کشاورزی هسته ای چیست؟

کنترل آفات و حشرات (Sterile Insect Technique – SIT)

تکنیک حشره عقیم (SIT) شامل پرورش انبوه حشرات، عقیم‌سازی آن‌ها با پرتودهی گاما یا اشعه ایکس و رها سازی در طبیعت است. حشرات عقیم با حشرات وحشی جفت‌ گیری می‌ کنند اما فرزندی تولید نمی‌ کنند، که جمعیت آفات را کاهش می‌ دهد. این روش گونه‌ محور و بدون استفاده از سموم شیمیایی است.

در اکوادور، تکنیک SIT برای ریشه‌ کن کردن مگس میوه مدیترانه‌ ای استفاده شد و صادرات میوه به ارزش ۲۲ میلیون دلار به ایالات متحده را ممکن ساخت. در آفریقا نیز این تکنیک علیه مگس تسه‌ تسه (که مانع دامداری سودآور در دو سوم جنوب صحرای بزرگ آفریقا می‌ شود) موفق بوده و در زنگبار و نیجریه نتایج مثبتی داشته است. تکنیک SIT بیش از ۶۰ سال است که در شش قاره اعمال می‌ شود و آفاتی مانند مگس میوه، کرم پیچ‌ خوار و پشه را کنترل می‌ کند.

حفظ غذا و ایمنی غذایی (Food Irradiation)

پرتودهی غذا با اشعه گاما باکتری‌ ها، انگل‌ ها و حشرات را از بین برده، ماندگاری محصولات را افزایش داده و از بیماری‌ های ناشی از غذا جلوگیری می‌ کند. این روش دما را تغییر نمی‌ دهد و هیچ باقیمانده‌ ای باقی نمی‌ گذارد، در واقع روشی مشابه پاستوریزاسیون یا فریز کردن است.

در ویتنام، با حمایت FAO/IAEA، یازده مرکز پرتودهی،۲۰۰ تن میوه تازه برای صادرات را پردازش کرده و تجارت ایمن را تضمین می‌ کنند. بیش از ۶۰ کشور این روش را برای ادویه‌ جات، غلات، میوه‌ ها و گوشت مقرر کرده‌ اند و جایگزین مواد شیمیایی مضر شده است. استانداردهای بین‌المللی توسط WHO، FAO و IAEA تنظیم شده و هیچ حد بالایی برای دوز پرتودهی توصیه نمی‌ شود.

مدیریت خاک و آب (Tracer Techniques)

ایزوتوپ‌ های رادیواکتیو مانند نیتروژن-۱۵ یا فسفر-۳۲ برای ردیابی جذب کودها توسط گیاهان استفاده می‌ شوند تا مصرف کودی بهینه شود و آلودگی محیطی کاهش یابد. همچنین، نوکلئیدهای رادیواکتیو برای اندازه‌ گیری فرسایش خاک و کیفیت آن به کار می‌ روند.

در کشور بنین، با استفاده از ایزوتوپ نیتروژن-۱۵، تولید سویا از ۵۷ هزار تن در ۲۰۰۹ به ۲۲۰ هزار تن در ۲۰۱۹ افزایش یافت. این تکنیک‌ ها تعادل خاک و آب را بهبود می‌ بخشند و در کشورهایی مانند مالی و نامیبیا برای افزایش بازدهی محصولات استفاده شده‌ اند.

سلامت حیوانات و تشخیص بیماری‌ ها

تکنیک‌ های هسته‌ ای مانند PCR زمان واقعی برای تشخیص سریع بیماری‌های حیوانی و زئونوتیک استفاده می‌ شوند. در کشور بلیز، آزمایشگاه تشخیص مولکولی با حمایت IAEA/FAO برای تشخیص بیماری‌ ها راه‌اندازی شد و حتی برای تست COVID-19 انسان‌ ها نیز استفاده گردید.

مزایا و چالش‌ های کشاورزی هسته ای

مزایا

• افزایش تولید: بهبود بازدهی محصولات و کاهش تلفات (تا ۳۰-۴۰ درصد).
• پایداری محیطی: کاهش استفاده از سموم و کودهای شیمیایی.
• امنیت غذایی: کاهش بیماری‌ های غذایی و افزایش صادرات.
• اقتصادی: روش‌ های مقرون‌ به‌ صرفه برای کشورهای در حال توسعه.

چالش‌ ها

• نگرانی عمومی: ترس از “هسته‌ ای” منجر به مقاومت مصرف‌ کنندگان شده، هرچند روش‌ ها ایمن باشند.
• مقررات: نیاز به استانداردهای بین‌ المللی و برچسب‌ گذاری محصولاتی که زنجیره تولید آنها تحت انرژی هسته ای قرار گرفته است.
• دسترسی: کشورهای فقیر ممکن است به فناوری دسترسی نداشته باشند، هرچند IAEA حمایت می‌ کند.

کشاورزی هسته ای در کدام کشورها بیشتر استفاده می شود؟

• آفریقا: استفاده در کشتن باکتری‌ ها، بهبود تعادل خاک و آب، و افزایش بازدهی محصولات در اکوادور و کشورهای آفریقایی.
• آمریکای جنوبی: کنترل قارچ برگ قهوه با پرورش جهش‌ یافته.
• آسیا: افزایش تولید برنج در بنگلادش و ویتنام.

چرا کشاورزی هسته ای در کشورهای آفریقایی و کمتر توسعه یافته استفاده می شود؟

استفاده از تکنیک‌ های کشاورزی هسته‌ ای در کشورهای آفریقایی و کمتر توسعه یافته و در مقایسه با آمریکا و اروپا را می‌ توان از چند منظر بررسی کرد:

نیازهای کشاورزی و چالش‌ های منطقه‌ ای

آفریقا

بسیاری از کشورهای آفریقایی با چالش‌ های جدی مانند خشکسالی، آفات بومی (مانند مگس تسه‌تسه)، کمبود منابع آب و خاک فقیر مواجه‌ اند. تکنیک‌ های هسته‌ ای مانند تکنیک حشره عقیم (SIT) و پرورش گیاهان جهش یافته (Mutation Breeding) راه‌حل‌ های هدفمندی برای این مشکلات ارائه می‌ دهند. برای مثال، SIT در زنگبار و نیجریه برای کنترل مگس تسه‌ تسه، که مانع دامداری سودآور است، موفقیت‌آمیز بوده است. همچنین، در سودان، واریته‌ های مقاوم به خشکسالی بادام‌ زمینی با پرتودهی توسعه یافتند که به شرایط سخت محیطی این منطقه پاسخ می‌ دهند.

آمریکا و اروپا

 این مناطق معمولاً دارای زیرساخت‌ های کشاورزی پیشرفته، خاک حاصلخیز‌تر و دسترسی به فناوری‌ های جایگزین مانند مهندسی ژنتیک و فناوری تراریخته (GMO) و سموم شیمیایی هستند. نیاز به تکنیک‌ های هسته‌ ای کمتر احساس می‌ شده، زیرا روش‌ های مرسوم اغلب کافی هستند. علاوه بر این، آفات خاص مانند مگس تسه‌ تسه در این مناطق وجود ندارند، بنابراین کاربردهایی مانند SIT کمتر مورد توجه قرار می‌ گیرند.

پذیرش عمومی و مقررات

آفریقا

 نگرانی‌ های عمومی درباره فناوری هسته‌ای در آفریقا کمتر است، زیرا آگاهی عمومی درباره این فناوری‌ ها محدود است و دولت‌ ها با حمایت سازمان‌ هایی مانند IAEA و FAO این روش‌ ها را ترویج می‌ کنند. همچنین، مقررات سختگیرانه در مورد برچسب‌ گذاری یا ایمنی محصولات پرتودیده در بسیاری از کشورهای آفریقایی کمتر است، که پذیرش این فناوری‌ ها را تسهیل می‌ کند.

آمریکا و اروپا

در این مناطق، نگرانی‌ های عمومی درباره هر چیزی که با کلمه “هسته‌ ای” مرتبط باشد، به دلیل ترس از تشعشعات و خطرات ادراکی، بسیار بالاست. نگرانی های هسته ای، باعث مقاومت مصرف‌ کنندگان و حتی سیاست‌ گذاران در برابر پذیرش گسترده تکنیک‌ هایی مانند پرتودهی غذا شده است. برای مثال، در اروپا، مقررات سختگیرانه اتحادیه اروپا (EU) در مورد برچسب‌ گذاری محصولات پرتودیده و محدودیت‌ های تجاری، استفاده از این روش‌ ها را محدود کرده است. در آمریکا، اگرچه پرتودهی غذا توسط FDA تأیید شده، اما پذیرش عمومی پایین است و تنها برای محصولات محدودی مانند ادویه‌ جات و برخی میوه‌ ها استفاده می‌ شود.

زیرساخت‌ ها و حمایت بین‌ المللی

آفریقا

 سازمان‌ های بین‌المللی مانند IAEA و FAO برنامه‌ های گسترده‌ ای برای انتقال فناوری هسته‌ ای به کشورهای در حال توسعه دارند. این سازمان‌ ها آزمایشگاه‌ ها، آموزش و منابع مالی را برای کشورهایی مانند بنین، سودان و زنگبار فراهم کرده‌ اند. به عنوان مثال، در بنین، استفاده از ایزوتوپ نیتروژن-۱۵ تولید سویا را به‌ طور چشمگیری افزایش داد. این حمایت‌ ها برای کشورهایی که منابع مالی و فنی محدودی دارند، حیاتی است.

آمریکا و اروپا

 کشورهای اروپایی و آمریکا به دلیل داشتن زیرساخت‌ های پیشرفته و بودجه‌ های کلان برای تحقیق و توسعه، کمتر به حمایت بین‌ المللی وابسته‌ اند. در عوض، آن‌ ها روی فناوری‌ های تجاری مانند GMO یا روش‌ های پیشرفته کشاورزی دقیق (Precision Agriculture) سرمایه‌ گذاری می‌ کنند که از نظر اقتصادی و فرهنگی با بازارهایشان سازگارتر است.

تفاوت در اولویت‌ های کشاورزی

آفریقا

 تمرکز اصلی در بسیاری از کشورهای آفریقایی، افزایش امنیت غذایی، کاهش گرسنگی و بهبود معیشت کشاورزان کوچک‌ مقیاس است. استفاده از تکنیک‌ های هسته‌ ای در آفریقا، به‌ ویژه برای تولید و پرورش گیاهان جهش‌ یافته هزینه نسبتاً پایین و اثربخشی بالایی دارد. برای مثال، واریته‌ های جدید برنج در بنگلادش (که الگویی برای آفریقاست) تولید را سه برابر کرد.

آمریکا و اروپا

 در این مناطق، کشاورزی به شدت تجاری‌ سازی شده و اولویت‌ ها بر افزایش سودآوری، رقابت در بازارهای جهانی و پاسخ به تقاضای مصرف‌ کنندگان برای محصولات ارگانیک یا بدون GMO متمرکز است. تکنیک‌ های هسته‌ ای، به‌ ویژه پرتودهی غذا، ممکن است با ترجیحات مصرف‌کنندگان برای “محصولات طبیعی” مغایرت داشته باشد، حتی اگر ایمن باشند.

مسائل اقتصادی و تجاری

آفریقا

 تکنیک‌ های هسته‌ ای اغلب با هزینه کمتری نسبت به فناوری‌ های پیشرفته مانند GMO قابل پیاده‌سازی هستند و برای کشورهای با اقتصاد ضعیف‌ تر جذاب‌ اند. علاوه بر این، این روش‌ ها به افزایش صادرات کمک کرده‌ اند، مانند مورد اکوادور که با SIT صادرات میوه را بهبود داد.

آمریکا و اروپا

 در این مناطق، بازارهای کشاورزی به شدت رقابتی هستند و فناوری‌ های جایگزین مانند بیوتکنولوژی پیشرفته یا کشاورزی هوشمند (Smart Farming) غالب‌ اند. همچنین، هزینه‌ های توسعه و پیاده‌ سازی تکنیک‌ های هسته‌ ای ممکن است با توجه به زیرساخت‌ های موجود، توجیه اقتصادی کمتری داشته باشد.

کشاورزی هسته ای در ایران

پژوهشکده کشاورزی هسته‌ ای ایران، وابسته به سازمان انرژی اتمی، از سال ۱۳۵۳ فعالیت‌ های خود را در راستای استفاده صلح‌ آمیز از فناوری هسته‌ ای در کشاورزی آغاز کرد. این پژوهشکده که در سال ۱۳۹۲ به طور رسمی تأسیس شد، در مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته‌ای کرج مستقر است. این پژوهشکده  بر توسعه تکنیک‌ هایی برای افزایش راندمان مصرف کودهای شیمیای و زیستی، کشت بافت گیاهی، کنترل آفات با روش حشره عقیم (SIT) و مدیریت بهینه خاک و آب با استفاده از ایزوتوپ‌ های رادیواکتیو تمرکز دارد. این تلاش‌ ها به بهبود بازدهی محصولات، کاهش استفاده از سموم شیمیایی و افزایش پایداری کشاورزی در ایران کمک کرده است.

آینده کشاورزی هسته‌ ای

با توجه به تغییرات اقلیمی و افزایش نیاز به تولید پایدار، انتظار می‌ رود استفاده از کشاورزی هسته ای روز به‌ روز گسترده‌ تر شود. پژوهش‌ های نوین در زمینه نانو‌ فناوری هسته‌ ای، زیست‌ فناوری ایزوتوپی و کشاورزی دقیق هسته‌ ای می‌ توانند نسل جدیدی از محصولات با بازدهی بالا و مقاوم به شرایط سخت محیطی را معرفی کنند. این فناوری برای تولیدات گیاهی در شرایط سخت مانند کشاورزی در مریخ می تواند مناسب باشد.

کشاورزی هسته‌ ای نمونه‌ ای بارز از تلفیق علم و فناوری در خدمت بشر است. این رویکرد با بهره‌ گیری از پرتوها و ایزوتوپ‌ ها، امکان افزایش بهره‌ وری، کاهش ضایعات و تأمین امنیت غذایی را فراهم می‌ آورد. اگرچه چالش‌ هایی در مسیر توسعه آن وجود دارد، اما با سرمایه‌ گذاری علمی و آگاهی‌ بخشی عمومی، می‌تواند یکی از کلیدهای اصلی آینده پایدار کشاورزی جهان باشد.