خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ کشاورزی مدرن در مسیر توسعه خود با چالش‌های فراوانی از جمله کاهش منابع آبی، افزایش آفات و بیماری‌ها، و تغییرات اقلیمی مواجه است که نیازمند راهکارهای نوین و علمی برای افزایش مقاومت محصولات زراعی و بهبود بهره‌وری است. در این میان، تولید نشاهای مقاوم که بتوانند در برابر شرایط نامساعد محیطی، آفات و بیماری‌ها تاب‌آوری بیشتری داشته باشند، به عنوان یکی از راهکارهای مؤثر مطرح شده است. فناوری پرتودهی در مرحله رشد اولیه، با ایجاد تغییرات ژنتیکی و فیزیولوژیکی در نشاها، توانسته است نقش مهمی در بهبود مقاومت آن‌ها ایفا کند.

پرتودهی به عنوان فرآیندی کنترل شده، سبب افزایش توان گیاه در مقابله با عوامل استرس‌زای محیطی مانند خشکی، شوری، سرما و حملات آفات می‌شود. این فناوری در سال‌های اخیر به ویژه در تولید نشاهای برنج، گوجه‌فرنگی و توتون مورد توجه قرار گرفته است، چرا که این محصولات به عنوان اقلام مهم اقتصادی و غذایی، نیازمند ارتقای کیفیت و مقاومت هستند. بدین ترتیب، پرتودهی می‌تواند به عنوان یک ابزار نوین و کارآمد در بهبود کشاورزی پایدار نقش آفرینی کند.

استفاده از پرتودهی به عنوان جایگزینی برای روش‌های شیمیایی پرخطر و زیان‌آور، ضمن اینکه سلامت خاک و محیط زیست را حفظ می‌کند، کاهش هزینه‌های کشاورزی و افزایش بازده اقتصادی را به دنبال دارد. در این مسیر، شناخت اصول، فرآیندها و چالش‌های این فناوری، به همراه بررسی نمونه‌های کاربردی موفق، می‌تواند راهنمایی مطمئن برای توسعه پایدار کشاورزی در کشور باشد.

در زمینه «کاربرد فناوری هسته‌ای در کشاورزی» بیشتر بخوانید:

«به‌نژادی جهشی» و تولید ارقام مقاوم

پایش کیفیت و آلودگی آب‌های زیرزمینی

تکنیک «عقیم‌سازی آفات نر» با پرتودهی

کاهش مؤثر ضایعات با پرتودهی هسته‌ای

رهگیری آب و تغذیه گیاه با پرتودهی هسته‌ای

«پرتودهی هسته‌ای» جایگزینی امن برای فناوری ناایمن «تراریخت»

پرتودهی خوراک دام؛ افزایش ایمنی زیستی و بهره‌وری دامپروری

پاستوریزه‌سازی مواد غذایی با فناوری هسته‌ای

امضای ایزوتوپی، برای تأیید اصالت مواد غذایی

مدیریت بیماری‌های ویروسی دام با پرتودهی هسته‌ای

بهبود تاب‌آوری در برابر تنش‌های اقلیمی با فناوری هسته‌ای

بهینه‌سازی فتوسنتز و افزایش کارایی گلخانه‌ها؛ با کنترل هسته‌ای

ارزش‌افزوده محصولات جانبی و ضایعات کشاورزی، با فناوری هسته‌ای

توسعه بسته‌بندی‌های مقاوم هسته‌ای برای صادرات ایمن مواد غذایی کشاورزی

معرفی و اصول کلی فناوری

فناوری پرتودهی به معنای تاباندن پرتوهای یونیزان یا غیر یونیزان به نشاها در مرحله رشد اولیه است تا با تغییرات کنترل شده در سلول‌های گیاهی، خصوصیات مقاومتی آن‌ها افزایش یابد. پرتودهی می‌تواند به وسیله منابع مختلفی همچون اشعه گاما، الکترون‌های پرانرژی یا پرتوهای ایکس انجام شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

اصول پایه در این فناوری مبتنی بر تأثیر تابش بر ساختار مولکولی DNA و سایر اجزای سلولی گیاه است که منجر به فعال‌سازی مسیرهای زیستی محافظتی و افزایش مقاومت در برابر عوامل آسیب‌رسان می‌شود. این تغییرات می‌توانند به شکل افزایش تولید آنتی‌اکسیدان‌ها، تحریک سیستم ایمنی گیاه، و تنظیم متابولیسم سلولی ظاهر شوند.

یکی از ویژگی‌های مهم این فناوری، امکان تنظیم دقیق دوز تابش است که به محققان اجازه می‌دهد تا اثرات مثبت را به حداکثر و اثرات منفی را به حداقل برسانند. به همین دلیل، تعیین دوز بهینه پرتودهی برای هر نوع گیاه و مرحله رشد اهمیت ویژه‌ای دارد. پرتودهی مقاومت به عوامل زیستی مانند بیماری‌ها و آفات را افزایش می‌دهد، و در کنار این، مقاومت به شرایط غیرزیستی مانند خشکی و شوری را نیز تقویت می‌کند.

اجزای اصلی سیستم

سیستم پرتودهی برای نشاها از چند بخش اصلی تشکیل شده است که هر یک نقشی کلیدی در موفقیت فرآیند دارند. اولین جزء منبع تابش است که معمولاً شامل دستگاه‌های اشعه گاما، شتاب‌دهنده‌های الکترونی یا منابع پرتوی ایکس است. این منابع باید توانایی تولید تابش با انرژی مناسب و قابل تنظیم داشته باشند تا دوز مورد نیاز برای نشاها فراهم شود.

دومین جزء محفظه یا اتاقک پرتودهی است که نشاها در آن قرار می‌گیرند. این محفظه باید از نظر ایمنی کاملاً کنترل شده و عایق‌بندی مناسبی داشته باشد تا از نشت تابش به محیط جلوگیری شود و سلامت اپراتورها تضمین گردد. علاوه بر این، سیستم‌های کنترل دما و رطوبت در این بخش نقش مهمی ایفا می‌کنند تا شرایط محیطی ایده‌آل برای نشاها حفظ شود.

جزء سوم، سیستم‌های کنترل و اندازه‌گیری دوز تابش هستند که به کمک سنسورها و نرم‌افزارهای پیشرفته، دوز دقیق تابش را بر اساس نوع گیاه و مرحله رشد تنظیم و پایش می‌کنند. این سیستم‌ها امکان ثبت و مستندسازی داده‌ها را نیز فراهم می‌آورند.

سیستم‌های ایمنی و حفاظت فردی که شامل تجهیزات حفاظتی برای اپراتورها، سیستم‌های هشداردهنده و مکانیزم‌های خاموش‌کننده اضطراری هستند، از اجزای حیاتی هر مرکز پرتودهی به شمار می‌روند.

فرآیند کلی انجام

فرآیند پرتودهی نشاها با آماده‌سازی اولیه آغاز می‌شود که در آن نشاهای برنج، گوجه‌فرنگی و توتون در شرایط کنترل شده پرورش یافته و به مرحله رشد اولیه می‌رسند. سپس، نشاها به واحد پرتودهی منتقل می‌شوند که در اینجا با دوزهای دقیق و تعیین شده پرتوهای یونیزان یا غیر یونیزان تابیده می‌شوند.

در این مرحله، مدت زمان و شدت پرتودهی به دقت محاسبه و تنظیم می‌شود تا نشاها دچار آسیب نشوند و تنها تغییرات مثبت فیزیولوژیکی ایجاد شود. کنترل شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و تهویه نیز در اتاقک پرتودهی به منظور حفظ سلامت گیاهان انجام می‌شود.

پس از پرتودهی، نشاها به مدت مشخصی در شرایط قرنطینه قرار می‌گیرند تا اثرات پرتودهی بر رشد و مقاومت آن‌ها بررسی و تثبیت شود. این بازه زمانی به ارزیابی کیفیت و مقاومت نشاها در برابر عوامل تنش‌زا کمک می‌کند.

در پایان، نشاهای مقاوم شده به مزارع منتقل شده و در شرایط طبیعی کشت می‌شوند. در طول دوره رشد، نظارت و پایش مداوم بر سلامت و عملکرد نشاها صورت می‌گیرد تا بازخوردهای لازم برای بهبود فرآیند در مراحل بعدی دریافت شود.

انواع کاربردها

فناوری پرتودهی در تولید نشاهای مقاوم، کاربردهای متنوعی در کشاورزی معاصر دارد که به‌ویژه برای محصولات استراتژیکی چون برنج، گوجه‌فرنگی و توتون اهمیت فراوانی یافته است. نخستین و مهم‌ترین کاربرد آن، افزایش مقاومت نشاها در برابر شرایط نامساعد محیطی است. به عنوان مثال، در مناطقی که خشکی و شوری خاک تهدیدی جدی برای کشاورزان است، نشاهای پرتودهی شده با تحمل بیشتر می‌توانند به حفظ و افزایش محصول کمک کنند.

علاوه بر این، پرتودهی باعث تقویت سیستم دفاعی طبیعی گیاهان در مقابل آفات و بیماری‌ها می‌شود که این امر موجب کاهش نیاز به استفاده از سموم شیمیایی شده و در نتیجه سلامت محصول و محیط زیست حفظ می‌گردد. برای گوجه‌فرنگی، این فناوری باعث افزایش مقاومت در برابر بیماری‌های قارچی و باکتریایی می‌شود، در حالی که در توتون، توان مقابله با آفات رایج به شکل چشمگیری بهبود می‌یابد.

همچنین در برنج، پرتودهی باعث بهبود ریشه‌زایی و توسعه بهتر سیستم ریشه می‌شود که مقاومت نشاها در برابر تنش‌های آبی و تغذیه‌ای را افزایش می‌دهد. کاربرد دیگر این فناوری، استفاده در برنامه‌های اصلاح نباتات و تولید ارقام جدید با ویژگی‌های برتر است. با تابش کنترل‌شده، تغییرات ژنتیکی قابل پیش‌بینی و ایمن در نشاها ایجاد شده که امکان تولید ارقام با مقاومت ویژه فراهم می‌شود.

از سوی دیگر، این فناوری می‌تواند در زنجیره تأمین نشا برای تضمین کیفیت و سلامت محصول نهایی نیز کاربرد داشته باشد؛ به طوری که نشاهای مقاوم‌تر به بازار عرضه شده و در نهایت بهره‌وری و درآمد کشاورزان افزایش می‌یابد.

مزایای این روش نسبت به روش‌های سنتی

استفاده از پرتودهی در تهیه نشاهای مقاوم مزایای بی‌شماری نسبت به روش‌های سنتی مانند استفاده از سموم شیمیایی و اصلاح نژاد به شیوه‌های کلاسیک دارد. نخستین مزیت بارز، کاهش چشمگیر مصرف مواد شیمیایی است که هم هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد، و هم اثرات مخرب زیست‌محیطی ناشی از سموم را به شدت کاهش می‌دهد.

علاوه بر این، پرتودهی امکان ایجاد تغییرات سریع و دقیق در گیاه را فراهم می‌کند؛ در حالی که روش‌های سنتی اصلاح نباتات به دلیل زمان‌بر بودن فرآیند و نیاز به نسل‌های متعدد، زمان و هزینه بیشتری می‌طلبند. فناوری پرتودهی با ایجاد اصلاحات ژنتیکی کنترل شده، می‌تواند ارقام مقاوم‌تر را در مدت کوتاه‌تری تولید کند.

مزیت دیگر این روش، حفظ ویژگی‌های مطلوب و طبیعی نشاها است؛ زیرا برخلاف استفاده از علف‌کش‌ها که ممکن است تأثیرات جانبی منفی بر روی گیاه و خاک داشته باشند، پرتودهی به صورت هدفمند روی سلول‌ها اثر گذاشته و تغییرات منفی حداقلی ایجاد می‌کند.

در کنار اینها، بهره‌وری بالاتر و افزایش پایداری محصولات کشاورزی از دیگر مزایای این فناوری است که به کشاورزان کمک می‌کند تا با هزینه کمتر و ریسک کمتر، محصول بهتری تولید کنند و در بازارهای داخلی و بین‌المللی رقابت‌پذیرتر باشند.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

با وجود مزایای فراوان، فناوری پرتودهی در تهیه نشاهای مقاوم با چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز روبه‌رو است که باید به دقت مدیریت شوند. یکی از مهم‌ترین محدودیت‌ها، نیاز به تجهیزات پیشرفته و تخصصی برای انجام پرتودهی است که هزینه‌های اولیه سرمایه‌گذاری را افزایش می‌دهد و ممکن است برای کشاورزان و مراکز کوچک مقرون به صرفه نباشد.

علاوه بر این، تعیین دوز دقیق و بهینه پرتودهی برای هر نوع گیاه و شرایط رشد، نیازمند تحقیقات علمی گسترده و آزمایش‌های میدانی است که زمان‌بر و هزینه‌بر می‌باشد. عدم رعایت دقیق این پارامترها می‌تواند منجر به آسیب به نشاها و کاهش کیفیت محصول نهایی شود.

همچنین، نگرانی‌های زیست‌محیطی و بهداشتی در رابطه با استفاده از پرتودهی، به خصوص در جوامعی که به فناوری‌های نوین کمتر اعتماد دارند، می‌تواند مانع پذیرش گسترده این روش شود. آموزش و فرهنگ‌سازی در این زمینه از جمله راهکارهای کلیدی برای غلبه بر این چالش‌ها به شمار می‌آید.

دیگر اینکه قوانین و مقررات سختگیرانه در برخی کشورها، ممکن است استفاده از این فناوری را محدود کند؛ بنابراین تطبیق با استانداردها و دریافت مجوزهای لازم یکی از موانع اداری مهم در مسیر توسعه این فناوری است.

استانداردها و دستورالعمل‌های بین‌المللی

استفاده از فناوری پرتودهی در بخش کشاورزی، به ویژه برای تهیه نشاهای مقاوم، تابع مجموعه‌ای از استانداردها و مقررات بین‌المللی است که تضمین کننده ایمنی، کیفیت و اثربخشی این فناوری در سطح جهانی محسوب می‌شوند. یکی از ارکان مهم در این زمینه، سازمان بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA) است که دستورالعمل‌ها و پروتکل‌هایی را جهت کاربرد پرتودهی در کشاورزی تدوین کرده است.

این دستورالعمل‌ها شامل تعیین دوز تابش مجاز، شرایط ایمنی کار با دستگاه‌های پرتودهی، نحوه کنترل کیفیت و ارزیابی تاثیرات پرتودهی بر ویژگی‌های زیستی گیاهان است. علاوه بر IAEA، سازمان‌های دیگر مانند FAO (سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد) نیز به تدوین استانداردهای مرتبط با استفاده از فناوری‌های نوین در کشاورزی پرداخته‌اند.

در سطح ملی، هر کشور بر اساس قوانین خود، مجوزهای لازم برای استفاده از پرتودهی در تولید نشا را صادر می‌کند و نظارت‌های دقیق بر عملکرد دستگاه‌ها و فرایندها اعمال می‌شود. به‌علاوه، استانداردهای بین‌المللی همچون ISO 9001 در زمینه کنترل کیفیت و ISO 22000 در زمینه ایمنی مواد غذایی، در فرآیندهای پرتودهی نقش مهمی ایفا می‌کنند.

رعایت این استانداردها، علاوه بر تضمین سلامت و کیفیت محصول، به افزایش اعتماد کشاورزان، مصرف‌کنندگان و بازارهای جهانی کمک کرده و از طریق کاهش ریسک‌های زیست‌محیطی و بهداشتی، زمینه‌ساز گسترش پایدار فناوری پرتودهی در کشاورزی می‌شود.

پیشرفت‌های نوین این روش

در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه پرتودهی نشاهای گیاهی رخ داده که کاربرد و اثربخشی این فناوری را به مراتب افزایش داده است. از جمله این پیشرفت‌ها می‌توان به توسعه دستگاه‌های پرتودهی با دقت بالاتر و قابلیت تنظیم دوزهای تابش به صورت دیجیتال اشاره کرد که امکان بهینه‌سازی فرآیند را فراهم می‌آورد.

علاوه بر این، تحقیقات ژنتیکی پیشرفته همراه با فناوری پرتودهی، امکان تولید نشاهای مقاوم با ویژگی‌های خاص و هدفمند را فراهم ساخته است. به عنوان نمونه، استفاده از پرتودهی ترکیبی با بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک، برای بهبود مقاومت در برابر تنش‌های محیطی و آفات، به سرعت در حال توسعه است.

همچنین، فناوری‌های نوینی مانند پرتودهی با اشعه الکترونی و استفاده از پرتوهای ایکس با انرژی بالا، کارآمدی و سرعت فرآیند را افزایش داده و امکان کاربرد گسترده‌تر این روش در صنایع کشاورزی را فراهم آورده‌اند.

این پیشرفت‌ها، در کنار کاهش هزینه‌های تجهیزات و بهبود شرایط ایمنی، چشم‌انداز روشنی را برای گسترش و پذیرش جهانی پرتودهی در تهیه نشاهای مقاوم رقم زده‌اند.

آینده‌شناسی و توصیه‌ها

نگاهی به روند رو به رشد کاربرد فناوری پرتودهی در تهیه نشاهای مقاوم نشان می‌دهد که این روش به زودی به یکی از ارکان اصلی کشاورزی نوین تبدیل خواهد شد. افزایش نگرانی‌ها درباره پایداری منابع طبیعی، رشد جمعیت و نیاز به تولید محصولات با کیفیت و مقاوم، انگیزه‌های قوی برای سرمایه‌گذاری در این حوزه فراهم آورده است.

از سوی دیگر، ترکیب فناوری پرتودهی با روش‌های نوین اصلاح نژاد، کشاورزی دقیق و سیستم‌های هوشمند کشاورزی، می‌تواند تحولات عمیقی در بهبود عملکرد محصولات و کاهش مصرف مواد شیمیایی به دنبال داشته باشد.

توصیه می‌شود که دولت‌ها و بخش خصوصی با حمایت مالی و تسهیل مقررات، زمینه تحقیق و توسعه این فناوری را فراهم آورند و برنامه‌های آموزشی جامعی برای کشاورزان و کارشناسان فنی طراحی کنند. توسعه زیرساخت‌های پرتودهی و افزایش دسترسی به تجهیزات پیشرفته نیز از جمله اقدامات کلیدی در این مسیر است.

از سوی دیگر، ایجاد شبکه‌های همکاری بین‌المللی و تبادل دانش فنی می‌تواند به تسریع فرآیند پذیرش و به‌کارگیری این فناوری در مقیاس وسیع کمک کند و کشاورزی کشورها را به سمت پایداری و خودکفایی هدایت نماید.

جمع‌بندی

تهیه نشاهای مقاوم برنج، گوجه‌فرنگی و توتون از طریق فناوری پرتودهی در مرحله رشد اولیه، راهکاری علمی و فناورانه است که به کاهش اثرات منفی تنش‌های زیستی و محیطی کمک می‌کند و می‌تواند سهم مهمی در افزایش عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی داشته باشد. این روش با تغییرات ساختاری در سلول‌ها و تنظیم فرایندهای زیستی گیاهان، مقاومت نشاها را به‌طور چشمگیری ارتقا می‌دهد و به کاهش نیاز به مصرف سموم و مواد شیمیایی منجر می‌شود.

با توجه به پتانسیل بالای این فناوری و تجربیات موفق جهانی، ضروری است که سرمایه‌گذاری‌های جدی در بخش تحقیق و توسعه و همچنین ترویج این روش در میان کشاورزان و فعالان بخش کشاورزی صورت گیرد. رعایت استانداردهای بین‌المللی و بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، زمینه‌ساز گسترش پایدار و کارآمد این روش خواهد بود.

انتهای پیام/