میزان بهره‌وری گندم در کشور ما ۲.۳ تُن در هکتار است؛ درصورتی‌که همین عدد در کشوری مثل استرالیا که به‌عنوان صادرکننده گندم در جهان نیز شناخته می‌شود ۹ تا ۱۲ تن در هکتار است؛ بنابراین به‌نظر می‌آید که ما در استفاده از ارتقای راهکارهای بهره‌وری برای افزایش عملکرد گندم عقب مانده‌ایم. در کنار روش‌های سنتی که برای توسعه کشت‌وکار گندم استفاده می‌شود؛ مثل معرفی انواع گونه‌های جدید گندم که تحمل بالایی نسبت‌به تغییر اقلیم دارند یا روش «بِه‌زراعی» که یک روش سنتی بوده و مبتنی‌بر به‌کارگیری کود، سم و آفت‌کش‌هاست یا حتی روش‌های مهندسی ژنتیک که امروزه استفاده می‌شود تا محصولات، مقاومت بالاتری در برابر تغییرات اقلیم داشته باشند، امروز روش‌های دوستدار محیط‌زیست مثل «استفاده از پلاسما» در دنیا معرفی شده که توجه دانشمندان این حوزه را برانگیخته است.
استفاده از «پلاسمای غیرحرارتی» علاوه‌بر این‌که به‌عنوان یک روش کم‌هزینه شناخته شده، روشی دوستدار محیط‌زیست نیز به حساب می‌آید، این در حالی است که در اغلب روش‌ها، آلودگی‌هایی به بستر کشاورزی نفوذ می‌کند؛ مثلا در روش «بِه‌زراعی» که از آفت‌کش‌ها و کودها استفاده می‌شود، هم‌زمان آلوده‌کننده‌هایی هم به محیط‌زیست اضافه می‌شود. درصورتی‌که در روش پلاسمای غیرحرارتی تقریبا می‌توان اذعان کرد عوامل آلودگی تا حد قابل‌توجهی کاهش پیدا می‌کند.
بهره‌گیری از پلاسمای غیرحرارتی در توسعه و ارتقای بهره‌وری کشاورزی سال‌هاست در کشورهای توسعه‌یافته شروع شده، البته کاربردهای مختلف این فناوری در کشور ما نیز در حوزه‌های مختلف ازجمله کشاورزی در سال‌های گذشته پیشرفت‌های چشمگیری داشته است.
«پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک» باتوجه‌به امکان‌سنجی و احصای نیازهای حوزه گندم و همکاری‌های تنگاتنگ با «شرکت دانش‌بنیان توسعه فناوری پلاسما» و «پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای»، وارد پروژه بهره‌وری کشت گندم شده است.
فاز آزمایشی این پروژه با بهره‌گیری از سامانه پلاسمایی که ازسوی متخصصان شرکت دانش‌بنیان توسعه فناوری پلاسما طراحی و ساخته شد، آغاز شد.
در این فاز، محصول تحت «تیمار پلاسمایی» قرار گرفته و آثار فیزیکی، شیمیایی، بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی، مورفولوژیکی و مولکولی که می‌تواند در ارتقای عملکرد محصول گندم نقش مثبتی داشته باشد، مورد آزمایش قرار گرفت.
آزمایش‌ها در سه فاز جوانه‌زنی، گلخانه و مزرعه مورد بررسی قرار گرفت؛ در فاز جوانه‌زنی مشاهدات نشان داد که چه در شرایط ایده‌آل و چه در شرایط اعمال تنش، استفاده از پلاسمای سرد منجر به ارتقای شاخص‌های جوانه‌زنی می‌شود. تعداد بذرهای جوانه‌زده، میزان بایومَس، نسبت بایومس ریشه به ساقه، همچنین بهبود شاخص‌های بیوشیمیایی مانند محتوای سامانه آنتی‌اکسیدانی ازجمله مهم‌ترین عواملی هستند که می‌توانند اثرگذاری تیمار پلاسمایی را تایید کنند.
همچنین در آزمایش‌ها فاز جوانه‌زنی مشاهده شد که برخی عوامل نیز روند کاهشی گرفته بودند. که این عوامل به‌خوبی می‌توانند ارتقای شاخص تحمل باشند، مثلا مالون‌دی آلدهید که کاهش پیدا کرده است و به‌عنوان یک خبر خوب و موفقیت‌آمیز بودن تیمار پلاسمایی شمرده می‌شود. همچنین در فاز گلخانه عامل پلاسما آب فعال و ترکیب فلز و آب فعال مورد بررسی قرار گرفت.
«آب فعال» نیز یک محصول پلاسمایی است؛ آبی که تغییرات رادیکالی بر آن اعمال شده و به‌عبارتی، ویژگی‌های پلاسما از طریق آب وارد محصول کشاورزی می‌شود. این رادیکال‌های آزاد‌شده در آب فعال می‌تواند روی شاخص‌های رشد در گلخانه تاثیر عمده داشته باشد.
در انتهای این آزمایش‌ها مشاهده شد که استفاده از آب فعال تاثیر بسیار قابل‌توجهی بر افزایش بایومس به‌خصوص بایومس ریشه محصول دارد، همین بهبود گلخانه‌ای روی میزان جذب آب و عناصر گیاه تاثیر مثبت دارد و به عبارتی، استفاده از آب فعال نتایج امیدبخشی را حاصل کرد.
فاز مزرعه در سه مرحله یعنی در سه مزرعه مستقل از هم پیاده‌سازی شد و آزمایش‌ها تیمار پلاسما مورد بررسی قرار گرفت. دو مزرعه در دانشگاه تربیت مدرس و یک مزرعه در ایلام جانمایی شدند تا آزمایش‌ها در شرایط اقلیم مختلف نیز مورد بررسی و تحلیل دقیق قرار بگیرد. پس از تیمار پلاسمایی و بررسی آزمایش‌ها مشاهده شد که در هر دو اقلیم، عملکرد محصول روند افزایشی داشته است. این ارتقای عملکردی بین ۱.۸ تا ۲.۵ برابر برای شاخص‌های مختلف گزارش شد. مهم‌تر از همه این‌که اثبات شد تیمار پلاسمایی قادر است شاخص‌های عملکردی مانند ارتفاع گیاه، طول خوشه، تعداد سنبله، وزن هزار دانه، تعداد دانه در واحد سطح و بسیاری از عملکردهای زیستی را به‌صورت پیوسته و هم‌بسته ارتقا بدهد؛ البته در این افزایش عملکرد، اقلیم و ژنوتیپ آن نوع از گندم مورد آزمایش بی‌تاثیر شمرده نمی‌شود؛ از‌این‌رو این فناوری باید براساس نقشه اقلیمی و انواع تیمارهای پلاسما و ژنوتیپ گیاه توسعه پیدا کند و مطابق اقلیم و ژنوتیپ پیاده‌سازی شود تا بتوان در سطح وسیعی از مزارع کشور از آن استفاده کرد.
یکی از تعاریفی که منابع و مراجع علمی از کشاورزی سبز ارایه می‌دهند، به‌کارگیری روش‌های مبتنی بر فناوری است، چراکه استفاده از کودها و سموم در این روش‌ها به حداقل می‌رسد. از طرفی نیز چون روش‌های پلاسمایی معمولا رویکردهای فیزیکی دارند و سامانه آنتی‌اکسیدانی گیاه را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد، می‌تواند در بسیاری از انواع گیاهان مورداستفاده قرار بگیرد. اکنون پیاده‌سازی روش‌های مبتنی بر فناوری در بسیاری از انواع گیاهان ازجمله گیاهان دارویی، گیاهان روغنی، حبوبات استفاده می‌شود و به‌صورت کلی دامنه وسیعی از گیاهان را که در کارنامه غذایی یک اقلیم می‌گنجند بدون محدودیت شامل می‌شود. ویژگی‌های فناوری پلاسما نیز به‌عنوان ظرفیتی چند بُعدی می‌تواند بر انواع گیاهان براساس اقلیم و ژنوتیپ ویژه آن گیاه در راستای کیفیت‌افزایی به‌کارگیری شود.
نتایج این پروژه نشان‌دهنده ظرفیت‌های چشمگیر فناوری پلاسما در بهبود شاخص‌های رشد گیاه، افزایش عملکرد محصول و کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی بر کشت گندم است.
دیدگاهتان را بنویسید