آشنایی با مبانی مهندسی زراعت

● واژگان
ـ فیزیولوژی گیاهی:
علم مطالعه‌ی ساختارهای گیاهی.
ـ اکولوژی:
بوم شناسی ـ مطالعه‌ی محیط زندگی.
ـ ژنتیک:
شاخه‌ای از علم زیست شناسی است که درباره‌ی انتقال وراثت بحث می‌کند.
ـ بیوشیمی:
شیمی زیستی ـ مطالعه‌ی مبانی شیمایی موجود زنده.
ـ بیوتکنولوژی:
فن آوری زیستی.
● زراعت
کشاورزی در مفهوم وسیع، به کشت و کار یا تولید محصولات زراعی گفته می‌شود و مترادف با زراعت است؛ به‌بیان دیگر، زراعت هنر و علم تولید و بهبود گیاهان زراعی به کمک استفاده‌ی کارآمد از منابع خاک، آب و دیگر عوامل تولید است و درواقع شاخه‌ای از علم کشاورزی‌ست که درباره‌ی اصول و عملیات اداره‌ی مزرعه جهت تولید محصولات زراعی به بحث و بررسی می‌پردازد.
● ارتباط زراعت با علوم پایه و مهندسی
زراعت دارای جنبه‌های به‌هم پیوسته‌ای ازعلوم مانند ریاضی، فیزیک، شیمی و زیست شناسی است، هم‌چنین دراین علم جنبه‌های کاربردی علوم گیاهان زراعی، خاک شناسی، علوم زیست محیطی، اقتصاد و جامعه شناسی مورد بررسی قرارمی‌گیرد.
● تاریخچه‌ی زراعت
کشاورزی اولین شغل بشر بوده است، انسان کشاورز از طریق عملیات داشت (کوددهی، آبیاری، مبارزه با آفات، امراض و علف‌های هرز) سبب غالبیت ترکیبات ژنتیکی پرتولید در جوامع گیاهی مورد کاشت شده است، دراین‌باره انتخاب آگاهانه نیز برای بهبود کیفیت انجام شد. زراعت از نیمه‌ی دوم قرن ۱۸ به‌تدریج جنبه‌ی‌ علمی پیدا کرد و ثابت شد که این علوم ارتباط تنگاتنگی با خاک،‌ گیاهان زراعی و محیط دارد.
امروزه تلاش‌ها و اقدامات کاملاً آگاهانه و بسیار دقیقی برای رسیدن به کمیت و کیفیت بیشتر و بهتر محصولات در سطح جهانی به‌عمل می‌آید. درنتیجه‌ی فعالیت‌های به‌نژادی بشر، گیاهان اهلی شده و وابستگی شدیدی به حمایت و فعالیت انسان پیدا کرده‌اند و بقای این نوع از گیاهان در طبیعیت بدون حمایت انسان ممکن نیست.
امروزه علم زراعت براساس علوم زیستی‌ هم‌چون فیزیولوژی،‌ اکولوژی، بیوشیمی، ژنتیک،‌ میکروبیولوژی و بیوفیزیک تعریف شده است.
● شاخه‌های علوم زراعت
درکشورما رشته‌ی زراعت و میکروبیولوژی اصلاح نباتات به ۶ گرایش زیر تقسیم می‌شود:
▪ زراعت:
زراعت دارای ۲ گرایش فیزیولوژی و اکولوژی است، هدف فیزیولوژی گیاهان زراعی بالا بردن سطح کمی و کیفی محصولات با توجه به خصوصیات درونی گیاه است که این امر به‌وسیله‌ی دست‌کاری‌های خارجی قابل بهبود است. برای نمونه از کودی خاص و یا تنظیم کننده‌ی رشد گیاهی به‌صورت خارجی برروی گیاه به منظور بالا بردن خصوصیات کمی و کیفی آن استفاده می‌شود.
اکولوژی گیاهان زراعی نیز به موضوعاتی چون انتخاب بهترین شرایط و زمان کاشت با توجه به اقلیم منطقه و شرایط رشدی گیاه و کاشت به شیوه‌های اکولوژیک به منظور ایجاد کمترین خسارت برای محیط زیست می‌پردازد برای نمونه در این علم بیان می شود که از قارچ تثبیت کننده فسفر هم زیست با ریشه‌ی گیاه زراعی به جای کود شیمایی فسفره استفاده شود.
▪ علف‌های هرز:
هدف از اشاعه‌ی این علم، مبارزه با علف‌های هرز مزارع گیاهان زراعی با استفاده از شیوه‌ها و یا روش‌هایی است که کمترین خسارت را به محیط زیست و سلامت انسان‌ها می‌رساند.
▪ آگرواکولوژی‌( کشاورزی اکولوژیک):
درکشاورزی اکولوژیک شیوه‌های نوین با هدف به‌کارگیری کم و یا درصورت امکان عدم استفاده از مواد شیمیایی و مصنوعی به‌منظور حفظ محیط زیست و سلامتی انسان‌ها مطرح می‌شود. این گرایش در برخی ازمواقع با اکولوژی گیاهان زراعی و علف‌های هرز مشترکاتی دارد اما باید به این نکته توجه کرد که در این علم به جنبه‌های وسیع‌تری از مسایل محیط زیستی نسبت به ۲ گرایش پیش‌گفته پرداخته می‌شود.
▪ علوم و تکنولوژی بذر:
اهداف این رشته انجام فرآیند‌های گوناگون پیش از کاشت بذر به منظور بالا بردن توانایی بذوردر مقابله با شرایط محیطی همانند نور، سرما، شوری، گرما و ... است. برای نمونه با توجه به‌آن‌که بذر چغندرقند در زمان جوانه زنی نسبت به شوری خاک بسیار حساس است بنابرابن می‌توان از ماده‌ی شیمیایی خاص به منظور افزایش مقاومت بذر چغندرقند به شوری استفاد کرد. از سویی دراین علم مباحثی هم‌چون نگهداری ذخایر ژنی گیاهان زراعی، شرایط بهینه‌ی انبارداری بذرها، تکنیک‌های تولید بذر و گواهی آن مورد بررسی قرار می‌گیرد.
▪ اصلاح نباتات:
در این شاخه ازعلوم زراعت به شیوه‌های بهبود کیفیت توارثی گیاهان زراعی از طریق انجام عملیات‌ دو رگ گیری پرداخته می‌شود برای نمونه تلفیق رقم گندم پرمحصول حساس به بیماری با گندم کم محصول مقاوم به همان بیماری منجر به پیدایی رقم پرمحصول مقاوم به بیماری می‌شود. نتایج این تلفیق می‌تواند به شیوه‌های گوناگون برای سال‌های متوالی در گیاه جدید تولیدی ماندگار باشد.
علم اصلاح نباتات وابستگی زیادی به‌علوم مهندسی ژنتیک و فیزیولوژی گیاهان زراعی دارد و محصول نهایی تولید شده باید قبل از ورود به بازار گواهی تائید بذر را کسب کند. لازم به توضیح است فرآیند تولید یک محصول جدید تا ورود آن به بازار ممکن است درطی ۱۰ ـ ۱۶ سال انجام گیرد.
▪ بیوتکنولوژی گیاهان زراعی:
این علم همانند اصلاح نباتات به بهبود کیفیت توارثی گیاهان زراعی به منظور بالا بردن سطح کیفی و کمی گیاهان زراعی تولیدی می‌پردازد. شایان ذکر است که این گرایش درمقایسه با علوم اصلاح نباتات ازمحدودیت‌های کمتری برخورداراست؛ در اصلاح نباتات برای انتقال ژن‌ها باید دو گیاه همانند، با یکدیگر تلفیق داده شوند؛ اما در بیوتکنولوژی می‌توان برای نمونه صفت مقاومت به سرما را از درخت گردو و یا حتی باکتری مقاوم به سرما به گیاه زراعی مورد نظر (برای نمونه گندم) منتقل کرد. باتوجه به آن‌که روش‌های مورد استفاده درعلوم بیوتکنولوژی بسیار پیشرفته است بنابراین این گرایش از رشته‌های فن‌آوری برتر به‌شمارمی‌آید.
لازم به‌توضیح است محصولات به‌دست آمده‌ی حاصل از دست‌کاری ژنتیک ممکن است مشکلات زیست محیطی خاصی نیز داشته باشند. در این شیوه فرآیند تولید یک محصول به نژادی شده به مدت زمان بسیار کوتاه‌تری(حدود ۱تا ۲سال نیاز دارد.)
● راهکار پیشنهادی:
▪ افزایش عملکرد محصول
با افزایش بی رویه‌ی جمعیت جهان و نیاز روز افزون به مواد غذایی ۲راه پیشنهاد شده‌است:
۱) افزایش سطح زمین‌های زیرکشت
۲) افزایش میزان محصول در واحد سطح ( افزایش عملکرد)
افزایش سطح زیرکشت نیاز به سرمایه‌گذاری کافی و منابع جدید از قبیل خاک و آب دارد؛ این امر موجب شده است تا در اکثرکشورها، توسعه‌ی اراضی جدید قابل کشت را متوقف کرده و میزان معین و ثابتی برای زمین زراعی درنظرگیرند.
دربسیاری از کشورهای توسعه یافته اراضی قابل کشت صرف توسعه‌ی شهر‌ها، شهرک‌ها، جاده‌ها، فرودگاه‌ها، سدها، پارک‌های مصنوعی، مناطق حفاظت شده، جنگل‌کاری و... شده است. باتوجه به‌آن‌که گسترش سطح زمین‌های زراعی مستلزم سرمایه‌گذاری عظیم است بنابراین بهترین راه، افزایش محصول در واحد سطح است، درکشورما نیز به‌دلیل کمبود آب امکان افزایش سطح زیرکشت وجودندارد بنابراین افزایش عملکرد محصول بهترین گزینه دراین‌باره ‌است. ازسویی درسال‌های اخیر مباحث زیست محیطی نیز اهمیت زیادی پیدا کرده وباید افزایش تولید محصول در واحد سطح همراه با حفظ و نگهداری از محیط زیست باشد.

تدوین:
مرتضی ملازاده ـ دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و تکنولوژی بذر دانشگاه تهران
منابع:
۱ ـ مبانی زراعت عمومی، داریوش مظاهری و ناصر مجنون حسینی
۲ ـ اصول و مبانی زراعت، محمد رضا خواجه پور
۳– Hon son , A.A ۱۹۹۰ . Proctical hand book of agricalturp science , CRCP ress. Boca Rutona , Florida.

منبع : خبرگزاری ایسنا