ابداع روش "پرورش سریع" گندم برای افزایش 3 برابری تولید

محققان دانشگاه سیدنی، کوئینزلند و مرکز "جان اینز" با الهام از ایده ناسا موفق به ابداع تکنیکی موسوم به "پرورش سریع" شدند که با توجه به افزایش جمعیت در دهه‌های آتی و نیاز به غذا می‌تواند تولید گندم را 3 برابر حال حاضر کند.

کد خبر: ۱۹۳۰۸۲

تاریخ: ۱۲ دی ۱۳۹۶ - ۱۳:۳۶

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از گیزمگ، انتظار می‌رود که سیاره ما تا سال 2050 دو میلیارد نفر دیگر را در خود جای دهد، اما میزان زمین‌های زراعی که ما باید با در آنها کار کنیم، تغییر چندانی نخواهد کرد.

این که این همه جمعیت در آینده نه چندان دور چگونه می‌خواهد سیر شود موضوعی است که دانشمندان از همه زوایا از جمله ایجاد گاوهای مقاوم در برابر گرما، مزارع عمودی و همبرگرهای آزمایشگاهی در حال چاره‌اندیشی برای آن هستند.

محققان در حال حاضر گزارش کردند که یک پیشرفت زراعی الهام گرفته شده از ناسا که به عنوان "پرورش سریع" شناخته شده است، به شدت نور برای افزایش چندین برابری سرعت پرورش محصولات کشاورزی و همچنین افزایش سلامت آنها وابسته است.

این تکنیک توسط دانشمندان دانشگاه سیدنی، دانشگاه کوئینزلند (UQ) و مرکز "جان اینز"(John Innes) ابداع شده است.

در این تکنیک که بر اساس تحقیقات آزمایش شده توسط ناسا بیش از ده سال پیش به عنوان راهی برای تولید مواد غذایی در ماموریت‌های فضایی ابداع شده، محصولات بر روی زمین در داخل یک گلخانه شیشه‌ای، تحت تابش مداوم ال.ای.دی‌های کم هزینه که نور را در طول موج‌های خاص منتشر می‌کنند تا فتوسنتز را افزایش دهند، قرار می‌گیرند.

"لی هیکی"، سرپرست تحقیقاتی دانشگاه کوئینزلند می‌گوید: طیف سرخ‌دور(far-red) برای تحریک رشد و باروری و همچنین شدت نور برای گیاهان سالم و مقاوم مهم است.

سرخ‌دور منتهی درجه نور سرخ در طیف مرئی، بین نور سرخ و فروسرخ است.

تیم تحقیقاتی با استفاده از تنظیم دقیق روشنایی توانست شش نسل از گیاهان گندم، نخود ، جو و چهار نسل از گیاه کانولا(کلزا) را در یک سال رشد دهد، در حالی که میزان پرورش در گلخانه دو یا سه نسل و در مزرعه یک نسل است.

روغن کانولا یا کانولا شامل کلزاهایی می‌شود که از آنها روغن استخراج می‌شود. کلزا یکی از گیاهان دانه روغنی مهم در مناطق معتدله و دارای طیف نسبتا وسیعی از سازگاری اقلیمی است.

محققان می‌گویند این روش برای بادام زمینی، گل تاج خروس و عدس نیز عمل می‌کند و انتظار دارند که آن را برای آفتابگردان، فلفل و تربچه هم به کار گیرند.

هیکی افزود: ما در حال حاضر در گلخانه شیشه‌ای خود از لامپ‌های بخار سدیم با فشار بالا استفاده می‌کنیم و از نظر مصرف برق بسیار گران هستند. ما در مقاله نشان دادیم که جمعیت گندم و جو را می‌توان با تراکم حدود 900 گیاه در هر متر مربع افزایش داد، بنابراین در ترکیب با سیستم‌های نور LED، این فرصتی هیجان انگیز برای افزایش میزان کشت در مقیاس صنعتی است.

هیکی می‌گوید: تکنیک "پرورش سریع" نه تنها دارای توانایی افزایش بازدهی محصول کشاورزان است، بلکه منجر به تولید محصولات با کیفیت‌تر نیز می‌شود.

محققان ویژگی‌های گیاه، مانند مقدار جوانه و دانه در هر سنبله را برای آنهایی که در شرایط عادی گلخانه‌ای رشد می‌کردند، مقایسه کردند.

پرورش گیاهان با این سرعت قبلا نیز ممکن بود، اما تولید نمونه‌های سالم و قابل رقابت با نمونه‌های زراعی و گلخانه‌ای آسان نبود.

دکتر "برند ولف" از مرکز "جان اینز"، نویسنده این مقاله می‌گوید: مردم می‌گویند شما ممکن است قادر به تسریع چرخه گیاهان باشید، اما آنها ظریف و نامناسب خواهند بود و محصول کمی می‌دهند.

وی افزود: اما در حقیقت، تکنولوژی جدید گیاهانی را ایجاد می‌کند که بهتر و سالم‌تر از گیاهانی هستند که در شرایط استاندارد پرورش می‌یابند. یکی از همکاران من این مسئله را باور نمی‌کرد، تا این که اولین بار نتایج را مشاهده کرد.

تسریع چرخه پرورش چندین نسل از گیاه با سرعت بیشتر می‌تواند برای تست و توسعه ترکیبات ژنتیکی که برای اقلیم‌های مختلف بیشتر مقاوم و مناسب هستند، مفید واقع شود.
اگر چه تکنیک "پرورش سریع"، تکنولوژی GM(گیاهان تراریخته) را در خود جای نمی‌دهد، اما محققان می‌گویند که اگر این دو روش ترکیب شوند، پتانسیل بالایی دارند.

گیاه تراریخته به گیاهی گفته می‌شود که ساختار ژنتیکی آن از طریق مهندسی ژنتیک تغییر یافته باشد. این تغییر معمولا جهت بهبود مقاومت گیاه به برخی آفات یا بیماری‌های گیاهی و برای بهبود عملکرد گیاه و بهره‌وری کشاورزی صورت می‌گیرد.

هیکی می‌گوید: "پرورش سریع" یک روش غیر GM برای سرعت بخشیدن به پرورش محصولات است. این خبری خوب برای محصولاتی مانند گندم است که در آن GM پذیرفته و تایید نشده است. با این وجود، در مقاله ما نشان داده شده است که تکنولوژی GM با تکنیک "پرورش سریع" بسیار سازگار است.

وی افزود: من معتقدم که بزرگترین دستاورد "پرورش سریع"، ادغام موفقیت آمیز با ابزار و دیگر فناوری‌های پرورش گیاه مانند ژنومیک یا کریسپر است.

با توجه به این که این تکنولوژی تاکنون تا حد زیادی آزمایش شده است، در حال ایجاد علاقه در صنایع است. به عنوان مثال، شرکت استرالیایی علوم کشاورزی "Dow" از "پرورش سریع" برای توسعه انواع گندم با مقاومت بیشتر قبل از جوانه زنی استفاده کرد.

این تحقیق در مجله "Nature Plants" منتشر شده است.