تامین امنیت غذایی در دنیا با تحقیقات دانشگاهی

به گزارش «فرهیختگان»، با افزایش سریع جمعیت جهان، نیاز به زمین‌های کشاورزی و رقابت بر سر آن برای تامین نیاز آینده کشاورزی به‌منظور تولید زمین‌های زراعی بزرگ‌تر و تولید محصولات کشاورزی بیشتر احساس می‌شود. البته به‌دلیل تغییرات آب‌وهوایی، ممکن است حجم محصولاتی که امروزه تولید می‌شوند به‌اندازه کافی پربازده نباشند، بنابراین با پیشبرد این روند، ممکن است در آینده بشر با کمبود موادغذایی اساسی مواجه شود. کشاورزی در گذشته معمولا موروثی بود و فرزندان، از پدران خود این حرفه را می‌آموختند و همپای‌شان و نیز بعد از آنها این کار را ادامه می‌دادند. اما گاه به‌دلایل مختلفی چون تغییرات آب‌وهوایی، بروز آفت و حوادث طبیعی نابهنگام مانند خشکسالی، بارندگی‌های شدید و سرمازدگی محصولات نابود می‌شوند و ضرر و زیان زیادی را به‌دنبال دارند. از‌این‌رو، سال‌هاست رشته کشاورزی در دانشگاه‌ها با جدیت بیشتری دنبال می‌شود تا به‌واسطه تحقیقات گیاهی صورت‌گرفته کشاورزان و مهندسان ارزش محصولات زراعی افزایش یابد. در این راستا، تلاش‌هایی انجام شده که مشکلات تولید و کیفیت بذر را به‌ویژه در کشورهای درحال توسعه بهبود می‌بخشد و باعث رونق صنعت بذر در دنیا می‌شود. با کمک روش‌ها و فناوری‌های نوآورانه تحقیقاتی این قبیل چالش‌ها و مشکلات‌ بذر گیاهی در فرآیند کشاورزی -از جوانه‌زنی تا تولید بذر و نیز استفاده از آن به‌عنوان موادغذایی- را می‌توان به‌خوبی مرتفع کرد.

به گزارش دانشگاه بث، باوجود  اینکه بیش از 13 هزار گونه گیاهی در جهان شناخته شده، بیشترین حجم موادغذایی انسان تنها از 20گونه محدود گیاهی تامین می‌شود. نه‌تنها این مواد مورد استفاده بشر از در دسترس‌ترین و متنوع‌ترین گونه‌های گیاهی است، بلکه هزینه تولید آنها هم برای کشاورزان گران تمام می‌شود و بیشترین آسیب را به محیط‌زیست وارد می‌کند. این امر از آنجا رخ می‌دهد که گونه‌های گیاهی اغلب به‌خوبی با محیط‌زیست بومی خود وفق پیدا نمی‌کنند و به مقدار آب، کود و سموم دفع آفات ناپایدار نیاز پیدا می‌کنند. اما در این میان، با استفاده از فناوری‌های نوآورانه در تولید بذر و به‌طورکلی محصولات کشاورزی، کشاورزان و سازمان‌های مرتبط قادر خواهند بود به کشاورزی پایدار دست یابند. نتایج اقدام مثبت تحقیقاتی در دل دانشگاه‌ها به استفاده بهتر و بهینه از گونه‌های گیاهی ارزشمند و افزایش ارزش محصولات کشاورزی می‌انجامد.

  نقش دانشگاه کشاورزی پنجاب در خودکفایی غذایی هندوستان

دانشگاه‌های کشاورزی در هندوستان با کمک فناوری‌ها و تحقیقاتی که در سال‌های اخیر داشته‌اند، فناوری بذر را در محصولات کشاورزی مختلف به‌ویژه گندم و برنج و سیستم‌های کارآمد تولید زراعت و فناوری توسعه داده‌اند و این فناوری‌ها را به مزارع کشاورزی منتقل کرده‌اند تا با ایجاد هماهنگی بیشتر میان سازمان‌های توسعه دولتی و سیاست‌های دولتی پایدار، این حوزه را ارتقا دهند. در این سال‌ها، نقش دانشگاه کشاورزی پنجاب به‌اندازه‌ای قوی بوده که توانسته با اصلاح و فناوری بذر، هندوستان را که با کمبود موادغذایی دست به گریبان است، در زمینه تولید موادغذایی به کشوری خودکفا تبدیل کند. در این تغییر چشمگیر که با عنوان «انقلاب سبز» از آن یاد می‌شود، با تلاش دانشگاه کشاورزی پنجاب و به‌لطف تحقیقات علمی در این زمینه -که از سال 1962 سرعت گرفت- بیش از 580 گونه متنوع محصولات هیبریدی، سبزیجات، میوه‌ها و علوفه دام بهبود یافته است.  درحال‌حاضر، تقریبا تمام نواحی زیرکشت ایالت پنجاب را گونه‌های اصلاح‌شده از نظر بذر دربرگرفته‌اند. دلیل آن هم این است که این دانشگاه از بهترین روش‌های تولید و تحویل بذر در بین دانشگاه‌های کشاورزی هند برخوردار است. به این واسطه، سالانه میلیون‌ها گونه گیاهی اعم از میوه و سبزیجات بدون ابتلا به هیچ‌آفتی دراختیار کشاورزان قرار می‌گیرد. فناوری تولید بذر درکنار سیستم اصلاح‌شده توزیع بذر شامل استفاده از فناوری‌های زیستی، میکروسکوپ الکترونی و فناوری نانو توانسته در سال‌های اخیر این صنعت را ارتقا و بذرهای مرغوب‌تری را تحویل کشاورزان دهد. به‌عنوان مثال، محققان در دانشگاه کشاورزی پنجاب از فناوری میکروسکوپ الکترونی برای غربالگری و تفکیک میان سطوح مقاوم به خشکی بذرها و انواع آسیب‌پذیر دربرابر خشکی استفاده می‌کنند. به این ترتیب آنها توانسته‌اند از پوشش ریزساختار برای کاهش استرس بذر استفاده کنند. آموزش دانشجویان در زمینه تولید بذرهای هیبریدی و تقویت تولید بذر علاوه‌بر اینکه تولیدات را افزایش داده، درآمد کشاورزان و وضعیت صنعت کشاورزی را نیز بهبود بخشیده است. به‌عنوان مثال، فناوری کاشت بذر در تلقیح سیب‌زمینی اثر مثبتی روی روند تولید گذاشته است، تامین بذر قارچ و مرکبات با کیفیت بالا به کشاورزان در تقویت تولید قارچ و مرکبات بسیار کمک کرده و توانسته‌اند در سال‌های اخیر درآمد خود را چندبرابر کنند. برنامه‌های تولید بذر باید مسیر جدیدی قرار گیرند تا هند بتواند تا سال 2050 تولیدات خود را دوبرابر کند که در این میان، دانشگاه‌ها برای دستیابی به این هدف حیاتی و مهم نقش کلیدی ایفا می‌کنند.

  گام‌های بلند چینی‌ها در تولید برنج هیبریدی

چین به‌عنوان یکی از کشورهای آسیایی که موادغذایی گیاهی از گسترده‌ترین خوراک روزانه آنها را تشکیل می‌دهد، در دهه‌های اخیر اقدامات زیادی را برای تقویت و رشد صنعت کشاورزی و بذر انجام داده است، به‌طوری‌که بیش از 30هزار گونه گیاهی در چین وجود دارند. یکی از مهم‌ترین این روش‌ها اقدامات محافظه‌کارانه و پیشگیرانه از گونه‌های جدید گیاهی است. چینی‌ها در سال‌های اخیر و به‌واسطه مطالعات گسترده‌ای که در زمینه توسعه فناوری بذر انجام داده‌اند، در تولید محصولات هیبریدی بسیار موفق عمل کرده‌اند. سال گذشته، یکی از محققان چینی به نام یوآن لانگ پینگ، پدر برنج هیبریدی سومین نسل برنج هیبریدی را تولید کرد و توانست کشت این محصول را در زمینی در ایالت هونان با مساحت حدود 667 مترمربع انجام دهد.  متخصصان بر این باورند که برنج هیبریدی ساقه‌های محکم، تحمل بالای کود و مقاومت بالایی دارد. موسسه ملی تحقیقات برنج چین معتقد است یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های نسل سوم برنج‌های هیبریدی، مدت‌زمان رشد کوتاه‌تر آنهاست. برخی انواع برنج‌های هیبریدی از زمان کاشت تا برداشت بین 160 تا 180 روز زمان می‌برند، درحالی‌که نمودارهای به‌دست‌آمده از نسل سوم برنج‌های هیبریدی نشان می‌دهد با کمک فناوری‌های جدید، زمان کاشت تا برداشت آنها 125 روزه است. به گزارش شینهوآ، مدت زمان رشد کمتر می‌تواند میزان استفاده از آفت‌کش‌ها و کود را به‌منظور رشد بیشتر گیاه و نیز هزینه‌ها کاهش داده و از طرف دیگر، بازدهی تولید را بهبود بخشد. برخلاف دونسل قبلی این نوع برنج که برای رشد بهتر به مقادیر زیادی آب، کود و حمایت دانش فنی نیاز داشتند، نسل سوم برنج‌های هیبریدی به‌راحتی و به‌روشی معمول قابل کشت هستند. خاک، ارتفاع و آب‌وهوایی به‌عنوان منطقه تست این برنج‌ها، هیچ‌شرایط ایده‌آلی نداشته و نزدیک به شرایط معمول کشاورزی بوده و تحت‌نظر و حمایت آکادمی علوم کشاورزی چین، موسسه ملی مطالعات برنج چین، اداره امور روستایی و کشاورزی ایالت هونان و چنددانشگاه چین آزمایش شده‌اند. درحال‌حاضر، از یک زمین متوسط برنج حدود 500کیلوگرم برداشت می‌شود و این درحالی است که کشاورزان معمولی می‌توانند 600 تا 700 کیلوگرم برنج تولید کنند. اما با وجود نسل سوم برنج هیبریدی، تولید این محصول به 800 کیلوگرم هر افزایش می‌یابد. چین در‌حال‌حاضر، حدود 20 درصد از کل جمعیت جهان را به‌خود اختصاص داده درحالی‌که کمتر از 9 درصد از زمین‌های زراعی را در اختیار دارد.  «یوآن» که نخستین برنج هیبریدی جهان را در دهه 1970 تولید کرد، در سال‌های اخیر هم رکورد جهانی تولید این محصول را داشته و از این طریق توانسته چین را به‌عنوان یکی از کشورهای حامی امنیت غذایی در این کشور و جهان به همه مردم معرفی کند. به گفته محققان، با ورود نسل سوم برنج‌های هیبریدی در کوتاه‌مدت و افزایش تولید بذر و دانه‌های خوراکی تا 20 میلیارد کیلوگرم، تحقیقات فناورانه روی برنج دریایی هم در دستورکار قرار می‌گیرد. محققان چینی امیدوارند به‌زودی بتوانند کشت 70 درصدی برنج هیبریدی جهان را از آن خود کنند. این نسل از برنج‌های هیبریدی، در ترویج توسعه سبزتر و پایدارتر تولید برنج باکیفیت و عملکرد بالاتر نقش مهمی دارد.

  کشت پنبه چینی در کره ماه

اولین کشت گونه گیاهی در سطح کره ماه سال گذشته توسط یک ماه‌پیمای چینی موسوم به  Chang’e-4 انجام شد. این ماه‌پیما، محفظه‌ای حاوی خاک، بذر پنبه و سیب‌زمینی را هم با خود به ماه برده بود. به گفته محققان دانشگاه چانگ‌کینگ، شناخت چگونگی رشد بذر گیاه پنبه در محیط‌‌های دارای جاذبه کم مانند سطح ماه، می‌تواند به ایجاد پایگاهی فضایی برای استقرار فضایی در آینده کمک‌کننده باشد. محققان همچنین روی چند پروژه دیگر کشت گیاهان در ایستگاه بین‌المللی فضایی به‌عنوان گامی روبه‌جلو کار می‌کنند. به گزارش thescientist، این اولین‌باری بود که دانشمندان بذر یک گیاه را برای رشد به خارج از جو زمین بردند. خاک و بذر گیاهان برای انتقال، در محفظه‌ای با هوای فشرده با دمای 25 درجه سانتیگراد نگهداری می‌شد. درون این خاک، بذر کلزا و سیب‌زمینی هم وجود داشت و قارچ‌‌ها و مگس میوه حاضر درون خاک هم با دسترسی به هوا، آب و دیگر موادمغذی لازم، به رشد بذر‌ها کمک می‌کردند.

مرکز بذر دانشگاه واخنینگن در کنار کشاورزان هلندی

دانشگاه واخنینگن هلند یکی از دانشگاه‌‌های فعال در زمینه‌‌های کشاورزی، منابع طبیعی، صنایع غذایی و علوم پایه به‌شمار می‌رود و بیش از یک قرن است که به یکی از مهم‌ترین مراکز پژوهشی و تحقیقاتی در عرصه‌‌های علوم گیاهی، زیست‌محیطی و فناوری کشاورزی و... در هلند شناخته می‌شود. در این دانشگاه به‌دلیل اهمیت حوزه‌‌های کشاورزی و بذری، مرکزی با همین قابلیت به‌عنوان مرکز بذر و موضوعات تحقیقاتی واخنینگن راه‌اندازی شده است که در زمینه‌‌های مختلفی چون بهبود کیفیت گیاهان و بذر، تولید بذر و مدیریت کیفیت آن، بیوتکنولوژی، فناوری بذر جنگل‌‌های گرمسیری، تحقیق و آموزش فناوری بذر، ذخیره بذر، کشت گیاه و... فعالیت می‌کند. این مرکز بذر، به تحقیق پیرامون اصولی اساسی در فیزیولوژی رشد بذر در محصولات کشاورزی مختلف می‌پردازد که از این طریق به‌دنبال رسیدن به این اهداف است: کشف شاخص‌‌های کلی برای کشاورزی بهینه؛ اطمینان از عملکرد و کیفیت بالای محصولات و ارزیابی بازه زمانی‌ای که بذر مهم‌ترین دوره رشد خود را سپری کرده و آماده برداشت است. تمام این دانسته‌‌ها به کشاورزان کمک می‌کند تا عملیات کاشت بذر‌های گیاهی را با کیفیت بهتری انجام دهند و بتوانند در بازار تجاری تولید بذر حرفی برای گفتن داشته باشند.  در این مرکز، از تحقیقات بنیادین و با محوریت علم گرفته تا دانش عملیاتی برای خلق راه‌حل‌‌های موثر در دستورکار محققان قرار می‌گیرد. محققان این مرکز، موفقیت خود را نه‌تنها در گرو مشارکت دانشگاه‌‌ها و موسسات تحقیقاتی بلکه همکاری آژانس‌‌های دولتی، نهاد‌های عمومی وNGO‌ها می‌دانند که تلاش‌‌های این مرکز را در حل چالش‌‌های جهانی موفقیت‌آمیز می‌کند.

حل چالش‌‌های تولید در مرکز فناوری بذر دانشگاه کالیفرنیا

گروه کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه کالیفرنیا سال‌هاست با راه‌اندازی مرکز فناوری بذر به توسعه تولید و نگهداری محصولات کشاورزی پرداخته است. هدف این مرکز، ایجاد تحرک بیشتر در تحقیقات، سیستم آموزشی و منابع توسعه تحقیقاتی به‌منظور تسهیل در کشف و تجاری‌سازی فناوری‌‌های جدید بذر است که درنهایت به نفع صنعت کشاورزی و نیز مصرف‌کننده تمام می‌شود. در این مرکز، محققان بذر محصولات کشاورزی را در زمینه مدیریت محصولات زراعی بذر، کنترل کیفیت و بررسی‌‌های ژنتیکی و... بررسی کرده و می‌توانند چالش‌‌های جدید تولید بذر را برطرف کنند. گل‌دهی و گرده‌افشانی، تولید دانه‌‌های هیبریدی، خلوص ژنتیکی، عوامل تولید تاثیرگذار بر کیفیت بذر، روش‌‌های خاص استفاده‌شده برای هر محصول، برداشت، تقویت و ذخیره بذر ازجمله موضوعاتی است که در مرکز فناوری بذر دانشگاه کالیفرنیا موردبحث قرار می‌گیرد تا محققان بتوانند این حوزه‌‌ها را به بهترین شکل ممکن مدیریت کنند.

تحول کشاورزی دانمارک به‌دنبال تحقیقات دانشگاه آرهوس

آرهوس دومین دانشگاه بزرگ دانمارک است. در این دانشگاه حوزه‌‌های مختلفی تدریس می‌شود و در کنار آنها، مرکزی اختصاصی برای فناوری و علوم بذر هم مشغول فعالیت است. تمرکز این مرکز تحقیقاتی، بهینه‌سازی عملکرد و کیفیت تولید محصولاتی چون غلات، چمنزارها، گیاهان بذر شبدر و سبزیجات مبتنی‌بر تحقیقات و فرآیند‌های فیزیولوژی رشد در شرایط متغیر تولید و شرایط آب‌وهوایی است و به روش‌‌های مختلفی سعی می‌کند به اهداف خود دست یابد؛ ارائه اطلاعات جدید درباره اهمیت ارتباط میان زیست‌شناسی گیاهی و شرایط رشد زمینه‌ای و کیفیت به‌دست‌آمده در محصولات کشاورزی، ارائه اطلاعات جدید درباره تعامل میان محصولات کشاورزی و میکروارگانیسم‌‌هایی چون برخی قارچ‌‌های موجود در چمنزار‌ها و کنترل زیستی آفت‌‌های شبدر، توسعه برنامه‌‌های جدید تصویربرداری چندطیفی و طیف‌سنجی نزدیک مادون‌قرمز در ارزیابی کیفی مانند اطمینان از سلامت بذر، جوانه‌زنی و خلوص در جایگزینی روش‌‌های سنتی و انجام فعالیت‌‌های پژوهشی و تحقیقاتی که از آموزش دانشجویان مقطع کارشناسی، ارشد و دکتری در دانشگاه آرهوس حمایت می‌کند. تحقیقات در این زمینه منجر به حمایت از سیاست تولید بذر و فناوری بذر و همچنین همزیستی میان محصولات کشاورزی معمولی و ارگانیک می‌شود. درواقع، هدف از این تحقیقات، ارتقا در زنجیره تولید تا رسیدن به دست مصرف‌کننده است که درنهایت نیاز جامعه را برآورده می‌کند.

 *  مترجم: ندا اظهری