مکانیزاسیون کشاورزی

مکانیزاسیون کشاورزی:

از سالیان بسیار دور، بشر همواره به طرق مختلف سعی در تأمین غذای خود و دامهایش را داشته است و در طی اعصار گوناگون از شیوه های مختلفی استفاده کرده است که همواره سیری صعودی به سمت افزایش عملکرد محصول را داشته است.

در ابتدا؛ عملیات کشاورزی توسط انسان و دام و بوسیلۀ ابزارآلات چوبی بسیار ساده انجام می گرفت. سپس با پیدایش آهن؛ از آن برای ساخت انواع خیش ها استفاده شد. این سیر تکامل استفاده از وسایل و ابزار آلات همچنان ادامه یافت تا اینکه موتور بخار در اواخر قرن 18توسط جیمز وات اختراع شد. صد سال بعد، یعنی اواخر قرن نوزدهم در تراکتورهای زراعی غول پیکری که برای مزارع وسیع امریکا ساخته شده بودند؛ موتور بخار بکار گرفته شد. لیکن بعلت محدودیت های فراوان از قبیل بازدهی پایین و ابعاد بزرگ و وزن زیاد موتورهای بخار جای خود را به موتور های احتراق داخلی دادند و از اوایل قرن بیستم تا کنون روز بروز بر کیفیت این تراکتور ها افزوده می شود.

این روند که شاید بتوان ابتدای آن را به ده هزار سال پیش نسبت داد را مکانیزاسیون کشاورزی می نامند. مکانیزاسیون کشاورزی به معنای مکانیکی کردن عملیات کشاورزی است و دارای دو معنای عام و خاص می باشد که معنای خاص آن صرفاً شامل تکنولوژی ماشینی و مسائل مرتبط با آن در کشاورزی است. در حالیکه معنی عام مکانیزاسیون تمامی مسائل و تجزیه و تحلیل های کلی مرتبط با کشاورزی و مدیریت آن ها را شامل می شود. مکانیزاسیون را می توان چنین تعبیر کرد که "مکانیزاسیون، استفاده از تکنولوژی روز در کشاورزی برای توسعۀ پایدار است". اهداف مکانیزاسیون را می توان چنین برشمرد:

- افزایش تولید

- کاهش هزینه ها

- کاهش سختی کار کشاورزی و افزایش جذابیت آن

- افزایش بهره وری از نیروهای کارگری

- افزایش کیفیت کار زراعی و امکان انجام آن در کمترین مدت زمان

- انجام به موقع عملیات کشاورزی

مکانیزاسیون در دو مبحث فنی و اقتصادی مطرح می شود. در بعد فنی آن، مسائل مربوط به ماشینی کردن کشاورزی و در بعد اقتصادی، مدیریت مناسب برای افزایش درآمد و کاهش هزینه ها مد نظر قرار می گیرد.

مبحث مکانیزاسیون در ایران از اوایل قرن چهاردهم شمسی و با ظهور سلسله پهلوی آغاز شد و اولین تراکتور در سال 1308و بمظور آموزش دانشجویان فلاحت کرج از اروپا وارد گردید.

با شکل گیری بخش ماشین های کشاورزی و مکانیزاسیون در دانشکده های کشاورزی دانشگاههای مختلف کشور؛ این بخش از کشاورزی رونق گرفت و امروز شاهد فعالیت اساتید و دانشجویان این رشته در مقاطع مختلف تحصیلی در قالب کنگره ها و کنفرانس های متعددی هستیم که عمدۀ آنها توسط انجمن مهندسی ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون ایران برگزار می شود.در طی این کنگره ها و کنفرانس ها مقالات متعددی در رابطه با بخش های مختلف مربوط به ماشین های کشاورزی و مکانیزاسیون ارائه می گردد که گامی موثر در راه پیشرفت سطح علمی کشاورزی ایران در این عرصه است.

گردآوری: محمد باقر لک

منابع و مآخذ

1- الماسی. مرتضی، شهرام کیانی و نعیم لویمی، 1384، مبانی مکانیزاسیون کشاورزی، موسسۀ انتشارات حضرت معصومه(س).

2- رنجبر. ایرج، حمید رضا قاسم زاده و شهاب داودی،1382، توان موتور و تراکتور، ترجمه، انتشارات دانشگاه تبریز.

3- مجله توان، دانشگاه ساری

فناوری هسته‌یی در کشاورزی

فناوری هسته‌یی در کشاورزی:

فناوری هسته‌یی در کشاورزی را باید بپذیرند گفتگوی ایسنا با رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مرکز تحقیقات کرج: ”گندم اتمی“ را مردم ده‌نمک و گرمسار برداشت می‌کنند. مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی کرج واقع در گوهردشت کرج در حد فاصل، دانشگاه آزاد اسلامی گوهردشت و زندان رجایی است. بخش کشاورزی هسته‌یی از همان زمان عضویت ایران در آژانس انرژی اتمی فعالیت خود را آغاز کرد و هم اکنون تنها مرکز تحقیقات هسته‌یی در زمینه‌ی کشاورزی در ایران است. تا قبل از تشکیل پرونده‌ی هسته‌یی ایران در آژانس بین المللی انرژی اتمی، اساسا مباحث مربوط به انرژی هسته‌یی و فعالیت‌های زیر گروه آن در کشور مطرح نبود، حتی طی یکی - دو سال گذشته و با بازشدن این بحث در افکار عمومی داخلی و خارجی باز هم موضوعاتی چون کشاورزی هسته‌یی و پزشکی هسته‌یی و غیره به این مقولات کمتر توجه شد. کشاورزی هسته‌یی هیچ ارتباط خاصی با مقولات اورانیوم، غنی‌سازی، سانتریفوژ، باز فرآوری و غیره ندارد، بلکه هر نوع فعالیت کشاورزی که در آن به نوعی از ایزوتوپ و رادیو‌ایزوتوپ مستقیم و یا غیرمستقیم استفاده کند، زیر مجموعه کشاورزی هسته‌یی محسوب می‌شود. دانستن این که بسیاری از مردم کشورمان در نواحی کویری نه تنها از دستاوردهای این رشته از فناوری هسته‌یی در مزارعشان استفاده می‌کنند، بلکه از این محصول برداشت و تولید می‌کنند، بسی خرسندی است. گندم طبسی یا همان گندم اتمی یکی از بهترین گندم‌ها برای مناطق خشک و شور ایران است، این گندم که در ابتدا مشکل بلندی‌قد داشت، بذر آن در مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی مورد بررسی و اصلاح قرار گرفت. به کارگیری بذر این گندم در بعضی از نقاط کشور، مثل طبس تا 70 درصد افزایش تولید به همراه داشت. در سالهای 69 - 70 در ده‌نمک گرمسار این گندم کاشته شد که کشاورزان این منطقه از تغییری که این گندم در مقایسه با گندم‌های گذشته پیدا کرده بود، بسیار شگفت‌زده شدند، در حال حاضر تقریبا در تمام حاشیه‌ی کویر ایران این نوع گندم در حال کشت است، این در حالی است که به گفته‌ی یکی از کارشناسان این مرکز چنین موفقیتی در بخش کشاورزی هسته‌یی مورد بی‌مهری وزارت جهاد کشاورزی قرار گرفته و این دستگاه حتی از نام گذاری این گندم و ثبت آن خودداری کرده است، در عین حال مردم مناطق طبس، گرمسار، زابل، فردوس و ده‌نمک نام این گندم را «گندم اتمی» گذارده‌اند. پس از گذشت 30 سال فعالیت سازمان انرژی اتمی و بخش کشاورزی هسته‌یی هنوز هیچ یک از تحقیقات این مرکز که به ثبت رسیده است در مرحله‌ی اجرا و تولید انبوه قرار نگرفته است که این خود جای بسی تامل دارد! از این رو خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، با دکترمحمدرضا اردکانی، رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی کرج با 30 سال سابقه فعالیت، درباره کشاورزی هسته‌یی، جایگاه علمی و اجرایی آن در کشور، دنیا و آینده‌ی این فعالیت، گفت‌وگویی اختصاصی انجام داده است که در زیر می‌آید: رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مرکز تحقیقات کرج در این گفت‌و‌گو با تاکید بر این که در وهله‌ی نخست این مکان یک مرکز علمی و تحقیقاتی است، گفت: هر آن چه مربوط به تحقیقات کشاورزی باشد و مرتبط با اهداف سازمان انرژی اتمی می‌تواند در مجموعه‌ی فعالیت‌های این مرکز بگنجد. وی با بیان این که متولی اصلی بررسی جنبه‌های مختلف در کشاورزی، وزارت جهاد کشاورزی است، افزود: این مرکز به خاطر دارا بودن یک تکنولوژی خاص می‌تواند اقدامات تحقیقاتی را بر روی ملزومات بخش کشاورزی در کنار وزارت جهاد کشاورزی داشته باشد. اردکانی معتقد است: علم و تکنولوژی همانند سیلی است که خواهد آمد و هیچ چیز جلودار آن نخواهد بود، لذا با توجه به ویژگی پویایی علم در هر مقطعی از زمان، انسان انتظار دارد نسبت به آن مقطع در آینده پیشرفت‌هایی را داشته باشد. وی گفت: انرژی اتمی نعمتی از نعمات خداوند است که در طبیعت وجود دارد و ما آنها را به واسطه‌ی همان علم که پویا است، کشف می‌کنیم، بنابراین حق انسانها است که بتوانند از آن در جهت رفاه و آرامش وآسایش خودشان استفاده کنند. این محقق کشاورزی هسته‌یی با بیان این که تکنیک هسته‌یی در کنار سایر روش‌های شیمیایی که در کشاورزی استفاده می‌شود ابزاری برای بهبود سطح کشاورزی است، گفت: امروزه از علوم و فنون هسته‌یی در کشاورزی به عنوان یک وسیله کمکی در کنار سایر روشهای کلاسیک استفاده می‌شود. اردکانی گفت: اولین پایه‌های تحقیقات کشاورزی هسته‌یی در ایران در سال 1356 گذاشته شد و به تدریج و با جذب نیروهای متخصص این رشته توسعه یافت. وی با بیان این که هر دانشگاه و مرکز تحقیقاتی که بخواهد از ایزوتوپ و رادیو‌ایزوتوپ‌ها در بخش کشاورزی استفاده کند حتما باید زیر نظر مراکز انرژی اتمی آن کشور باشد، افزود: از کشورهایی که کاربرد رادیو ایزوتوپ‌ها را برای اولین باردر کشاورزی تجربه کردند، ژاپن و آلمان بود که در حال حاضر در این بخش پیشرو هستند، کشورهایی مثل هند، پاکستان و چین در آسیا خیلی زودتر از ما فعالیت‌هایشان را در این خصوص شروع کردند. وی درباره فعالیت ایران در بخش کشاورزی هسته‌یی، پس از انقلاب اسلامی، گفت: ایران به خاطر مواجه شدن با انقلاب اسلامی و سپس جنگ نتوانست فعالیت‌های خود را در مقطعی توسعه دهد. ایران در زمینه‌ی فعالیت کشاورزی هسته‌یی در مقایسه با کشورهای هند و پاکستان، همانند دونده‌ای است که با موانع بیشتری برای رسیدن به جایگاه مطلوب مواجه بود لذا در مقطعی حرکت‌اش بسیار کند شد. رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مرکز تحقیقات کرج افزود: در حال حاضر سه مرکز مجزا در پاکستان به کشاورزی هسته‌یی می‌پردازد در حالی که در ایران در طی سی سال گذشته، فقط یک مرکز (کرج) وجود دارد. وی گفت: بسیاری از متخصصان کشاورزی هسته‌یی در آژانس انرژی اتمی از دو کشور هند و پاکستان هستند و در کنار آنها متخصصین کشورهای چین، آمریکا و اروپا هستند. این استاد دانشگاه با اشاره به این که سازمان انرژی اتمی سال گذشته سی ساله شد، به میانگین سنی محققین این مرکز اشاره کرد و گفت: سال گذشته اولین متخصصین بخش کشاورزی هسته‌یی سازمان انرژی اتمی بازنشسته شدند و به یکباره چندین نفر از متخصصانمان در این رشته را از دست دادیم، بنابراین میانگین سنی در بخش کشاورزی هسته‌یی در حال حاضر بسیار پایین آمده است. اردکانی افزود: در حال حاضر درصدد جذب نیروهای متخصص و جوان به خصوص با درجه‌ی دکترا هستیم، اما در مقطع لیسانس جذب نیرو نخواهیم داشت و در مقطع کارشناسی ارشد در رشته‌هایی خاص که مکمل تخصص‌های مورد استفاده در این مرکز باشد، نیروی انسانی پذیرفته می‌شود. وی گروه‌های تخصصی - تحقیقاتی فعال در این مرکز را ژنتیک و اصلاح نباتات، پرتودهی مواد غذایی و کنترل آفات، بهداشت دام و فرآورده‌های دامی و آب، خاک و حاصلخیری خاک، دانست و ابراز داشت: در این چهار رشته و رشته‌های جانبی که به نوعی مکمل نیازهای علمی ما باشند، جذب نیرو خواهیم داشت. رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی کرج درباره میزان شناخت دانشجویان و افکار عمومی با رشته‌ی کشاورزی هسته‌یی و این مرکز تحقیقاتی، گفت: متاسفانه شناخت کافی نسبت به این رشته وجود ندارد و حتی بعضا برخی از متخصصین امر کشاورزی در کشور از وجود چنین مرکزی بی اطلاع و یا کم اطلاع‌اند. وی افزود: یکی از اهداف این مرکز شناساندن این مرکز تحقیقاتی به مراکز دانشگاهی است تا بتوانیم در زمینه‌ی فعالیت‌مان طرح‌های مشترک ارایه دهیم. اردکانی با اشاره به جلسه‌ای که سال گذشته با حضور معاونین پژوهشی کلیه مراکز تحقیقاتی وزارت جهاد کشاورزی و با همکاری مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی کرج تشکیل و به عقد تفاهم نامه همکاری مشترک منجر شد، افزود: در حال حاضر با همکاری یکی از دانشگاه‌های دولتی بنا داریم رشته‌ی کشاورزی هسته‌یی را در مقطع کارشناسی ارشد برای اولین بار در ایران تاسیس کنیم، رشته‌ای که شاید در دنیا هم وجود نداشته باشد. وی درباره‌ی آینده این رشته و میزان موفقیت آن در کشور گفت: یکی از شروطی که برای همکاری ما با آن دانشگاه پس از تصویب این رشته تحصیلی در وزارت علوم گذاشته شده است، این که نیروهایی که جذب این رشته می‌شوند، باید محدود باشند. اردکانی در خصوص آموزش نیروهای متخصص مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی گفت: از سوی آژانس انرژی اتمی هر ساله دوره‌هایی تعیین می‌شود که محققین و متخصصین این مرکز از آن استفاده می‌کنند. رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مراکز تحقیقات کرج در پاسخ به این سوال که تا چه اندازه زمینه‌ی اجرای تحقیقات این مرکز به لحاظ عملی وجود دارد، ابراز عقیده کرد: در درجه‌ی اول چه مراکز تحقیقاتی و چه دانشگاهی باید بپذیرند که فناوری هسته‌یی می‌تواند در کشاورزی تاثیرگذار باشد. وی با بیان این که بعضی از مراکز تحقیقاتی کشاورزی خود را از مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی کرج جدا می‌کنند، گفت: برای رفع مشکلات قبل و پس از تحقیقات باید سایر مراکزی که به نوعی با ما در ارتباط هستند بپذیرند روشها و پژوهش‌های ما در کشاورزی می‌تواند تاثیرگذار باشد این استاد دانشگاه افزود: معتقدم مرکز تحقیقاتی کرج یک تکمیل کننده تحقیقاتی است که می‌تواند با تکنولوژی که در اختیار دارد به کارهای کشاورزی موجود تنوع دهد. اردکانی با اشاره به موفقیت‌های به دست آورده در این زمینه گفت: در پرتودهی مواد غذایی مثل سیر، سیب زمینی و پیاز، میگو و غیره اقدامات موفقیت آمیزی صورت گرفته است. وی گفت: مهمترین دستاورد گروه ژنتیک و اصلاح نباتات این مرکز در سال گذشته دسترسی به دو رقم برنج موتانت از طریق پرتودهی بود. اردکانی افزود: برای اولین بار در ایران توانستیم به رقم اصلاح شده‌ای در رابطه با برنج دست پیدا کنیم و همچنین این رقم به تایید وزارت جهاد کشاورزی نیز رسید. وی گفت: این رقم عملکرد خوبی دارد و نسبت به بیماری و خوابیدگی ساقه‌ی برنج مقاوم است. رییس بخش کشاورزی هسته‌یی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌یی کرج خاطرنشان کرد: جایگاه علوم و فنون هسته‌یی در جامعه و در آن چیزهایی که مورد نیاز مردم است، هنوز شکل نگرفته است. اردکانی وظیفه یک مرکز تحقیقاتی را انجام تحقیق و پژوهش و رسیدن به دستاوردی برای حل مشکلات و سپس انتقال آن به استفاده کنندگان که می‌تواند وزارت کشاورزی و یا یک زارع باشد، دانست و گفت: ما اصلاح کننده روشهای نادرست، بیماری‌ها و غیره در کشاورزی سنتی هستیم. این محقق با اشاره به این که بیش از 80 درصد تعداد طرح‌های تحقیقاتی که در مرکز کرج انجام می‌شود به صورت مشترک با مراکز تحقیقاتی وزارت کشاورزی، سازمان دامپزشکی، دامپروری و علوم دامی کشور، شیلات و مرکز تحقیقات مرکبات و خرماست، گفت: این مشترکات نشان دهنده‌ی علاقمندی دو طرف به همکاری است. وی در پاسخ به این سوال که آیا تعلیق غنی سازی اورانیوم در چند ماه گذشته لطمه‌ای به کارهای تحقیقاتی این مرکز وارد کرده است یا نه گفت: ما با غنی سازی اورانیوم هیچ ارتباطی نداریم، همان طور که کودی را پای گیاهی می‌ریزیم و سپس تغییرات آن را بررسی می‌کنیم، ایزوتوپ و رادیوایزوتوپ‌ها را هم پای گیاه ریخته و بررسی می‌کنیم، لذا به اورانیوم، غنی سازی، تعلیق و غیره هیچ وابستگی خاصی نداریم. وی گفت: به کارگیری مواد هسته‌یی در تحقیقات کشاورزی امکان ردیابی دقیقتر رشد و نمو( یا تغذیه و فیزیولوژی گیاهان ) را به ما می‌دهد. این استاد دانشگاه با اشاره به اقدامات موفقیت آمیز کشورهای پاکستان، هند و چین در این خصوص گفت: پاکستان و هند بر روی پنبه کار کردند و رقمی را به نام (نیاب 78) تولید کردند که در حال حاضر پاکستان در این زمینه به مرز صادرات رسیده است. همچنین برنج رقم (زفو) بیش از یک میلیون هکتار از زمین‌های زیرکشت برنج در چین را به خود اختصاص داده است. اردکانی با اشاره به دستاوردهای ایران گفت: سال گذشته ایران توانست به دو رقم برنج به نام‌های «پویا و تابش» برای اولین بار در کشور که از روش موتانت (جهش یافته) به دست آمده‌اند، دست پیدا کند، این ارقام از گروه طارم و موسی طارم و در گروه برنج صدری هستند که در مقایسه با نمونه‌های شاهد (قبلی) دیگر مشکل بلندی قامت ساقه و عدم مقاومت در برابر آفات را ندارند. وی مهمترین ویژگی تکنیک موتاسیون در اصلاح نباتات را ایجاد تنوع ژنتیکی دانست و افزود: تکنیک‌های کلاسیک و سنتی نمی‌توانند این سطح از تنوع را که از طریق پرتودهی بر روی بذرها صورت می‌گیرد ایجاد کنند. وی در ادامه به تحقیقات صورت گرفته در زمینه‌ی کلزا (دانه‌ی روغنی) اشاره کرد و گفت: در حال حاضر بیش از 90 درصد روغن کشور از اروپا تامین می‌شود. کلزا بومی ایران نیست و از اروپا به کشورمان آورده شده است، این گیاه به دلیل شرایط جوی اروپا که اصولا مرطوب است از غلاف محکم و مطلویی برخوردار است که هنگام برداشت با کمباین دانه‌ها از غلاف بیرون نمی‌ریزند، اما در ایران به دلیل شرایط کویری برداشت این گیاه با مشکل مواجه است، لذا تحقیقات این مرکز در این زمینه برای اصلاح این مشکل با توجه به ویژگی‌های بومی منطقه‌ی خودمان است. اردکانی گفت: «کلزا»، می‌تواند مشکل روغن را تا حدودی در کشورمان حل کند. وی اظهار امیدواری کرد: ظرف سه چهار سال آینده تحقیقات در این زمینه به پایان رسد. اردکانی درباره‌ی پروژه‌های مورد توجه آژانس بین المللی انرژی اتمی در زمینه‌ی کشاورزی هسته‌یی، گفت: بهبود خصوصیات نان و غنی سازی آرد گندم از جمله تحقیقاتی است که از الویت‌های آژانس است. وی در‌خصوص طرح غنی سازی آرد گندم، گفت: در حال حاضر آرد گندم ما از نظر غذایی و میکروالمنت‌ها فوق العاده فقیر است، یعنی بسیاری از مردم به لحاظ عناصر میکروب، بدنشان کمبودهایی را احساس می‌کند و در یک معنا، همه‌ی ایرانی‌ها به سو تغذیه دچار هستند. این استاد دانشگاه با اشاره به کنگره‌ی جهانی گندم که سال آینده در آرژانتین برگزار می‌شود، یکی از اهداف این کنگره را مساله‌ی غنی سازی ‎آرد گندم از عناصر میکروالمنت‌ها دانست و افزود: باید عناصری مثل آهن، سولفات ‌روی و غیره را در آرد گندم وجود داشته باشد. اردکانی با اشاره به برنامه‌های آینده‌ی این مرکز تحقیقاتی، گفت: گسترش، توسعه و تنوع فعالیت‌های کشاورزی در راس برنامه‌های کاری این مرکز است. به گزارش ایسنا، آن چه امروز پاشنه‌ی آشیل فعالیت هسته‌یی ایران در حال و آینده است، شاید چگونگی عملکرد گذشته‌ی آن باشد، امروز این سوالات مطرح است که تا چه اندازه پتانسیل‌ها و توانایی‌های علمی و تحقیقاتی محققان و پژوهشگران این عرصه به مرحله‌ی عمل و اجرا درآمده است تا این خود عاملی در پشت گرمی آنان باشد و آیا امروز مردم از محصولات کشاورزی که از دستاوردهای فناوری هسته‌یی به دست آمده است، استفاده می‌کنند و یا حداقل از آن مطلع هستند.

بررسی کاهش ضایعات بذر مصرفی گندم

بررسی کاهش ضایعات بذر مصرفی گندم

دسته مقاله : زراعت

گروه : زراعت غلات-مبانی کشاورزی پایدار

چکیـده

گندم به عنوان مهمترین محصول زراعی و ماده غذایی کشور بطور متوسط 5/6 میلیون هکتار از اراضی کشور را بخود اختصاص داده و بالغ بر 5/10 میلیون تن تولید دارد. عملکرد پائین گندم در ایران در مقایسه با جهان عمدتاً بواسطه سطوح پائین نهاده ها (بویژه آب) و ضعف مدیریت زراعی است. تکیه بر افزایش عملکرد بعنوان کلیدی ترین راه حل افزایش تولید گندم، توسعه تحقیقات در       زمینه های کاهش ضایعات و ساماندهی بذر را بعنوان راهکاری مناسب طلب می نماید. بررسی منابع مختلف نشان می دهد که میزان بذر کافی و اقتصادی بطور معنی داری کمتـر از میـزان بـذری اسـت که در حال حاضـر اکثر گندمکاران کشور مصرف مـی نمایند. علت عمده این مصرف اضافی عدم اطمینانی است که زارعین از استقرار گیاه (تراکم بوته) در مزرعه دارند.

به منظور بررسی تراکم بوته بر عملکرد دانه و اجزاء عملکرد ارقام مختلف گندم دو آزمایش در سال های 1380 و 1381 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران (کرج) بصورت طرح کرتهای خرد شده در قالب فاکتـوریـل با چهـار تکرار به اجـرا درآمد. فاکتورها شامل 4 رقم تجارتی گندم (مهدوی، قدس، مرودشت و M75-7)، تراکم بوته در پنج سطح (200،250، 300، 350 و 400 بوته در متر مربع) و دو تیمار ضد عفونی و عدم ضد عفونی بذر پیش از کاشت بودند. نتایج تجزیه مرکب دو ساله نشان داد که با افزایش میزان بذر مصرفی (تراکم بوته) برخی مؤلفه های عملکرد گندم مثل تعداد پنجه و سنبله در متر مربع افزایش یافت، اما در مقادیر بالاتر بذر مصرفی این روند افزایش کمتری داشت. به طوری که با دو برابر کردن میزان بذر مصرفی، از 200 به 400 دانه در متر مربع، تعداد پنجه و سنبله در واحد سطح به ترتیب 21 و 5/5 درصد افزایش داشتند و در مقابل، عملکرد دانه 3/0 درصد کاهش نشان داد. در بین ارقام مورد بررسی، رقم M75-7 با افزایش بذر مصرفی در واحد سطح عملکرد دانه بیشتری تولید نمود درحالیکه، ارقام مرودشت، مهدوی و قدس بیشترین عملکرد دانه را به ترتیب در تراکم های 200، 250 و 300 عدد بذر در متر مربع داشتند. تیمار ضدعفونی بذر در مقابل عدم ضد عفونی بذر بطور نسبی عملکرد دانه بیشتری تولید نمود، اما تفاوت آنها معنی دار نبود.

بـررسـی ارتبـاط اجزاء عملکرد نشـان داد که صفـات مـاده خشک (** 84/0=r)، شـاخص بـرداشـت (** 62/0=r) و تعداد سنبله بارور در واحد سطح (**50/0=r) همبستگی مثبت و معنی دار با عملکرد دانه داشتند. صفات دیگر نظیر، تعداد پنجه در متر مربع، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه و دانه در سنبله همبستگی منفی و معنی داری با عملکرد دانه نشان دادند به نحوی که با افزایش میزان بذر مصرفی افزایش عملکرد دانه از طریق کاهش این صفات میسر نگردید. بطور کلی، اثرات متقابل میزان بذر×رقم و یکسان نبودن نتایج حاصل از سالهای مورد بررسی نشان داد که عامل نوع بذر (رقم) یا اثرات مقدار بذر مصرفی برای حداکثر بهره برداری کافی نیست. اما، چنانچه کاهش ضایعات بذر مصرفی (کاهش هزینه های تولید گندم) مورد نظر باشد تراکم 200 بذر درمتر مربع با تولید حداکثر عملکرد دانه کفایت خواهد نمود، بدیهی است حصول حداکثر محصول در شرایط محیطی و مدیریتی مناسب امکان پذیر خواهد شد.

واژه های کلیدی: کاهش ضایعات، بذر گندم، تراکم بوته، عملکرد و اجزاء عملکرد.

مقدمه

عمده ترین بخش مصرف گندم در ایران مربوط به تولید نان است (90% عرضه گندم را شامل می شود)، و بخشی نیز به مصرف بذری و مصرف دامی می رسد. مصرف بذر مورد نیاز کشت سالانه در کشور بالغ بر000/000/1 تن برآورد گردیده که در شرایط معمول کشت گندم از 60 کیلوگرم در زراعت دیم لغایت200 کیلوگرم در هکتار در زراعتهای پاییزه آبی متغیر است. در زراعتهای پاییزه گندم آبی نسبت بذر مصرفی به تولید یک به بیست است. میزان بذر کمتر و یا بیشتر از معمول در برخی مواقع و به دلایل متعددی به شرح زیر توسط کشاورزان مورد استفاده قرار می گیرد. از آن جمله: واریته های بذر درشت (اندازه بذر) واریته هائی با پتانسیل (توانائی) پنجه زنی کم، کشت بهاره، کشت دیر (در پائیز یا بهار)، روش دستپاش، اراضی سنگین، درصد جوانه زنی پائین و غیره.       خسارت های وارده بر بذر گندم به هنگام داشت، برداشت و پس از برداشت توسط برخی عوامل بیماری زا و آفات (در مزرعه و انبار) باعث افزایش ضایعات بذر گندم می شود. متوسط رطوبت موجود در خاک نیز از عوامل اصلی تعیین کننده میزان بذر مصرفی است. به طوری که در مناطق کم باران میزان متوسط بذر کمتر و در مناطق نیمه مرطوب و مرطوب بذر بیشتری مصرف می شود.

بنابر این، جلوگیری از ضایعات گندم با توجه به مشکلات و محدودیت های موجود از نقطه نظر افزایش عملکرد در واحد سطح، افزایش سطح زیر کشت، تامین نهاده های مورد نیاز، محدودیت واردات به لحاظ تنگناهای حمل و نقل و بندری اهمیت زیادی پیدا کرده است و تأثیر آن بر درآمد زارعین و نهایتاًٌ میزان عرضه محصول قابل توجه می باشد (وزارت کشاورزی، 1362). لذا، طرح حاضر برای دستیابی به امکان کاهش میزان بذر مصرفی در هکتار به عنوان راهکاری برای کاهش ضایعات بذر جهت کشت گندم پائیزه آبی می باشد،

کاهش میزان بذر مصرفی بطور قطع در هزینه های نهاده ها کاهش معنی داری بر جای         می گذارد، اما بایستی دقت شود که استقرار بوته ها در شرایط های مختلف اقلیمی در نظر گرفته شود. بعبارت دیگر، بهترین بررسی آن است که آزمایش یا مطالعه منطقه ای (site by site) بوده و براساس نوع خاک، ساختمان بستر بذر، رطوبت موجود در خاک، آب و هوای زمان کاشت، در نظر داشتن خسارت مربوط به آفات و غیره باشد. همچنین برای استقرار مناسب بوته ها در مزرعه بهتر است بجای مقدار بذر، براساس تعداد بذر در واحد سطح عمل شود زیرا که اندازه بذور برای        واریته های مختلف تفاوت دارند. میزان بذر در متر مربع به طور شاخص بایستی 25 تا 50 درصد بیشتر از تعداد بوته لازم در واحد سطح باشد تا هر نقصانی را جبران نماید. بر اساس مطالعات سازمان تحقیقاتی HGCA (2000) میزان بذر در کشت های مطلوب می تواند تا حدود 70%، بدون هیچگونه کاهشی درعملکرد ارقام مختلف، کمتر شود. کاهش میزان بذر ممکن است خطر فضای خالی در مزرعه را افزایش دهد اما، در مقادیر بالای مصرف بذر خطر خوابیدگی ساقه، احتمال وقوع بیماریهای گیاهی و افزایش هزینه نهاده بذر وجود دارد. در تراکم بوته مناسب میزان بذر مصرفی آن قدر پائین خواهد بود که احتمال وقوع ریسک های یاد شده بطور اساسی کاهش می یابد.

میزان بذر مصرفی و توزیع بوته ها در یک مزرعه تاثیرات مشخصی را بر اجزاء عملکرد گندم خواهد داشت. افزایش میزان بذر مصرفی می تواند تعداد سنبله در واحد سطح را زیادتر کند اما، دو جزء دیگر عملکرد یعنی، تعداد بذر در سنبله و وزن دانه کاهش می یابند. خاصیت جبران کنندگی نسبی در بین اجزاء عملکرد گندم می تواند نقصان عملکرد را وقتی که یک جزء کاهش می یابد، به حداقل برساند اما چنین جبرانی ممکن است کامل نباشد (4). پیتر و همکاران (1373) گزارش نمودند که بین ژنوتیپ ها از نظر توانائی کلی جبران و توانائی هر یک از اجزاء عملکرد تفاوت وجود دارد. بعضی ژنوتیپها قادرند که تولید ناکافی اجزاء عملکرد را جبران کنند ولی برخی این توانائی را ندارند. همچنین با کوتاه شدن فصل رویش، توانائی جبران کم می شود. بنابراین، در مطالعات مربوط به مقادیر بذر و تعداد بوته، همه اجزاء عملکرد دانه بجای فرد فرد اجزاء می بایست مورد توجه قرار داشته باشند. تعداد سنبله در واحد سطح به تعداد پنجه های اصلی و تعداد پنجه های بارور در بوته بستگی دارد (7). وقتی تراکم بوته (مقادیر بذر) افزایش می یابد حداکثر تعداد پنجه در واحد سطح در یک شرایط ویژه به سرعت تشکیل می شود. ولی ، درصد پنجه هائی که باقی مانده و تولید سنبله  می کنند پائین خواهد بود البته، در تراکم پایین بوته نیز 100 درصد پنجه ها زنده باقی             نمی مانند ‌(8).

قبادی و همکاران (1379) در بررسی تاثیر تراکم های مختلف بوته بر عملکرد و اجزاء عملکرد چهار رقم گندم نان به این نتیجه رسیدند که اثرات رقم و تراکم بوته بر تعداد سنبله در متر مربع، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه در سطح یک درصد معنی دار بودند، ولی اثر متقابل فقط برای تعداد سنبله در متر مربع و وزن هزار دانه معنی دار شد. در هر چهار رقم، با افزایش تراکم بوته، تعداد سنبله در متر مربع تنها مولفه ای از اجزاء عملکرد بود که افزایش نشان داد و اجزاء دیگر از قبیل تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه کاهش یافتند.

لازم به ذکر است در طرح هائی که بر روی تراکم بوته در واحد سطح انجام گرفته نتیجه بدست آمده به طور قطع مطلوب ترین تراکم بوته نبوده است. چون ممکن است تراکمی خارج از تراکم به کار برده شده وجود داشته باشد که در آن تراکم عملکرد دانه حداکثر شود. لذا، هالیدی (1960) و سالازار و همکاران (1994) برای به دست آوردن تراکم مطلوب بوته استفاده از معادلات درجه دوم (رگرسیونی) را مورد تاکید قرار داده اند، و بدین صورت مشخص شده است که عملکرد دانه با تراکم بوته در واحد سطح رابطه سهمی دارد و بالاتر از حد مطلوبی از تراکم بوته، عملکرد دانه کاهش خواهد یافت. بعبارت دیگر، با افزایش تراکم بوته، فرایند خود تنظیمی  وارد عمل شده و وابستگی عملکرد به تراکم روند مجانبی خواهد داشت.

بطور خلاصه، دستیابی به حداکثر عملکرد یا بوسیله افزایش تراکم گیاهی و یا با افزایش عملکرد تک بوته امکان پذیر است. ولی چون اثرات فرایندهای تشکیل دهنده عملکرد در رابطه با رقم، عملیات کاشت و شرایط اقلیمی روند ثابتی ندارد، درنتیجه تراکم کاشت می بایست براساس هر مورد تعیین شود و به دنبال مشخص شدن تحقیقاتی این چنین است که می توان مقدار بذر مصرفی در واحد سطح را توصیه نمود.

مواد و روش ها

    این بررسی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران، با طول 50 درجه و 57 دقیقه شرقی و عرض جغرافیائی 35 درجه و 48 دقیقه شمالی و ارتفاع 1313 متر از سطح دریا، در سالهای 1381 و 1382 اجرا شد. طرح آزمایشی مورد استفاده فاکتوریل در قالب کرتهای خرد شده در چهار تکرار بود. در کرتهای اصلی ارقام گندم (مهدوی، مرودشت، قدس و M75-7) در چهار سطح و در کرتهای فرعی تراکم بوته در پنج سطح (200، 250، 300، 350 و 400 بذر درمتر مربع) به همراه دو تیمار ضد عفونی (با قارچکش ویتاواکس تیرام به میزان 3-2 در هزار) و عدم ضد عفونی بذر بصورت فاکتوریل قرار داده شدند. میزان بذر مصرفی براساس وزن هزار دانه ارقام مورد بررسی محاسبه و منظور گردید.

    هر کرت آزمایشی مشتمل بر چهار خط به طول 6 متر و با فاصله خطوط 20 سانتی متر کشت گردید. علمیات تهیه زمین و مصرف کود پایه و سرک به نسبت 50- 50-250 کیلوگرم در هکتار (سولفات پتاسیم – سوپر فسفات- اوره) در کلیه کرت ها یکنواخت انجام گرفت. تاریخ کاشت در طی دو سال 23 آبان ماه بود و مزرعه با توجه به شرایط آب و هوائی یک یا دو نوبت در فصل پایِیز و در طول فصل بهار تا موقع برداشت آبیاری شد. علفهای هرز با استفاده از علفکش توفوردی کنترل شدند.

    یادداشت برداری صفات در طول دوره رویش گیاه از ردیفهای وسط بکمک کوادرات 25×25 سانتی متر برای تعداد پنجه، تعداد سنبله بارور با خارج ساختن بوته ها از خاک انجام گرفت. محاسبات کل ماده خشک، عملکرد دانه براساس بوته های برداشت شده از 3 متر مربع پس از حذف بوته های حاشیه و دوطرف انجام گرفت. ارتفاع بوته و اجزاء عملکرد از میانگین داده های مربوط به 10 بوته محاسبه گردید. تجزیه واریانس و تحلیل آماری داده ها بکمک نرم افزارهای رایانه ای Mstatc و Excel انجام گرفت و میانگین داده ها به روش مقایسه چند دامنه ای دانکن بدست آمد.

نتایج و بحث

    نتایج تجزیه مرکب انجام شده بر روی میانگین داده ها طی دوسال نشان داد که گندم قدس با وجود دارا بودن تعداد پنجه و سنبله درمتر مربع (شکل های 4 و 5)، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه و دانه در سنبله نسبتاً زیادتر در مقایسه با سایر ارقام، از عملکرد دانه (شکل 6)، کل ماده خشک، وزن هزار دانه و شاخص برداشت کمتری برخوردار بود. این صفات بجز تعداد پنجه و وزن هزار دانه تفاوت    معنی داری نداشتند. رقم M75-7 بیشتری عملکرد دانه (6976 کیلوگرم در هکتار) و شاخص برداشت را تولید نمود (شکل 6). با افزایش میزان بذر مصرفی (تراکم بوته در واحد سطح) تعداد پنجه و سنبله در متر مربع روند افزایشی نشان داد (شکل های 1 و 2)، لیکن در مقادیر بالاتر بطور مثال با دو برابر نمودن میزان بذر مصرفی از 200 به 400 دانه در متر مربع تعداد پنجه و سنبله در متر مربع به ترتیب فقط 21 و 5/5 درصد افزایش داشتند، در مقابل عملکرد دانه 3/0 درصد کاهش یافت (شکل3). اثر متقابل رقم× تراکم بوته معنی دار نبود. تیمار ضد عفونی بذر بطور نسبی عملکرد دانه و اجزاء عملکرد بیشتری را نسبت به تیمار عدم ضد عفونی تولید نمود (P>0.5).

    رابطه تراکم بوته با افزایش تعداد پنجه درمتر مربع (شکل 1) و تعداد سنبله در مترمربع (شکل 2) مثبت و معنی دار بود، به طوری که درتراکم 400 بوته در متر مربع بیشترین مقادیر این صفات بدست آمد اما تفاوت معنی داری با تراکم 200 بوته در متر مربع برای صفات مشاهده نگردید. بین عملکرد دانه و تعداد پنجه در متر مربع همبستگی معنی دار ولی منفی وجود داشت. (** 22/0-=r). به عبارت دیگر تولید پنجه زیادتر در واحد سطح منجر به تولید سنبله های غیر بارور بیشتر و درنتیجه کاهش عملکرد دانه در تراکم زیادتر گردید. برخی محققین (1 و 4 ) عقیده دارند که گندم به دلیل داشتن خاصیت پنجه زنی، دارای انعطاف پذیری بالائی از نظر تراکم  می باشد، و در ارقامی که         پنجه های بیشتری هستند ممکن است تعداد سنبله بارور در متر مربع افزایش یابد ولی تعداد دانه در سنبله و وزن دانه کمتر خواهد شـد. در بررسی حاضر، تعداد پنجه (شکل 1) و سنبله (شکل 2) در متر مربع تنها اجزائی بودند که با افزایش میزان بذر مصرفی در واحد سطح افزایش نشان دادند. قبادی و همکاران (1379) نیز گزارش نمودند که تعداد سنبله در متر مربع تنها مولفه ای از اجزاء عملکرد بود که در ارقام مختلف گندم تحت تأثیر افزایش تراکم قرار داشت.

    بـررسی ارتباط سایر اجزاء عملکرد نشان داد که صفات ماده خشک(**84/0=r)، شاخـص بـرداشـت (**62/0=r) و تعداد سنبله بارور در واحد سطح (**50/0=r) بیشترین ارتباط را با عملکرد دانه داشتند. خباز صابری و همکاران (1372) بیشترین ارتباط عملکرد دانه را با وزن هزار دانه          (**72/0=r) گزارش نموده است. در حالیکه، صفاتی نظیر تعداد پنجه در متر مربع، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه و دانه در سنبله همبستگی منفی با عملکرد دانه داشته اند، به نحوی که افزایش بذر مصرفی از طریق کاهش این صفات افزایش عملکرد دانه را میسر نگردید.

    بطور کلی، دراین بررسی با وجود اثرات متقابل رقم× میزان بذر مصرفی و یکسان نبودن نتایج حاصل از سالهای متفاوت می توان اظهار داشت که عامل نوع بذر (رقم) با اثرات مقدار بذر مصرفی برای حداکثر بهره برداری کافی نیست. چنانچه کاهش میزان ضایعات بذر گندم (کاهش هزینه های تولید) در نظر گرفته شود تراکم 200 بذر در متر مربع به لحاظ تولید عملکرد دانه و شاخص برداشت بالاتر توصیه می گردد، بدیهی است حصول حداکثر محصول در شرایط محیطی و مدیریتی مناسب نقش با اهمیتی درافزایش عملکرد خواهد داشت.

منابع

1- پیتر، ج.، و. سرنی و ل. روسکا. 1373. فیزیولوژی عملکرد گیاهان زراعی. ترجمه کوچکی، ع. و م. بنایان اول. انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه مشهد. 380 ص.

2- قبادی، م.، ع. کاشانی و ر. مامقانی. 1379. بررسی تاثیر تراکم های مختلف بوته بر عملکرد و اجزاء عملکرد چهار رقم گندم در منطقه اهواز. مجله علوم زراعی ایران. جلد دوم (1): 57-48.

3- وزارت کشاورزی، 1362. گزارش کمیته برنامه ریزی غلات، 14ص.

نانو وکشاورزی

نانو وکشاورزی

نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری قدرتمند، توانایی ایجاد تحول در سیستم کشاورزی و صنایع غذایی آمریکا و سر تاسر دنیا را دارد. نمونه هایی از کاربردها و پتانسیلهای بالقوه نانوتکنولوژی در کشاورزی و صنایع غذایی، شامل سیستم های جدید آزاد کننده دارو برای درمان بیماریها، ابزارهای جدید بیولوژی سلولی و مولکولی، امنیت زیستی و تضمین سلامتی محصولات کشاورزی و غذایی و تولید مواد جدید مورد استفاده برای شناسایی عوامل بیماریزا و حمایت از محیط زیست می باشد.

تحقیقات اخیر، امکان استفاده از نانوشلها و نانوتیوپها را در سیستمهای جانوری برای تخریب سلولهای هدف، به روشنی ثابت نموده است. امروزه از نانوپارتیکل ها که اجرام بسیار کوچکتر از حد میکرون هستند، برای رها سازی داروها و یا ژنها به داخل سلولها استفاده می کنند و مورد انتظار است که این تکنولوژیها در ۱۰ الی ۱۵ سال آتی مورد بهره برداری کامل قرار گیرد. با روند رو به رشد تحقیقات اخیر، این پیش بینی منطقی است که در دهه آینده، صنعت نانوتکنولوژی با توسعه بی نظیر خود، منجر به ایجاد انقلاب عظیم در بخش پزشکی و بهداشت و همچنین تولیدات دارویی دام و آبزیان گردد.

تصور امکان تزریق نانوپارتیکها به دامها و فعال شدن تدریجی ماده موثر همراه با این نانوذرات در بدن حیوان برای از بین بردن و تخریب سلولهای سرطانی، افق تحقیقاتی جدیدی را به روی محققان بازکرده است.

● مقدمه:

نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری قدرتمند نوین، توانایی ایجاد انقلاب و تحولات عظیم را در سیستم تامین مواد غذایی و کشاورزی ایالت متحده آمریکا و در گستره جهانی دارد. نانوتکنولوژی قادر است که ابزارهای جدیدی را برای استفاده در بیولوژی مولکولی و سلولی و همچنین تولید مواد جدیدی، برای شناسایی اجرام بیماری زا معرفی نماید و بنابراین چندین دیدگاه مختلف در نانوتکنولوژی وجود دارد که می تواند در علوم کشاورزی و صنایع غذایی، کاربرد داشته باشد.

به عنوان مثال امنیت زیستی تولیدات کشاورزی و مواد غذایی، سیستمهای آزاد کننده دارو بر علیه بیماریهای شایع، حفظ سلامتی و حمایت از محیط زیست از جمله کاربردهای این علم می باشد.

● علم نانوتکنولوژی چیست؟

انجمن ملی نوبنیاد نانوتکنولوژی که یک نهاد دولتی در کشور امریکا می باشد ، واژه نانوتکنولوژی را چنین توصیف می کند: "تحقیق و توسعه هدفمند، برای درک و دستکاری و اندازه گیریها مورد نیاز در سطح موادی با ابعاد در حد اتم"، مولکول و سوپرمولکولها را نانوتکنولوژی می گویند. این مفهوم با واحدهایی از یک تا صد نانومتر، همبستگی دارد. دراین مقیاس خصوصیات فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی مواد تفاوت اساسی با یکدیگر دارند و غالبا اعمال غیر قابل انتظار از آنها مشاهده می شود. در سیستم کشاورزی امروزی، اگردامی مبتلا به یک بیماری خاص شود، می توان چند روز و حتی چند هفته یا چند ماه قبل علائم نامحسوس بیماری را شناسایی کنند و قبل از انتشار و مرگ و میر کل گله، دامدار را برای اخذ تصمیمات مدیریتی و پیشگیری کننده آگاه کند و بنابراین می توان نسبت به مقابله با آن بیماری اقدام نماید.

نانوتکنولوژی به موضوعاتی در مقیاس هم اندازه با ویروسها و سایر عوامل بیماری زا می پردازد و بنابراین پتانسیل بالایی را برای شناسایی و ریشه کنی عوامل بیماری زا دارد. نانوتکنولوژی امکان استفاده از سیستمهای آزاد کننده داروئی را که بتواند به طور طولانی مدت فعال باقی بماند، فراهم می کند.

به عنوان مثال استفاده از سیستمهای آزاد کننده دارو، می توان به ایمپلنتهای ابداع شده مینیاتوری در حیوان اشاره کرد که نمونه های بزاقی را به طور مستمر کنترل می کنند و قبل از بروز علائم بالینی و تب، از طریق سیستمهای هشدار دهنده وسنسورهای ویژه، می تواند احتمال وقوع بیماری را مشخص و سیستم خاص ازاد کننده دارو معینی را برای درمان موثر توصیه کنند. طراحی سیستمهای آزاد کننده مواد دارویی، یک آرزوی و رویای همیشگی محققان برای سیستمهای رها کننده داروها، مواد مغذی و پروبیوتیکها بوده و می باشد.

نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری قدرتمند به ما اجازه می دهد که نگرشی در سطح مولکولی و اتمی داشته و قادر باشیم که ساختارهایی در ابعاد نانومتر را بیافرینیم.

برای تعیین و شناسایی بسیار جزئی آلودگیهای شیمیایی، ویروسی یا باکتریایی در کشاورزی و صنایع غذایی معمولا از روشهای بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی استفاده می گیرد. در روشهای اخیر نانوتکنولوژی برای استفاده توام این روشها، یک سنسور در مقیاس نانو طراحی کرده اند در این سیستم جدید، مواد حاصل از متابولیسم و رشد باکتریها با این سنسورها تعیین می گردد.

سطوح انتخابی بیولوژیکی، محیطی هایی هستند که عمده واکنشهای و فعل و انفعالات بیولوژیکی و شیمیایی در آن محیط انجام می شود.

چنین سطوحی همچنین توانایی افزایش یا کاهش قدرت اتصال ارگانیزمها و ملکولهای ویژه را دارد. از جنبه های کاریردی استفاده از این سطوح، طراحی سنسورها، کاتالیستها، و توانایی جداسازی یا خالص سازی مخلوطهای بیومولکولها می باشد. نانومولکولها موادی هستند که اخیرا از طریق نانوتکنولوژی به دست آمده اند و یا در طبیعت موجودند و بوسیله این ساختارها، امکان دستکاریهای درسطح نانو و تنظیم و کاتالیز واکنشهای شیمیایی وجود دارد. نانو مواد از اجزای با سایز بسیار ریز تشکیل شده اند و اجزا تشکیل دهنده چنین ساختارهایی بر خواص مواد حاصل در سطح ماکرو تاثیر می گذارد.

ساختارهای کروی توخالی (buckey balls ) که با نام دیگر فلورن هم شناخته شده اند، مجموعه از اتمهای کربن متحدالشکل به صورت کروی هستند که در چنین ساختاری هر اتم کربن به سه اتم کربن مجاورش متصل شده. دانشمندان اکنون به خوبی می دانند که چگونه یک چنین ساختاری را به وجود آورند و کاربردهای بیولوژیکی آن امروزه کاملا شناخته شده است. از جمله کاربردهای چنین ساختارهایی برای رها سازی دارو یا مواد رادیواکتیو در محلهای مبتلا به عوامل بیماریزا می باشد.

ایده استفاده از۶۰ اتم کربن به جای ۸۰ اتم، ساختارهای توخالی را برای آزاد سازی دارو فراهم می کند. هدف از این کار در نهایت رسیدن به گروهای قابل انحلال پپتیدها در آب می باشد که نتیجتا این مولکولها به جریان خون راه پیدا می کنند. نانوتیوپها ساختارهای توخالی دیگری هستند که از دو طرف باز شده اند و گروههای اتمی دیگری به آنها اضافه شده اند و یک ساختار شش گوشه را تشکیل می دهند. نانوتیوپها می توانند به عنوان یک ورقه گرافیت در نظر گرفته شوند که به دور یک لوله پیچیده شده اند.

کاربرد پلی مرهای سنتزی در داروسازی پیشرفتهای چشمگیری داشته است. سبکی، نداشتن آثار جانبی و امکان شکل دهی پلی مرها، کاربرد آنها را در زمینه پزشکی و دامپزشکی افزایش داده است. در روشهای دارورسانی مدرن، فرآورده شکل دارویی موثر خود را با یک روند مشخص شده قبلی برای مدت زمان معلوم بطور سیستماتیک به عضو هدف آزاد می کند. پلیمرها نه تنها به عنوان منابع ذخیره دارو و غشا و ماتریکس های نگهدارنده عمل می کنند بلکه می توانند سرعت انحلال آزاد سازی و تعادل دفع و جذب آزاد را در بدن کنترل کنند.

دندریمر(پلی مر) یک طبقه جدید از مولکولهای سه بعدی مصنوعی هستند که از مسیر و راه نانوسنتزی به دست آمده اند که این دندریمرها از توالیها و شاخه ای تکراری حاصل آمده اند. ساختار چنین ترکبیباتی از یک درجه بالای تقارن برخوردار است.

نقاط کوانتومی، کریستالهایی در مقیاس نانومتری هستند که اساسا در اواسط ۱۹۸۰ برای کاربردهای اپتوالکترونیک به کاربرده شدند. آنها در طی سنتز شیمیایی در مقیاس نانو ایجاد می شوند و از صدها یا هزاران اتم در نهایت یک ماده نیمه هادی معدنی تشکیل شده اند که این ماده به اتمها خاصیت فلورنس می دهد. وقتی یک نقطه کوانتومی با یک پرتو نور برانگیخته می شود آنها دوباره نور را منتشر می کنند. میزان یک طیف نشری متقارن باریک مستقیم به اندازه کریستال بستگی دارد.

این بدان معنی است که اجرام کوانتومی می توانند به خوبی برای انتشار نور در طول موجهای مختلف طراحی شوند. نانوشلها یک نوع جدید از نانوذرات که از هسته دی الکتریک مانند سیلیکا تشکیل شده اند که با یک لایه فلزی فوق العاده نازک(به عنوان مثال طلا) پوشش داده شده اند. نانوشلهای طلا، دارای خواص فیزیکی مشابه به آنهایی هستند که از کلوئیدها طلا ساخته شده اند. پاسخهای نوری نانوشلهای طلا به طور قابل توجهی به اندازه نسبی هسته نانوذرات و ضخامت لایه طلا بستگی دارد.

دانشمندان قادرند نانوشلهایی را بسازند که ملکولهای آنتی ژنها بر روی آنها سوار شوند و در مجموع سلولهای سرطانی و تومورهای موجود را تحت تاثیر قرار دهند. این ویژگی مخصوصا در رابط با نانوشلها می باشد که این ساختارها قادرند فقط تومورهای موجود را تحت تاثیر قرار دهند و سلولهای مجاور تومور دست نخورده باقی می ماند. از طریق حرارتی که به طور انتخابی در سلولهای توموری ایجاد می کند منجر به از بین بردن این سلولها می شود.

● کاربردهای نانوتکنولوژی در علوم دامی

سلامتی دامهای اهلی از جمله مسائلی است که با اقتصاد دامداریها در ارتباط می باشد. یک دامپزشک می نویسد که "علم نانوتکنولوژی توانایی و پتانسیل بالقوه ای بر روی رهیافتهای آتی دامپزشکی و درمان دامهای اهلی خواهد داشت". تامین اقلام غذایی برای دامهای اهلی همواره با افزایش هزینه و نیاز به مراقبتهای خاص دامپزشکی و تجویز دارو و واکسن همراه بوده است و نانوتکنولوژی توانایی ارائه راهکارهای مناسب برای حل این معضلات را دارد.

● سیستمهای سنتیتیک آزاد کننده مواد داروئی

امروزه مصرف آنتی بیوتیکها، واکسنها، پروبیوتیکها و عمده داروها از طریق وارد کردن آنها از راه غذا یا آب دامها و یا از راه تزریق عضلانی صورت می گیرد. رها سازی یک مرحله ای دارو در برابر یک میکروارگانیزم علارغم تاثیرات درمانی و اثرات بازدارنده پیشرفت یک بیماری معمولا با بازگشت مجدد علائم بیماری وتخفیف اثرات دارویی مصرفی همراه است. روشهای موجود در سطح نانو، قابلیت تشخیص و درمان عفونت،اختلالات تغذیه ای و متابولیکی را دارا می باشد. سیستمهای سنتتیک رها سازی دارو می تواند خواص چند جانبه برای حذف موانع بیولوژیکی در افزایش بازده درمانی داروی مورد استفاده و رسیدن آن به بافت هدف داشته باشد که از جمله این خواص می توان به موارد ذیل اشاره کرد.

۱) تنظیم زمانی مناسب برای آزاد سازی دارو

۲) قابلیت خود تنظیمی

۳) توانایی برنامه ریزی قبلی

بنابراین در آینده نزدیک پیشرفتهای بیشتر تکنولوژی امکانات زیر را فراهم می کند:

▪ توسعه سیستمهای سنتیتیک رها سازی داروها،پروبیوتیکها، مواد مغذی

▪ افزایش سرعت شناسایی علائم بیماری و کاربرد روشهای درمانی سریع

▪ توسعه سیستمهای رها سازی اسیدهای نوکلئیک و مولکولهای DNA

▪ کاربرد نانومولکولها در تولید واکسنهای دامی

● تشخیص بیماری و درمان دامها

تصور امکان تزریق نانوپارتیکها به دامها و فعال شدن تدریجی ماده موثر همراه با این نانوذرات در بدن حیوان برای از بین بردن و تخریب سلولهای سرطانی، افق تحقیقاتی جدیدی را به روی محققان بازکرده است. محققان دانشگاه رایس مراحل مقدماتی کاربرد نانوشلها را برای تزریق به جریان خون ارزیابی کردند.

این ذرات نانو به گیرنده های غشاسلولهای سرطانی متصل می شوند و با ایجاد امواج مادون قرمز باعث بالا رفتن دمای سلولهای مذکور به ۵۵ درجه و ترکیدن و از بین رفتن تومورهای موجود می گردند. همچنین نانوپارتیکهایی که از اکسیدهای آهن ساخته می شوند، با ایجاد امواج مگنتیک در محل استقرار سلولهای سرطانی باعث از بین بردن این سلولها می شوند. یکی از اساسی ترین محورهای تحقیقاتی کنونی، توسعه سیستمهای رها سازی DNA غیرزنده، با بازدهی مناسب و با حداقل هزینه و عوارض جانبی و سمی می باشد، که در ژن درمانی مورد استفاده قرار می گیرند.

● اصلاح نژاد دام

مدیریت تلاقی و زمان مناسب جفتگیری دامها، از جمله مواردی است که در مزارع پرورش گاوشیرده به هزینه و زمان طولانی نیاز دارد. از راهکارهایی که اخیر مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از نانوتیوپها خاص در داخل پوست می باشد که زمان واقعی پیک هورمون استروژن و وقوع فحلی را دار دامها نشان می دهد و لذا با علائمی که سنسورهای موجود به دستگاه مونیتور می فرستد، زمان دقیق و واقعی تلقیح را به دامدار نشان می دهد

کاربرد ذرات در ابعاد نانو

کاربرد ذرات در ابعاد نانو

به طور کلی این فناوری عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانو است . یک نانومتر ، یک میلیاردم متر است . از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا کرد . یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است . در نوع اول ، ساختارهای نانو با کمک ابزار و تجهیزات دقیق از خرد کردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند . در طراحی و ساخت از پایین به بالا که عموما آن را فناوری مولکولی نیز می نامند ، تولید ساختارها ، اتم به اتم و یا مولکول به مولکول تولید و صورت می گیرند . به عقیده مدیر اجرایی موسسه نانوتکنولوژی انگلستان ، فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه کردن است و به این طریق تولید مواد ، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود . در حقیقت فناوری نانو به ما امکان ساخت طراحی موادی را می دهند که کاملا دارای خواص و اختصاصات جدید هستند .

به بیان دیگر این نوع فناوری چیزهایی را که در اختیار داریم با خصوصیات جدید در اختیار قرار می دهد و یا آنها را از مسیرهای نوینی می سازد . اما گویا صنایع داروسازی از مدت ها قبل به ساخت ذرات ریز مشغول بوده اند . به نظر پروفسور Buckton ، طی سخنرانی که در کنفرانس علوم دارویی انگلستان (BPC) انجام داد ادعا نمود که فناوری نانو در داروسازی اصطلاح تازه به کار گرفته شده ای برای فناوری تولید ذرات در اندازه میکرونی است که از سال ها قبل تهیه و ساخته می شده اند . پس چه چیزی در این بین جدید خواهد بود ؟ به عقیده مدیر اجرایی موسسه فناوری نانو انگلیس ، دستیابی و ساخت دستگاه های آنالیز پیشرفته و ابداع روش های آنالیز نوین سبب می شود تا ما بتوانیم رفتار مواد را به دقت مورد شناسایی قرار دهیم و از این رهگذر بتوانیم آنها را با ظرافت خاصی دستکاری کنیم .

تغییر در خصوصیات دارویی

کاربرد فناوری نانو در پزشکی تاثیرات مهمی دارد . شرکت Elan یکی از شرکت هایی است که از فناوری نانو در تغییر ذرات دارویی استفاده می کند . این شرکت فرایند آسیاب کردن کریستال های نانو را در اختیار دارد که اجازه می دهد بعد از این پروسس ، ذراتی مانند داروی Sirolimns متعلق به شرکت Wyeth که اجبارا می بایست در فرمولاسیون محلول خوراکی به کار برند ، بهبود یافته و آن را بتوانند به فرم قرص ارایه نمایند . یعنی با تهیه ذرات نانو فرم محلول این ماده به فرم جامد تبدیل می شوند . داروی Sirolimns به عنوان یک تضعیف کننده سیستم ایمنی همراه سایر فرآورده های دارویی در موارد پیوند اعضا مانند پیوند کلیه به کار می رود . این شرکت مدعی است که با کاهش سایز ذره سرعت انحلال Sirolimns به مقداری که بتواند به فرم قرص ارایه شود افزایش می یابد . از نظر تجاری این نوع فناوری آسیاب نمودن فقط مختص داروهای با حلالیت بسیار ضعیف است ، اما به عقیده این شرکت 40 الی 50 درصد فرآورده های جدید (NCE) تقریبا در این رده قرار می گیرد . فناوری نانو همچنین در زمینه داروهای پپتیدی که عمدتا برای محفوظ ماندن از متابولیسم می بایست به فرم تزریقی تجویز شوند به کمک آمده است و شرایطی را می تواند فراهم نماید تا آنها را بتوان از طریق سایر روش های داروسازی و نیز مورد پذیرش بیمار تجویز کرد .

شرکت Xstal Bio که با دانشگاه های Glasgow Strathelyde همکاری می کند ، توانسته است کریستال های نوینی بسازد که با ذرات پروتئینی پوشش داده شده اند . مدیر اجرایی شرکت Xstal Bio معتقد است که اغلب شرکت ها ، برای تهیه ذرات نانو از مسیر خرد کردن ذرات بزرگ تر به ذرات کوچک تر استفاده می کنند ، اما آنها فرایندی را در اختیار دارند که مستقیما ذرات کوچک از آن تهیه می شود ، بدون آنکه احتیاج به فرایند زیادتری داشته باشند . این فرمولاسیون انسولین استنشاقی را انجام می دهد . بیماران می توانند به سادگی با اسپری کردن و تنفس آن ، پودر خشک انسولین و یا یک پروتئین دیگری را دریافت کنند . برای اینکه این راه تجویز به طور موثر در اختیار باشد ، ذرات محتوی آن باید آنقدر ریز باشند تا بتوانند در بخش های عمقی مجاری تنفسی نفوذ کنند و البته آنقدر ریز هم نباشد تا مبادا پس از مصرف از دهان و بینی خارج شوند. بنابر این شرکت Xstal Bio مسیر اثباتی خاصی را پشت سر گذرانده است و هم اکنون این فرآورده در بیماران تحت آزمایش است . فناوری نانو در زمینه تشخیص ساده بیماری ها، تصویربرداری ها و برآورد سریع از کارایی مصرف دارو در افراد نیز کاربردهایی دارد . به طور کلی این فناوری در تولید اعضای مصنوعی ، کاشت داروها ، استفاده از تشخیص های فردی در کنترل آزمایش های درون تنی و تشخیصی و داروسازی نوین کاربرد دارد ...