصولات غذایی، نیاز به کشاورزی مدرن را بیش از پیش مشخص میکند. برای یک کشاورزی مدرن و صنعتی همیشه نیاز به ارقام جدید وجود دارد. اصلاح نباتات با استفاده از کاربرد تکنیک موتاسیون در جهت افزایش تنوع ژنتیکی و تثبیت صفات مطلوب ایجاد شده در غلات و دانه های روغنی و گیاهان صنعتی و دارویی و درختان میوه، استفاده از روشهای پیشرفته بیوتکنولوژی و تلفیق آنها با روش موتاسیون جهت تسریع در امر بهنژادی و دستیابی به فناوری مولکولی و مارکرهای مولکولی جهت انتخاب گیاهان برتر از مراحل اولیه رشد گیاه افزایش تولید را امکان پذیر میکند
پایه و اساس کارهای اصلاحی در اختیار داشتن حداکثر تنوع ژنتیکی میباشد، لذا پرتوتابی هستهای با ایجاد ژرمپلاسم غنی از تنوع ژنتیکی نقش مهمی در اصلاح گیاهان دارد و روند تکامل طبیعی گیاهان را تسریع مینماید. همچنین انتخاب ژنوتیپهای مطلوب و حتی ژنهای مورد نظر در ژنوم گیاهی و ردیابی و بررسی اثرات فنوتیپی آنها، از طریق رادیوایزوتوپها امکان پذیر میباشد و استفاده از این تکنولوژی علاوه بر تسریع برنامههای اصلاحی باعث افزایش دقت نیز میشود
بیشتر استفاده از مواد رادیواکتیو در اصلاح گیاهان مربوط به نشاندار کردن، خصوصا نشاندار کردن کاوشگرهاست. برای مثال نوترون بلاتینگ یکی از روشهای مورد استفاده برای آشکار سازی قطعات RNA در مبحث ژنومیکس کارکردی است که برای بررسی فعالیت وشدت ژنهای جهش یافته و پروموتورهای آنها در موجودات موتانت کاربرد دارد
پرتودهی موادغذایی به منظور جلوگیری از فساد آن، جلوگیری از جوانهزنی بعضی از محصولات غذایی مانند پیاز و سیب زمینی، کنترل آفات انباری، کاهش بار میکروبی و قارچی بعضی از محصولات مانند زعفران و ادویه و تاخیر در رسیدن میوهها به منظور افزایش زمان نگهداری آنها ازجمله کاربردهای دیگر فناوری هستهای در اصلاح گیاهان زراعی و باغی است
-2-2 کاربرد فناوری هستهای در علوم و مهندسی خاک:
از آنجایی که خاکها دارای حافظه هوشمند قدیمی هستند، قادرند اطلاعات مفیدی درباره فاکتورهای محیطی و فرایندهای پدوژنتیکی در یک دوره از مراحل تشکیل خاک را در خود ذخیره نمایند. خاکهای قدیمی به عنوان شاخص مهمی جهت برآورد شرایط اقلیمی گذشته و فرایندهای هوادیدگی در طی دورانهای گذشته محسوب میگردند. از روشهای متداول سنیابی مطلق میتوان به روش رادیوکربن اشاره کرد. نسبت ایزوتوپها در طبیعت مقدمه و تاییدی خواهد بود بر اطلاعات ما از فرایندهایی که اجزای کلیدی خاک را شکل میدهد.
از اینرو شاخصهای ایزوتوپی به دست آمده از خاک میتواند برای موضوعات گوناگونی همچون منشا اجزای تشکیل دهنده خاک، اثرات فعالیتهای انسان، نسبت برگشت کربن آلی، تاریخچه پوشش گیاهی و تغییرات اقلیمی به کار گرفته شود. استفاده از ایزوتوپهای کربن، اکسیژن و گوگرد ابزاری مناسب برای به دست آوردن اطلاعات از محیطهای قدیمی خاک است.
مقادیر ایزوتوپهای اکسیژن-18 و گوگرد-34 گچ پدوژنیکی منعکس کننده فاکتورهای اقلیمی ازقبیل درجه حرارت و میزان بارندگی است. در صورتی که ایزوتوپ کربن-13 برای بازسازی مقادیر نسبی چرخه متابولیک گیاهان است. ترکیب ایزوتوپ کربن - کربن- - 13 کربناتهای خاکهای قدیمی نسبت گیاهان C3 و C4 را منعکس میکند که در یک خاک قدیمی رشد کرده است
از دیگر کاربردهای دانش هستهای در خاکشناسی میتوان به براورد میزان فرسایش خاک و رسوبگذاری اشاره کرد. استفاده از رادیوایزوتوپهای Cs173، Be7 و Pb210 در براورد فرسایش خاک و رسوبگذاری در دهههای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. هرچند به دلیل تفاوت این رادیوایزوتوپها ازنظر نیمه عمر، زمان توزیع و همچنین نوع کاربری اراضی نحوه پراکنش متفاوتی از هم دارند.
