استفاده از فن‌آوری هسته‌ای در علوم کشاورزی
استفاده از فن‌آوری هسته‌ای در علوم کشاورزی   تا اوایل قرن بیستم تصور می‌شد تمامی اتم‌ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم در سال ۱۸۹۶ مشخص شد که برخی عناصر دارای ایزوتوپ‌های رادیواکتیو هستند؛ یعنی هسته‌ی اتم آن ها از خود تشعشع ساطع می‌کند. از زمان کشف مواد رادیواکتیو، اطلاعات زیادی توسط دانشمندان درباره‌ی خاصیت رادیواکتیویته، خواص ایزوتوپ‌ها و رادیوایزوتوپ‌ها و استفاده از انرژی حاصله از هسته ی اتم‌ها در علوم مختلف به دست آمده است. از این انرژی در جنبه‌های مختلف علوم پزشکی، صنعتی، بهداشت،باستان‌شناسی، زمین‌شناسی، کشاورزی و دامپروری استفاده می‌شود. دانش هسته‌ای دارای قدرت و وسعت زیاد بوده و هر روز بر دامنه‌ی استفاده از فناوری هسته‌ای و به ویژه انرژی هسته‌ای افزوده می شود. کاربرد بخش‌های مختلف آن به گونه‌ای است که اگر کشوری فناوری هسته‌ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ارتقا پیدا می‌کند. در این مقاله به بررسی مختصری درباره ی کاربردهای انرژی هسته‌ای در علوم مختلف کشاورزی پرداخته می‌شود. ● ضرورت استفاده از دانش هسته‌ای در علوم کشاورزی: امروزه هر کشوری که از لحاظ تولیدات کشاورزی جایگاه مناسبی داشته باشد، در بسیاری از جنبه‌ها، قدرت و موفقیت بین المللی کسب می کند. یکی از ارکان توسعه ی اقتصادی در بخش کشاورزی، دانایی محوری و تلاش برای خودکفایی است. دانش هسته‌ای فرآیند تحقق این اهداف را سرعت می‌‌بخشد. با افزایش جمعیت، نیاز به غذا افزایش می¬یابد که باعث تولید بیشتر محصولات کشاورزی می‌شود؛ در نتیجه منابع آبی به تدریج کاهش و فرسایش خاک افزایش می‌یابد و در صورت ادامه ی این روند، شاهد نابودی منابع آبی و خاکی کشور خواهیم بود. از طرفی ما نمی‌توانیم تولید را به دلیل از دست دادن محیط و تخریب منابع متوقف کنیم؛ بلکه باید بین این دو، رابطه‌ای برقرار سازیم که در آن روش‌های تولید و نیز روش‌های حفاظت منابع آب و خاک در تعادل باشند. یکی از راه‌های استفاده ی بهینه از منابع آب و خاک و تامین امنیت غذای جامعه ی امروز و نسل آینده، استفاده از فناوری هسته‌ای می‌باشد. ایران برای رهایی از اقتصاد تک‌محصولی و کاهش میزان وابستی به درآمدهای نفتی، مجبور است که با استفاده از فناوری‌های نوین به توسعه‌ی هر چه بیشتر کشاورزی به عنوان بخش درآمدزا اقدام کند. ایران با داشتن زمین‌های حاصل‌خیز و چهارفصل آب و هوایی می‌تواند نه تنها تولید داخلی را تأمین کند، بلکه از صادر کنندگان محصولات کشاورزی در منطقه باشد. ● تکنیک‌های هسته‌ای در علوم کشاورزی: تکنیک‌های هسته ای در علوم کشاورزی به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند: ۱) تکنیک پرتوتابی: در این روش از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو با دستگاه اشعه ی x، رآکتورها و شتاب‌دهنده‌ها، پرتوهای یون‌ساز تولید می‌شود و از آن ها در تحقیقات استفاده می‌شود. ایجاد موتاسیون در گیاهان، کنترل حشرات از طریق عقیم کردن آن ها، مبارزه با آفات انباری و غیره... جزو این روش های نوین می باشند. 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 آن ها را در گیاه با دقت می‌توان بررسی کرد. در مورد سموم نیز این کار 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 بافت های 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. ● معرفی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌ای ایران و فعالیت‌های آن: مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌ای ایران از سال ۱۳۵۶ تاسیس و به فعالیت مشغول شده است. این مرکز در ۴ گروه زیر فعال است: ▪ ژنتیک و اصلاح نباتات ▪ مدیریت آب و خاک و تغذیه‌ی گیاهی ▪ پرتودهی مواد غذایی و کنترل آفات ▪ بهداشت دام و فرآورده های دامی اهداف این مرکز عبارتند از: ▪ تولید گونه های مقاوم به آفات و کم آبی و بالابردن تحمل گیاهان در مناطق گرم و خشک ▪ تولید ارقام پرمحصول. ▪ کنترل و نابودی آفات ▪ استفاده‌ی موثر از منابع آبی ▪ جلوگیری از فسادمحصولات هنگام نگهداری آن‌ها ▪ اصلاح نباتات با پرتوتابی و ایجاد موتاسیون در آن ها بخشی از فعالیت‌های انجام شده در مرکز کشاورزی هسته‌ای کرج: ▪ استفاده از موتاژن* فیزیکی پرتو گاما در ایجاد تنوع ژنتیکی در گیاه برنج. ▪ استفاده از پرتوتابی به منظور افزایش تنوع ژنتیکی برای ایجاد لینه‌های مقاوم به خوابیدگی، زودرسی و بیماری بلاست در ارقام برنج. ▪ بررسی موتانت‌های* خالص سویا. ▪ تهیه ی لاین‌های پاکوتاه و متحمل به بلاست از بعضی از ارقام پابلند محلی در برنج. ▪ القای موتاسیون در نارنگی به منظور تنوع ژنتیکی در جهت تولید موتانت‌هایی با صفات کیفی برتر (مانند نارنگی بدون هسته) ▪ استفاده از آب و خاک شور در کشاورزی پایدار با استفاده از فنون هسته‌ای. ▪ بررسی امکان ایجاد موتاسیون با به کارگیری پرتو گاما برای تولید لاین‌های مقاوم به بیماری پژمردگی در ارقام نخود ایرانی. ▪ ایجاد لاین‌های زودرس و مقاوم به ریزش در کنجد. ▪ اثر پرتوی گاما در افزایش تولید جوجه‌های گوشتی. ▪ استفاده از پرتودهی به منظور جلوگیری از ضایعات محصولات کشاورزی و مواد غذایی اولیه ی تبدیلی.   ● تولید ابزارهای مقاوم به شوری و سرما 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 مقاومت را کاشت و بارور کرد. 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 استان های خوزستان، گلستان و یزد در حال انجام است. در این روش با استفاده از پرتودهی گاما صفات مقاومت به شوری یا سرما ایجاد می شود، این تحقیقات هم اکنون روی گندم، دانه روغنی کلزا و برنج در حال انجام است. طرح تحقیقاتی مقاوم سازی درخت اکالیپتوس به شوری و خشکی با استفاده از انرژی هسته ای به شکل پرتودهی گاما در دست اجراست.در صورت مقاوم سازی این درخت به شوری و خشکی، با استفاده از ان از حرکت شن های روان و فرسایش خاک جلوگیری می شود و شاهد سرسبزی منطقه و تامین علوفه دام به علت تثبیت خاک خواهیم بود. ● تولید میوه های بدون هسته مراکز تحقیقاتی جهادکشاورزی بیشترین همکاری را با سازمان انرژی اتمی دارد و یکی از طرح های مشترک تولید پرتقال، نارنگی و پرتقال کم هسته در باغات تنکابن است. خیام نکویی رئیس موسسه تحقیقاتی بیوتکنولوژی جهادکشاورزی می گوید: با استفاده از روش پرتوتابی گاما به بذر مرکبات یا میوه های هسته دار می توان با اصلاح ژنتیک میوه های با هسته کوچک یا بی هسته تولید کرد که علاوه بر خوش خوراک بودن می تواند در جذب بازارهای بین المللی و ارتقای کیفیت محصول مرکبات و میوه های هسته دار موثر باشد. ● افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی رئیس موسسه تحقیقاتی بیوتکنولوژی جهادکشاورزی افزایش ماندگاری میوه به ویژه مرکبات را در سردخانه ها از دیگر کاربردهای انرژی هسته ای و کشاورزی می داند و می افزاید: 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. خیام نکویی حفظ طعم و تازگی میوه ها به ویژه مرکبات را از دیگر مزایای کاربرد انرژی هسته ای در کشاورزی دانست. به تاخیر انداختن جوانه زدن سیب زمینی و پیاز در انبارها و حفظ کیفیت این محصولات از طرح های تحقیقاتی است که کارشناسان بخش کشاورزی و سازمان انرژی اتمی در دست مطالعه و اجرا دارند. ● کاربرد انرژی هسته ای در مبارزه با آفات محصولات کشاورزی امروزه در جهان به بهداشت محصولات غذایی اهمیت زیادی می دهند . برای افزایش سلامت محصولات کشاورزی و کاهش مصرف سم و کود شیمیایی می توان از فناوری پرتودهی هسته ای برای آفت زدایی از محصولات بدون استفاده از انواع سموم و کودهای شیمیایی بهره برد. صالحی جوزانی عضو هیئت علمی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی با اشاره به اینکه استفاده از پرتودهی گاما در آفت زدایی از محصولات هیچ آسیبی به محصول نمی رساند، می گوید: استفاده از مواد شیمیایی و سموم در مبارزه با انواع آفات و قارچ ها علاوه بر کاهش سلامت محصول سبب آلودگی محیط زیست منابع آب و خاک می شود. این عضو هیئت علمی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی تصریح می کند: در کشور ۲۰ میلیون تن انواع سم برای مبارزه با آفات مصرف می شود که با جایگزینی فناوری هسته ای این میزان کاهش چشمگیری خواهد داشت. وی می گوید : کارشناسان و متخصصان کشورمان با استفاده از انرژی هسته ای و پرتوتابی گاما ، آفات را عقیم می کنند و با رهاسازی آفات و حشره های عقیم این فعالیت اقتصادی را سالم به نسل های بعدی انتقال می دهند و به این ترتیب جمعیت آفات کاهش می یابد. این عضو هیئت علمی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی می افزاید: این روش هم اکنون برای کنترل آفت کرم گلوگاه انار و بیماری میکروبی خرما که سبب ترشیدگی و شکرک این محصول می شود با همکاری کارشناسان سازمان انرژی اتمی در حال اجراست. صالحی جوزانی اضافه می کند با پرتودهی به محصول خرما و کنترل عوامل میکروبی می توان از کاهش کیفیت سالانه ۷۰۰ هزار تن خرمای کشور جلوگیری کرد. ● تولید گونه های پرمحصول و حفظ ذخایر ژنتیکی کشور تولید گونه هایی 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 هسته ای است. خیام نکویی رییس موسسه بیوتکنولوژی جهادکشاورزی با تاکید بر بکارگیری انرژی هسته ای در این زمینه می گوید : به جای اینکه سطح زیر کشت را افزایش دهیم می توانیم با استفاده از پرتودهی گاما ارقام بومی کم محصول را به ارقام مقاوم پرمحصول تبدیل کنیم. وی از کاربرد انرژی هسته ای در افزایش محصول بذر گندم طبسی خبر داده و می افزاید: با استفاده از این روش میزان برداشت محصول از گندم از یک و نیم تن در هر هکتار به ۷ تن در هر هکتار افزایش یافته است. رئیس موسسه بیوتکنولوژی جهادکشاورزی می گوید : از انرژی هسته ای برای جلوگیری از افتادگی ساقه ذرت و گندم در اردبیل نیز استفاده شده است. خیام نکویی اضافه می کند : با استفاده از فناوری هسته ای ساقه ذرت و گندم در منطقه اردبیل کوتاهتر و ضخیم تر شد و به این ترتیب ضایعات محصول کاهش و تولید محصول در هر هکتار افزایش یافت. این کارشناس کشاورزی تاکید می کند با استفاده از انرژی هسته ای می توان با اصلاح و بهبود ارقام بومی این گونه ها را که به عنوان میراث طبیعی کشور است حفظ و از اختلاط آنها با ارقام غیربومی و نابودی گونه های بومی جلوگیری کرد. ● افزایش سرعت تحقیقات برخی تحقیقات کشاورزی برای رسیدن به نتیجه مطلوب زمان زیادی طلب می کند درحالی که با استفاده از فناوری هسته ای این زمان به نصف کاهش می یابد. برای بررسی یک بذر تا رسیدن به نتیجه مطلوب در تحقیقات معمولی اگر ده سال زمان نیاز باشد در تحقیقات هسته ای به ۵ سال کاهش می یابد. خیام نکویی رئیس موسسه بیوتکنولوژی جهادکشاورزی می گوید: در روش معمولی برای تولید بذر اصلاح شده مثلا گندم که مقاوم به خشکی یا شوری باشد به حداقل ۱۴ سال زمان نیاز است درحالی که با استفاده از فناوری هسته ای با پرتودهی گاما می توان در مدت ۵ تا ۶ سال بذر اصلاح شده گندم را تولید کرد. ● ضرورت دستیابی به دانش و فناوری هسته ای دستیابی به دانش و فناوری هسته ای در ایران با توجه به افزایش جمعیت و نیازهای غذایی کشور و کاهش سرانه منابع آبی و فرسایش خاک امروزه یک ضرورت است. با بکارگیری فناوری های نوین و در راس آنها فناوری هسته ای می توان با استفاده بهینه از منابع موجود،مسیر تامین امنیت غذایی را برای جامعه امروز و نسل آینده هموار کرد و کشور را در زمینه تولید محصولات کشاورزی به ویژه محصولات استراتژیک به خودکفایی رساند. امروزه دستیابی به دانش هسته ای یک انتخاب لوکس و تشریفاتی یا محتاج دستور و اوامر بیگانگان نیست بلکه یک ضرورت است و باید مسیر تحولات و پیشرفت دانشمندان جوان وطن را پاس بداریم و ان را هموار و از انها حمایت کنیم. در ادامه به تاریخچه تحولات دانش هسته ای کشورمان اشاره می شود. ● تاریخچه انرژی اتمی ایران سال ۱۳۱۵ مجلس شورای وقت، ایجاد مرکز اتمی دانشگاه تهران را تصویب کرد و در آذر۱۳۴۴ رئاکتور پنج مگاواتی آموزشی و تحقیقاتی ایران آماده فعالیت شد. در سال ۱۳۴۵ در مرکز تحقیقات هسته ای امیرآباد تهران این تجهیزات بکار گرفته شد. فعالیت این واحد تاکنون ادامه دارد و این رئاکتور بطور منظم از سوی آژانس بین المللی انرژی اتمی بررسی می شود. سال ۱۳۵۲ سازمان انرژی اتمی تشکیل و در همان سال قراردادهای ۱۰ ساله قابل تمدید برای تهیه سوخت هسته ای با کشورهای آلمان، فرانسه و آمریکا امضا شد. قرار بود نیروگاه اتمی در بوشهر توسط وزارت تحقیقات و صنعت آلمان غربی سابق به عنوان نخستین نیروگاه اتمی ایران در سال ۱۳۵۸ راه اندازی و بلافاصله پس از پایان کار احداث نیروگاه بعدی آغاز شود. بر اساس این قرارداد قرار شد آمریکا پس از مذاکراتی که ۲۲ مرداد ۵۶ صورت گرفت نیروگاههایی در ایران احداث کند و هشت رئاکتور اتمی به رژیم شاه بفروشد. پانزده مهر ۱۳۵۶ نیز فرانسه اعلام کرد که دو نیروگاه اتمی در ایران تاسیس می کند و رئاکتورهایی به ایران می فروشد. اما با پیروزی انقلاب شکوهمند اسلامی و در پی مخالفت دولت های غربی با انقلاب این روند متوقف شد و بخشی از امکانات نیز بمباران شد. پس از پایان جنگ تحمیلی برای تکمیل و تجهیز نیروگاه هسته ای بوشهر مذاکراتی انجام شد اما پیمانکاران به علت فشار دولت های غربی کناره گیری کردند و در نهایت روس ها همکاری هسته ای با ایران را پذیرفتند. سال های ۶۴ تا ۷۶ برای انتقال این دانش به کشور تلاش های زیادی انجام شد. سال های ۷۶ تا ۸۰ با انتقال این دانش به کشور و ساخت وسایل و تجهیزات مورد نیاز در داخل ، ایران موفق به انجام آزمایشهای مربوط در محیط آزمایشگاهی شد. از سال ۸۰ این دانش به سایت هسته ای نطنز که از چند سال پیش احداث آن آغاز شده بود منتقل شد. در همین زمان ایران به دانش غنی سازی اورانیوم از طریق لیزر در محیط آزمایشگاهی دست یافت و عملیات احداث رئاکتور آب سنگین اراک نیز آغاز شد و بالاخره ایران توانست فرایند غنی سازی و چرخه سوخت اتمی را اجرایی کند. در سال ۱۳۸۲ براساس توافقنامه سعدآباد ، تهران متعهد شد که غنی سازی اورانیوم را به حالت تعلیق دراورد و برغم اینکه بیش از ۱۰۰ ماشین سانتریفیوژ در نطنز داشت صرفا ۱۰ ماشین سانتریفیوژ به هم متصل و روی آنها تست انجام و اورانیوم تا یک و دو دهم درصد غنی شده بود. براساس توافقنامه سعدآباد قرار شد ایران در اسفند ۸۴ فرایند تحقیق و توسعه هسته ای را نطنز آغاز خواهد کرد. متخصصان جمهوری اسلامی ایران پس از آغاز فعالیت مجدد هسته ای موفق شدند همه مراحل غنی سازی دستگاه های سانتریفیوژ را بومی کنند . این سانتریفیوژها حدودا یک متر و هشتاد سانتی متر ارتفاع دارد و از ۲۰۰ قطعه تشکیل شده که ۹۴ قطعه آن بسیار حساس و دارای تکنولوژی بالایی است.  منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )