واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان پيش از توسعه كشاورزي دنيا، سطح اين كره خاكي پوشيده از گياهاني دائمي بود كه ميتوانستند بدون نياز به كشت مجدد سالهاي طولاني به حيات خود ادامه دهند و رشد كنند. ويژگي اين گياهان، اين بود كه برخلاف گياهان يك يا 2 ساله نياز به كشت مجدد نداشتند، اما با توسعه كشاورزي بتدريج محصولات كشاورزي يكساله كه تامينكننده منابع غذايي مورد نياز انسانها هستند جايگزين گياهان دائمي شدند و سطح زيركشت گياهان چندساله با گذشت زمان به ميزان قابل توجهي كاهش يافت.
امروزه دانشمندان و محققاني كه در زمينه دستيابي به يافتههاي جديد در عرصه زراعت و كشاورزي فعاليت ميكنند، در تلاش هستند نمونههاي دائمي و هميشگي گياهان و محصولات غذايي را جايگزين نمونههاي يكساله كنند.
آنها بر اين باورند كه اگر در اين زمينه موفق شوند، بازده مزارع كشاورزي در مناطقي كه فقر خاك موجب كاهش توليد در واحد سطح ميشود، به نحو چشمگيري افزايش مييابد. علاوه بر اين وجود گياهان چندساله در سطح زمين ميتواند در كاهش آلايندههاي كربني در سطح زمين نيز موثر باشد، چرا كه اين گياهان ميتوانند كربن اضافي موجود در جو زمين را به اندام جذب كنند و غلظت كربن محيط را كاهش دهند. از اين رو به نظر ميرسد كشت نمونههاي چندساله از محصولات كشاورزي راهكار مناسبي براي افزايش بازده محصولات كشاورزي، كاهش آلودگي هوا و جلوگيري از تغييرات آب و هوايي يا گرمايش جهان باشد.
البته توليد گياهان زراعي چندساله ايده جديدي نيست، اما تلاش براي دستيابي به اين هدف مستلزم پيشرفتهايي در زمينه ژنتيك است كه نخستين موفقيتها در اين زمينه از 10 تا 15 سال پيش به دست آمد. از آن زمان نخستين گامها براي ايجاد بستري مناسب براي رسيدن به اين هدف برداشته شد. گياهان چندساله يا دائمي در مقايسه با گياهان يكساله ـ كه بايد پس از برداشت محصول دوباره كشت شوند ـ از مزاياي بيشتري برخوردارند.
اين گياهان سالهاي طولاني در اعماق خاك ريشه ميدوانند و نفوذ ريشههاي ثانويه آنها در دل خاك ميتواند از فرسايش جلوگيري كند. عدم فرسايش خاك نيز به نوبه خود به حفظ بيشتر و بهتر مواد معدني لازم و ضروري براي رشد گياهان كمك ميكند. علاوه بر اين، گياهان دائمي در مقايسه با گياهان يكساله به كود كمتري نياز دارند و مصرف آب نيز در اين گياهان كمتر است.
بهطور كلي مزارع تكمحصولي منبع اصلي كربن آزاد شده هستند. اين در حالي است كه در مزارعي كه در آنها گياهان دائمي كشت ميشود، سطح زمين شخم زده نميشود و در نتيجه اين مزارع به مخزني از كربن تبديل خواهند شد كه در دل خاك انباشتهشده و در محيط پخش نميشود.
در بعضي كشورهاي آفريقايي، كشت گونههاي چندساله از محصولات كشاورزي در ميان رديفهايي از گونههاي يكساله بهطور آزمايشي آغاز شده است. نتايج بهدستآمده نشان ميدهد بازده اين محصولات در چنين مزارعي افزايش يافته است. اين نتيجه ميتواند خبر نويدبخشي براي آن دسته از كشاورزاني باشد كه فروش محصولات كشاورزي تنها راه امرار معاش براي آنها محسوب ميشود.
كشت گونههاي چندساله حبوبات در اين مزارع، مدت زمان ماندگاري آب در خاك را افزايش ميدهد. علاوه بر اين موجب ميشود محتواي كربن و نيتروژن موجود در خاك نيز بدون اينكه محدوديتي براي رشد گياهان يكساله كشت شده در رديفهاي مجاور باشد، زياد شود. البته تبديل گونههاي يكساله گياهان به گونههاي چندساله نيازمند انجام تحقيقات علمي گسترده است.
عدمتعادل در چرخه كربن ميتواند سرعت و شتاب تاثير گازهاي گلخانهاي را تشديد كند و موجب افزايش دماي كرهزمين شود كه تهديدي جدي عليه حيات موجودات زنده خواهد بود
باكلر، يكي از متخصصان بيوتكنولوژي كشاورزي دانشگاه Cornell است كه قصد دارد گونه يكساله ذرت را به يك گياه چندساله و دائمي تبديل كند، به اعتقاد اين متخصص، شناسايي عوامل ژنتيك اين گياه به يك دوره زماني 5 ساله نياز دارد و علاوه بر اين براي اينكه بتوان اينگونه را به يك گونه چندساله و مناسب براي كشت تبديل كرد، بايد يك دهه ديگر به تحقيقات در اين زمينه ادامه داد. بنابراين بايد پذيرفت حتي در صورتي كه پيشرفتهترين فناوريهاي لازم براي اين كار را در اختيار داشته باشيم، باز هم دستيابي به چنين محصولاتي بيش از 20 سال ديگر به طول ميانجامد.
در واقع چنين جايگزيني مهمي را نميتوان فرآيند سادهاي قلمداد كرد كه بتوان به اين زودي شاهد به بار نشستن آن در عرصه كشاورزي بود، اما بههرحال محققان معتقدند دستيابي به گونههاي چندساله از گياهان زراعي يكساله ميتواند پيشرفت بسيار مهمي در عرصه كشاورزي باشد و تغييرات مهم و اساسي را در اين عرصه به همراه داشته باشد.
كمك به كاهش كربن
استفاده از فناوريهاي جديد براي ترسيم نقش ژنتيكي گياهان از جمله عوامل مهمي است كه ميتواند در افزايش سرعت تحقيقات و مطالعات در زمينه تبديل گونههاي يكساله گياهان زراعي به گونههاي دائمي نقش بسيار مهمي داشته باشد.
با استفاده از اين روش، دانشمندان ميتوانند در مدت زماني كوتاه، همه ويژگيهاي ژنتيك يك گياه را كه به وسيله كروموزومها به ارث ميرسد مورد بررسي قرار دهند و براساس شناسايي ارتباط بين عوامل ژنتيكي موثر در بروز برخي ويژگيها و خصوصيات گونههاي يكساله، اين ويژگيها را در گياهان چندساله مشابه آنها حفظ كنند.
در اين روش، محققان به جاي اين كه منتظر بمانند تا گياه موردنظر آنها به طور كامل رشد كند و به مرحله بلوغ برسد، به محض اين كه نسل اول گياه كشت شده به مرحله توليد دانه ميرسد، از ميان هزاران واحد ژنتيكي، مجموعهاي از آنها را كه در حفظ ويژگيها و خصوصيات منحصر به فرد يك گونه گياهي نقش دارند، شناسايي ميكنند.
به اين ترتيب طول دوره تحقيق از چند سال به حدود يك سال يا حتي كمتر از يك سال كاهش پيدا ميكند. در اين ميان، سيستم ريشهدهي مهمترين ويژگي گونههاي چندساله است كه در هر مترمربع از خاك در محدوده گسترش يك درصد از حجم خاك را به ذخيره كربن اختصاص ميدهد.
براساس اعلام نظر شوراي تحقيقاتي بيوتكنولوژي و زيستشناسايي انگليس، اگر سالانه 2 درصد از سطح زيركشت گياهان زراعي يكساله را به كشت گونههاي چندساله از اين گياهان اختصاص دهيم در يك دوره 5 ساله نتيجه آن را مشاهده ميكنيم چرا كه در اين شرايط، انتشار كربن به ميزان قابلتوجهي كاهش مييابد.
در شرايط طبيعي و در صورتي كه پوشش گياهي در سطح كرهزمين وجود داشته باشد، ميزان انتشار كربن در محيط با جذب دياكسيدكربن توسط گياهان به تعادل ميرسد. چنانچه هيچ اختلالي در اين زمينه ايجاد نشود اين تعادل حفظ ميشود، اما با سوزاندن سوختهاي فسيلي سالانه 6 ميليارد تن كربن مازاد وارد جو ميشود.
همچنين نابودي پوشش گياهي از جمله عواملي است كه موجب شده در سالهاي اخير ميزان دياكسيد كربن موجود در جو به 3 برابر افزايش يابد. گرچه كاهش مصرف سوختهاي فسيلي و استفاده از منابع جايگزين كه آلودگي زيستمحيطي كمتري داشته باشند، بهترين و موثرترين راهكار براي كاهش انتشار آلايندههاي كربني است، اما از آنجا كه ايجاد محدوديت در مصرف سوختهاي فسيلي با موانع بسيار زيادي همراه است و ممكن است ساليان زيادي به طول بينجامد، افزايش پوشش گياهي ميتواند تا حدي از افزايش انتشار كربن در محيط جلوگيري كند.
تشديد گازهاي گلخانهاي با عدم تعادل چرخه كربن
عدم تعادل در چرخه كربن ميتواند سرعت و شتاب تاثير گازهاي گلخانهاي را تشديد كند و موجب افزايش دماي كرهزمين شود كه تهديدي جدي عليه حيات موجودات زنده خواهد بود. اين در حالي است كه با كشتگونههاي چندساله گياهان زراعي، همواره پوشش گياهي را در سطح زمين حفظ ميكنيم و به اين ترتيب ميتوانيم حجم قابلتوجهي از كربن موجود در محيط را در خاكهاي زراعي به دام بيندازيم.
كربن ذخيره شده در خاك از طريق فرآيند فتوسنتز به ساقه، برگ، گل و ميوه تبديل ميشود و سرانجام اين منبع كربني با مصرف محصولات گياهي و حيواني وارد چرخه غذايي ميشود و به مصرف ديگر موجودات زنده ميرسد. براساس پيشبيني دانشمندان با افزايش ميزان انتشار دياكسيدكربن و ديگر گازهاي گلخانهاي، ميانگين دماي هوا در سطح زمين چند درجه افزايش پيدا ميكند اين افزايش دما ميتواند آب و هواي اكوسيستمهاي مختلف و همچنين محيط زيست را تحت تاثير خود قرار دهد. گازهاي گلخانهاي مقداري از انرژي خورشيد را در جو زمين نگه ميدارند و موجب افزايش دما در محدوده جو زمين ميشوند. علاوه بر اين گياهان ميتوانند جاذب خوبي براي ديگر آلايندههاي هوا باشند.
برگهاي گياهان طي فرآيند فتوسنتز، مواد شيميايي ديگر ازجمله اكسيدهاي نيتروژن، آمونيوم توليد شده در هوا، دياكسيدگوگرد و ازن كه به نوبه خود در ايجاد اثرات گلخانهاي نقش دارند را نيز به دام مياندازند. به اين ترتيب، شرايط نامناسب آب و هوايي در شهرهاي بزرگ و صنعتي كه امروزه در بسياري از مناطق به مشكلي بزرگ تبديل شده با افزايش سطح زير كشت گياهان و همچنين تبديل گياهان يكساله به گياهان چندساله ـ كه همانند تصفيهكنندههاي طبيعي هوا عمل ميكنند ـ تا حد زيادي بهبود خواهد يافت.
بنابراين اگر تمام مناطق سطح زير كشت گياهان زراعي يكساله را به گونههاي هميشگي و چندساله از اين گياهان اختصاص دهيم، انتشار كربن 118 واحد در ميليون (ppm) كاهش مييابد. به عبارت ديگر، با استفاده از اين راهكار، غلظت گازهاي گلخانهاي موجود در جو به شرايطي مشابه پيش از انقلاب صنعتي ميرسد.
گردآوری:گروه سرگرمی سایت تبیان زنجان
http://www.tebyan-zn.ir/entert.html