چکیده مقاله دکتر متشرع زاده

فلزات سنگین به دلیل آثار بازدارنده ای که بر رشد و نمو گیاهان دارند و نیز اثر برروی عملکرد و کیفیت تولیدات کشاورزی،سلامت موجودات زنده را از طریق زنجیره غذایی مورد تهدید قرار می دهند . بیشترین شدت این آلودگی بطئی و پنهانی بوده و در طول زمان بروز می کند و غیر قابل برگشت است . آلودگی اراضی کشاورزی به فلزات نظیر کادمیوم،سرب،روی و نیکل از منابعی نظیر کودهای شیمیایی فسفاته،معادن و آلودگی وسایط نقلیه از جمله مسائل پیش روی تولید محصولات کشاورزی در مقوله کشاورزی پایدار است . استفاده از گیاهان و موجودات زنده ( باکتریها ) به
منظور پالایش آلودگی محیط زیست از آلودگی هایی نظیر فلزات سنگین،آفتکشها،کودها،مواد منفجره و مواد نفتی فناوری جدیدی است که به آن " گیاه پالایی " یا " زیست پالایی " اطلاق می شود . تاریخچه استفاده از این تکنیک قدمت چندانی نداشته و بر اساس مستندات موجود به حدود 120 سال قبل برمی گردد . در این روش امکان رفع آلودگی از آب و خاک فراهم شده است . البته همه گیاهان توانایی رفع آلودگی از محیط را ندارند . بلکه گیاهانی با توانایی جذب و تحمل غلظت بالای عناصر سنگین به عنوان گیاهان فرا انباشت برای این منظور استفاده می شوند . این گیاهان 10 تا 500 برابر بیشتر از گیاهان دیگر فلزات را جذب می کنند . در این تحقیق وضعیت خاکهای منطقه آلوده به فلزات سنگین و پوشش گیاهی مورد ارزیابی قرارگرفت و باکتریهای خاک نیز جداسازی گردید .

شیمی در کشاورزی

نگاه اجمالی

برای کمک به تولید مقدار مواد غذایی کلان ، کشاورزی ما باید به روش علمی جدید انجام گیرد و در این صورت به انواع مواد شیمیایی کشاورزی ، از جمله کودهای گوناگون ، انواع داروی بیماری‌های حیوانی و گیاهی ، مواد آفت کش ، مواد مکمل غذایی و بسیاری دیگر از این قبیل نیازمندیم که باید آنها را به طریق صنعتی تهیه کنیم. بدیهی است که تهیه غذای کافی برای جمعیت در حال انفجار روی زمین ، فقط با درک شیمیایی تولید مواد غذایی و بکار بستن همه جانبه فنون جدید تولید مواد غذایی میسر می‌شود.

گیاهان ، منبع اصلی مواد غذایی ما هستند. ما گیاهان یا گوشت جانوران گیاهخوار را می‌خوریم. رشد گیاهان مستلزم دمای مناسب ، مواد مغذی ، هوا ، آب ، و گرفتار نشدن به انواع بیماری ناشی از آفات مضر علف‌های هرز است. برای گیاهان ، مواد مغذی مناسب و موادی برای رهانیدن آنها از ابتلا به بیماریهای گوناگون فراهم می‌آورد.

تاریخچه

بعضی از تمدن‌های باستانی به تجربیات مفیدی در کارهای کشاورزی دست یافته‌اند که بطور مستقیم در تاریخ ثبت نشده است. در عصر رومیان ، "کاتوی کبیر" اشاراتی دارد به انتخاب تخم ، تهیه کود سبز با گیاهان تیره نخود ، آزمایش خاصیت اسیدی خاک ، استفاده از خاکهای آهکی ، ارزش یونجه و شبدر ، ترکیب نگهداری و استفاده از کود حیوانی ، ترتیب چرای حیوانات ، اهمیت چارپایان در عملیات کشاورزی و مانند آنها. این گونه پیشرفت ما که مبنای تجربه عملی داشته، گاه به گاه در جریان تاریخ ، بدست آمده و از میان رفته است.

"آرتوریانگ" ، در قرن هیجدهم در انگلیس ، علم جدید کشاورزی را بنیان نهاد. او به عنوان نخستین پژوهشگر مشهور کشاورزی گسترده ، سیستمی برای اشاعه اطلاعات کشاورزی به راه انداخت که امروزه گسترشی جهان‌مشمول یافته است. در سال 1840 "یوستوس فون لیبیگ" ، کتاب خود را به عنوان کاربردهای شیمی آلی در کشاورزی و فیزیولوژی منتشر کرد. لیبیگ را به خاطر کارهایی را که انجام داده بود، پدر علم جدید خاک شناسی نامیده‌اند.

انقلاب صنعتی ، ابزار و توان بهتری فراهم آورد که کارهای فیریکی-کشاورزی را نسبتا آسان کرد. اما ، حتی امروزه با بهترین تخمین ، دو سوم کشاورزی جهان عقب مانده است.

رشد گیاهان

خاکهای طبیعی منبع مواد مغذی برای گیاهان است. خاک سطحی شامل بیشترین مقدار ماده زنده و هوموس ، حاصل از موجودات مرده است. خاک ‌زیرین شامل مواد معدنی و مواد آلی است. اکسایش جزئی مواد آلی در فضای بسته زیر خاک و مصرف اکسیژن آن ، باعث تولید دی‌اکسید کربن می‌شود. افزایش این گاز در خاک ، باعث اسیدی شدن آبهای جاری در زیر زمین می‌شود.

علت عمده جذب و جذب سطحی آب در خاک ، وفور اکسیژن در ساختمان شیمیایی غالب مواد خاکی است که چند نمونه آنها سیلیکات‌ها (SiO₃^-2) ، فسفات‌ها (PO₄^-3) و کربنات‌ها (CO₃^-2) هستند. خاکهای که تراوایی خوبی دارند، آب را در جریان طبیعی از تمام منافذ کوچک خود می‌گذارنند.

جاری شدن آب از میان خاک ، امری ضروری است، زیرا برای کشت و تهیه یک کیلو گرم ماده غذایی ، صدها لیتر آب لازم است. خاکها ، نه تنها به علت اکسید شده مواد آلی ، بلکه به علت آب شویی گزینشی توسط جریان آب در زمین ، نیز اسیدی می‌شوند.

تاثیر عناصر موجود در خاک در رشد گیاهان

نمک‌های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی ، بیشتر از نمکهای فلزات گروه (III) و فلزات وابسته در آب محلولند. گیاهانی که در خاک پُرسلنیم می‌رویند، مقداری از عنصر را جذب می‌کنند و برای انسان مضر و سمی هستند. اگر هموس که منبع مواد مغذی برای گیاه است تجریه نشود، خاک ارزش حاصلخیزی ندارد و به آنها کودهای فسفات و پتاس می افزایند. ترکیبات شیمیایی خاکها ، منعکس کننده ترکیب پوسته زمین ، ترکیب سنگهای مادر و فعالیتهای فیزیکی و شیمیایی است که در حین تشکیل خاک و پس از آن ، صورت می‌گیرد.

سلیسیم در مقایسه با اکسیژن ، عنصر محوری خاک است. خاک سیاه ، ماده آلی فراوان دارد. خاک قرمز ، احتمالا آهن زیاد دارد و خاک سفید ، شدیدا آب‌شویی شده‌است و کیفیت مناسبی ندارد. مواد مغذی اولیه خاک نیتروژن ، فسفر و پتاسیم است. غالب گیاهان در خاکهای غنی از نیترات رشد می‌کنند. منبع عمده ذخیره نیتروژن در خاک ، موجودات مرده و فضولات حیوانی است.

فسفر نیز مانند نیتروژن باید به صورت یک ماده معدنی یا غیر آلی در آید تا مورد استفاده گیاه قرار گیرد. یون پتاسیم یک عنصر کلیدی در کنترل آنزیمی تبادل قندها ، نشاسته‌ها و سلولز است. کلسیم و منیزیم به صورت یونهای (Ca⁺²) و (Mg⁺²) ، مواد مغذی ثانویه برای گیاه هستند. آهن ، یک جز اصلی کاتالیزوری است که در تشکیل کلروفیل یا سبزینه گیاه دخالت دارد.

کودهای طبیعی مکمل خاک‌

کود شیمیایی علاوه بر داشتن یون مطلوب ، آن یون را به صورتی در خاک جای می‌دهد که گیاه بتواند آن را به طور مستقیم جذب کند. کودهای نیترات جامد از آمونیاک تهیه می‌شود. اوره یکی از مهمترین مواد شیمیایی جهان بشمار می‌آید. زیرا هم به عنوان کود و هم به عنوان ماده مکمل غذایی چارپایان مصرف می‌شود. سنگ فسفات و پتاس ، دو ماده معدنی مهمی هستند که می‌توان آنها را از معدن استخراج کرد، سایید و به صورت گرد ، آنها را مستقیما به خاکهای فاقد این مواد افزود.

کودهای فسفات به صورت سوپر فسفات که انحلال پذیری بیشتری دارد، استفاده می‌شود.

ایجاد رشد برتر در گیاهان

علاوه بر کودهایی که به فرایندهای طبیعی رشد زیست شیمیایی گیاهان یاری می‌دهند، موادی به نام افزاینده رشد گیاهان ، موجب نوعی رشد متعارفی یا غیر طبیعی می‌شوند. اتیلن یا استیلن ، شکوفایی و گل دهی آناناس را زیاد می‌کنند. اکسین‌ها موجب دراز شدن سلول‌های نهال می‌شوند. شاید مهم‌ترین تنظیم کنندهای رشد گیاه ، گروهی از مواد باشند که به نام گیب برلین‌ها معروفند.

حفاظت گیاهان برای تولید مواد غذایی بیشتر

هرساله ، یک سوم محصولات غذایی جهان بر اثر آفات (بیماریهای ناشی از ویروسها ، باکتریها ، قارچها ، جلبکها ، علفهای هرز و کرم حشرات گیاه خوار) از میان می‌رود. آفت کش‌ها دفاع شیمیایی برای کنترل آفت بشمار می‌روند. دو نوع آفت کش داریم که عبارتند از:

حشره کش‌ها و آفت کش‌ها

مصرف حشره کش‌هایی مانند (DDT) موجب شده است که به دیگر اشکال حیوانی ، مانند ماهی‌ها و پرندگان ، آسیب جدی برسد. بسیاری از حشره کش‌ها ، برای انسان ، بسیار سمی‌تر از (ِDDT) است. از این جمله مواد غیر آلی ، ترکیبات آرسینک دار و انواع بسیاری از مشتقات فسفر که ما آنها را در محیط زندگی خود و در منابع آب وارد می‌کنیم. از طرف دیگر اگر استفاده از آنها را کنار بگذاریم باید با انواع بیماری‌ها مواجه باشیم.

علف کش‌ها

علف کشها ، گیاهان را می‌کشند. این مواد ممکن است گزینشی باشند و فقط گروه خاصی از گیاهان را از بین ببرند، یا ممکن است غیر گزینشی باشند و زمین را از هر گونه حیات گیاهی پاک کنند.

فرسایش خاک

یکی ازعواملی که درکشاورزی بسیارمورد توجه قرارمی گیرد وعامل اصلی نابودی بسیاری اززمین های خاصلخیزکشاورزی وتبدیل آن به مکان های غیرقابل کشت می باشد پدیده فرسایش خاح است.

متاسفانه درکشورما به دلیل توجه بیشتر مسئولان کشوری به بخش صنعت وعدم توجه آنان به بخش کشاورزی ونادیده گرفتن مشکلات آن،باعث شده که این،مسیر قهقرایی،سرعت بیشتری بگیرد.

فرسایش خاک ازجمله نگرانی های عمده زیست محیطی قرن حاضراست. برپایه برآوردهای انجام شده براثرفرسایش خاک سالیانه چندین میلیون هکتارازاراضی کشاورزی جهان به کام نابودی کشیده می شود. برپایه همین برآوردپیش بینی می شودکه تاسال 2010 میلادی یک سوم تا یک پنجم اراضی کشاورزی براثرفرسایش خاک عقیم وغیراستفاده شوند.

فعل وانفعالات فرسایش خاک وجایگزینی تپه های شنی به جای بسترهای حاصلخیزخاک تاسف انگیزاست واین فرآیند باعث مهاجرت هزاران نفرازروستائیان به سمت شهرها می گردد.

یکی ازاساسی ترین مسائلی که باعث فرسایش خاک درایران وجهان شده است مسئله سیلاب هاست.

جنگل هاطی قرنن های طولانی موجب پایداری خاک وذخیره سازی آب ورونق فعالیت های گوناگون کشاورزی بوده اند،ولی به مروروبا ازمیان رفتن تدریجی جنگل ها وپوشش های گیاهی دراین بهشت سرسبزخداوندی ،جاری شدن سیلاب متداول شده است .

هنگامیکه پوشش جنگلی براثرقطع بی رویه حالت مناسب وتراکمی خودرا ازدست می دهد .خاک آن منطقه به علت کمبود شاخ وبرگ وفاصله ایجاد شده بین آنها دربرابربارانهای شدید ورگبارهای تند بی دفاع مانده ومقاومت خودرا ازدست می دهد وبا کمترین بارش تند،مرگبارترین سیلابها را بوجود می آورد.

با ازبین رفتن پوشش گیاهی ،باران هایی که برسطح خاک می بارد علاوه برشستن خاک وتبدیل شدن به روان آب توانایی نفوذ به داخل زمین را ازدست می دهد .

پیامد بوجود آمدن روان آب وعدم نفوذ آب درخاک،پائین رفتن سفره های آب زیرزمینی است که اصلی ترین منبع آبیاری گیاهان درمناطق خشک است. به مرروزمان آنقدرآب وخاک وجود نخواهدداشت که یک کشاورزبتواند مایحتاج روزانه خودرا به دست آورد. ازاین روپدیده مهاجرت به شهرها شدت بیشتری خواهد گرفت که پیامدهای خاص خودرا به دنبال خواهدداشت.

متاسفانه درکشورما پدیده تخریب جنگل ها روند سریعی را درپیش گرفته است.عریانی بیش ازحد دامنه شمالی کوههای البرزکه درروزگاری نه چندان دورپوشیده ازجنگل وبیشه بوده است اکنون به خاطربی توجهی ما انسان ها درمعرض نابودی کامل قرارگرفته وفرسایش خاک،تراکم حرارتی ناشی ازتغییرات جوی ،کاهش رطوبت وازهمه مهمترتقلیل ونابودی پوشش گیاهی (به علت قطع بی رویه وعدم کاشت همزمان درخت ) ازپیامدهای نامطلوب این بی رحمی انسان نسبت به طبیعت اطراف خود است .

شرایط اقلیمی ووضع کنونی زمین شناسی به گونه ای است که آن را به صورت یک کشورمستعد به فرسایش خاک درآورده است . ولی حقیقت آن است که میزان فرسایش خاک درایران بیش ازمقدارمورد نظرمی باشد.آمارنشان می دهد که تلفات خاک دراثرفرسایش درمملکت ما چندین برابربیش ازمیانگین آن درکشورهای آفریقایی واروپایی است.

فرسایش خاک درایران یک مسیرصعودی داشته وبراساس اطلاعات منتشرشده متوسط سالانه تلفات خاک ناشی ازفرسایش درایران رشد قابل توجهی داشته است.به عقیده عموم کارشناسان مهمترین علت فرسایش خاک عوامل انسانی است.افزایش رشد جمعیت دراین دوران با نرخ سرسام آورآن نیازهای اقتصادی زیادی به دنبال داشته است ودرنتیجه جمعیت نیازبه مکانی برای زندگی دارند وافراد سودجوازاین مورد استفاده کرده وبه تخریبت جنگلها می پردازند.متاسفانه ناتوانی مراکزترویجی دراشاعه فرهنگ استفاده صحیح ازجنگل ها ومراتع براساس اصول علمی وفقدان مدارس آموزش منابع طبیعی کافی برای روستائیان وعشایرازعلل دیگرروند فوق بوده است.

برمبنای دلایل فوق انسان ازطریق افزایش تعداد دام درسطح مراتع وتخریب غیرقانونی جنگل ها ،عدم کاربری صحیح اراضی کشاورزی ،استفاده نادرست ازمنابع آبی وگاهی ازطریق احداث خطوط جاده ای وبهره برداری غلط ازمعادن و... ،فرسایش خاک را ازحالت طبیعی ومعمول خود خارج ساخته وبرآن دامن زده است. علاوه براین می توان به عدم تخصیص بودجه مناسب جهت مبارزه با پیشرفت بیابان ها وهمچنین عدم توجه به حفظ زمین های زیرکشت اشاره کرد.

با نیم نگاهی به تاریخچه کشاورزی کشورهای توسعه یافته،می توان دریافت که این کشورها دارای برنامه ریزی صحیح دربخش کشاورزی بوده وکمبود بودجه بخش صنعت خویش را ازدرآمد های بخش کشاورزی تامین می کنند. کشورهایی مانند آمریکا،فرانسه ،ژاپن ازاین راه علاوه برخودکفایی دربخش کشاورزی دارای صنعتی توسعه یافته نیزهستند.

گفتنی است کشورهند درسال 1975 دارای فرسایش خاکی درحدود5میلیاردتن خاک درسال بوده است وبا حمایت ماهاتما گاندی درسال 1985 موفق به تأسیس دفترملی عمران اراضی هند شدکه هدفش به زیرکشت بردن سالانه 5میلیون هکتارازاراضی بایراین کشوروتبدیل آن به اراضی کشاورزی بود.

این روند شامل گسترش زمین های کشاورزی وگسترش مناطق جنگلی بودکه تاحدبسیارزیادی مانع ازافزایش میزان فرسایش خاک درآن کشورگردید.

خاک ژله ای (فلاورژل)

خاک ژله ای (FlowerGel)
-خاک ژله ای محصول جدیدی است که امکان کاشت گل و گیاه را در گلدانهای شفاف و تزیینی ایجاد می کند.
-قابل استفاده گیاه زنده

خصوصیات :
-مانند یک مخزن عمل میکند به این صورت که آب و مواد غذایی مورد نیاز گیاه را در خود ذخیره میکند و سپس به گیاه منتقل و این عمل بارها انجام می گیرد.
-هیچ گونه آلودگی محیط زیستی ایجاد نمی کند و 100% تجزیه پذیر است.
-ضد مسمومیت و بی بو و پاکیزه و بدون طعم و عاری از هرگونه حشره و فاسد شدنی نیست.
-در رنگهای مختلف عرضه شده و میتوان چندین رنگ را با هم ترکیب نمود.
-برای 5-4 سال میتوان از آن استفاده نمود.
-از ایجاد پشه و باکتری که معمولا برای خاک معمولی اتفاق میافتد جلوگیری میکند.
-کاربرد بسیار آسان برای پرورش گل وگیاه دارد و احتیاجی به عملیات حرس و بارور سازی خاک وجود ندارد همچنین به آب کمتری احتیاج میباشد.
-آب را 100-50 برابر خود در خودش جذب میکند و بعد از بزرگ شدن بسیار رنگارنگ و شفاف میباشد.
-در گیاهان آپارتمانی استفاده میشود که باعث زیبایی بیشتر منزل و دفتر کار شما میشود