برنج و چالش‌های آن
حل مشکلات کشاورزی با فناوری‌های پرتوی
نمی‌توان دقیقا مشخص کرد که چه زمانی بشر برای اولین‌بار متوجه شد که گیاه برنج منبع غذایی است و کشت آن را آغاز کرد. بسیاری از مورخان بر این باورند که برنج در پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح کاشته شده است.
س. م. سادات‌کیایی*: نمی‌توان دقیقا مشخص کرد که چه زمانی بشر برای اولین‌بار متوجه شد که گیاه برنج منبع غذایی است و کشت آن را آغاز کرد. بسیاری از مورخان بر این باورند که برنج در پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح کاشته شده است. باستان‌شناسان حفاری در هند برنجی را کشف کردند که قدمت آن به چهار هزار و 530 سال قبل از میلاد می‌رسد. با این حال، اولین ذکر ثبت‌شده از چین در دوهزارو 800 قبل از میلاد سرچشمه می‌گیرد. امپراتور چین، شن نونگ، به اهمیت برنج برای مردم خود پی برد و برای احترام به غلات، مراسم سالانه برنج را برپا کرد تا در زمان کاشت برنج برگزار شود و امپراتور اولین دانه‌ها را پراکنده کرد. به احتمال زیاد، مراسم مشابهی در سراسر چین با حضور مقامات محلی به عنوان جانشین امپراتور برگزار شد. امروزه چینی‌ها برنج را با اختصاص‌دادن یکی از روزهای جشن سال نو به آن جشن می‌گیرند.
قدرت تغذیه‌ای برنج
برنج یک غذای اصلی برای بسیاری از فرهنگ‌هاست و چندین فواید تغذیه‌ای دارد: 1- کربوهیدرات‌ها: برنج عمدتا از کربوهیدرات‌ها تشکیل شده است که به عنوان منبع اصلی انرژی عمل می‌کنند. 2- پروتئین: اگرچه برنج یک پروتئین کامل نیست، اما حاوی مقداری پروتئین است که به مصرف روزانه کمک میکند. 3- فیبر: برنج قهوه‌ای نسبت به برنج سفید فیبر بیشتری دارد و به سلامت دستگاه گوارش کمک میکند. 4- ویتامین‌ها و مواد معدنی: برنج حاوی مقادیر کمی از ویتامین‌ها و مواد معدنی ضروری از جمله ویتامین‌های B (مانند تیامین و نیاسین) و مواد معدنی مانند منیزیم و فسفر است. 5- کم‌چرب: برنج به طور طبیعی کم‌چرب و بدون کلسترول است. 6- بدون گلوتن: برای کسانی که دچار عدم تحمل گلوتن یا بیماری سلیاک هستند گزینه خوبی است. به‌طورکلی، درحالی‌که برنج منبع خوبی از انرژی است، جفت‌شدن آن با پروتئین و سبزیجات می‌تواند ارزش غذایی آن را افزایش دهد.
اقتصاد برنج
ارزش اقتصادی تولید برنج بسته به کشور به طور قابل توجهی متفاوت است که تحت تأثیر عواملی مانند حجم تولید، سطح صادرات و مصرف محلی است. در اینجا برخی از آمارهای کلیدی درباره تأثیر اقتصادی برنج در کشورهای عمده تولیدکننده برنج آورده شده است: کشورهای عمده تولیدکننده برنج و ارزش اقتصادی آن شامل: چین، هند، اندونزی، ویتنام، بنگلادش، تایلند، میانمار، فیلیپین و برزیل است، کل تولید جهانی برنج سالانه تقریبا 500 میلیون تن و ارزش اقتصادی جهانی آن 200 میلیارد دلار است. برآورد هزینه‌های اقتصادی آفات و بیماری‌های برنج در چین تقریبا 10 میلیارد دلار، هند هفت میلیارد دلار، اندونزی حدود 1.5 میلیارد دلار، ویتنام تقریبا 1.2 میلیارد دلار، بنگلادش تقریبا یک میلیارد دلار، تایلند 0.8 میلیارد دلار، میانمار حدود 0.5 میلیارد دلار، فیلیپین 0.6 میلیارد دلار و برزیل تقریبا 0.4 میلیارد دلار تخمین زده می‌شود.
مرور کلی بر آفات برنج
انواع آفات برنج می‌تواند در منطقه‌های مختلف به دلیل شرایط آب و هوایی متفاوت باشد، اما چندین آفات در سطح جهان شایع هستند:
1- شپشک برنج (Sitophilus oryzae)
2- نباتات قهوه‌ای (Nilaparvata lugens)
3- پوشه برگ برنج (Cnaphalocrocis medinalis)
4- کرم ساقه‌خوار (Scirpophaga excerptalis)
5- پاتوژن‌های قارچی و باکتریایی
آفات رایج برنج در ایران
2- پلانتهپر قهوه‌ای (Nilaparvata lugens)
4- کرم ساقه‌خوار برنج (Scirpophaga incertulas)
5- گال میج (Orseolia oryzae)
تأثیر اقتصادی این آفات قابل توجه است و منجر به کاهش عملکرد، کیفیت و افزایش هزینه‌های مدیریت آفات می‌شود. کنترل مؤثر آفات برای حفظ امنیت غذایی و معیشت کشاورزان ضروری است.
درمان آفات برنج با استفاده از فناوری پرتودهی مایکروویو
فناوری مایکروویو متکی بر تابش پرتو‌های الکترومغناطیسی با طول موج‌های یک متر تا یک میلی‌متر، مربوط به فرکانس‌های بین 300 مگاهرتز تا 300 گیگاهرتز است که معمولا با اجاق مایکروویو که از فرکانس 2.45 گیگاهرتز استفاده میکند، مرتبط است. این فناوری از طریق اصل گرمایش دی‌الکتریک عمل میکند، جایی که امواج مایکروویو مولکول‌های آب را در غذا به هم می‌زند و منجر به افزایش دما و پختن یا گرم‌کردن مؤثر غذا می‌شود. هنگامی که در خارج از زمینه‌های آشپزی استفاده می‌شود، فناوری مایکروویو به دلیل پتانسیل آن در ضدعفونی‌کردن و حفظ محصولات غذایی در کشاورزی به رسمیت شناخته شده است. مزیت ضدعفونی مایکروویو در توانایی آن برای گرم‌کردن سریع و یکنواخت مواد است و تضمین میکند که پاتوژن‌ها و آفات به طور مؤثر بدون تخریب قابل توجه غذا، از بین می‌روند. علاوه بر این، سرعت و بهره‌وری انرژی عملیات مایکروویو آن را برای انواع فرایندهای کشاورزی از جمله ضدعفونی‌کردن محصولات برنج بسیار جذاب میکند.
1- شپشک برنج
فناوری مایکروویو می‌تواند به طور مؤثر لارو شپشک برنج و بالغین را از بین ببرد. انرژی جذب‌شده توسط محتوای آب درون برنج می‌تواند به سرعت به دمایی برسد که بدون آسیب‌رساندن به دانه‌ها برای شپشک‌ها کشنده باشد.
2- پلانتهپر قهوه‌ای
گیاه خرچنگ قهوه‌ای یک آفت مهم در بسیاری از مناطق کشت برنج است که به دلیل توانایی خود در انتقال بیماری‌های ویروسی و آسیب مستقیم به گیاهان برنج شناخته شده است. از فناوری مایکروویو می‌توان در این زمینه برای ایجاد نقاط حساس محلی استفاده کرد که چرخه زندگی گیاه قلاب قهوه‌ای را مختل میکند.
3- پوشه برگ برنج
پوشه‌های برگ برنج برای چین‌دادن و بریدن برگ‌های گیاه برنج شناخته شده است که منجر به کاهش عملکرد می‌شود. درمان مایکروویو در قالب کاربردهای موضعی می‌تواند به عنوان یک مکانیسم برای به‌دام‌انداختن استفاده شود.
4- کرم بریده
کرم‌های بریده آفات شب‌زی هستند که از گیاهان جوان برنج تغذیه می‌کنند و منجر به تلفات قابل توجهی در استقرار محصول می‌شوند. امواج مایکروویو می‌توانند به طور مؤثر لاروهای کرم بریده را در خاک هدف قرار داده و گرمای خاک را افزایش دهند تا محیطی نامناسب برای این آفات ایجاد کنند.
پاتوژن‌های قارچی و باکتریایی با ایجاد بیماری‌هایی مانند سوختگی و پوسیدگی، محصولات برنج را تهدید می‌کنند. فناوری مایکروویو به عنوان یک جایگزین مؤثر برای ضدعفونی‌کردن دانه‌ها و سایر محصولات برنج عمل میکند. تحقیقات نشان می‌دهد که پرتو مایکروویو می‌تواند هاگ‌های قارچ‌ها را غیرفعال کند و حتی باکتری‌های موجود در دانه‌های برنج را از بین ببرد، در نتیجه سلامت بذر را بهبود بخشیده و بروز بیماری را در طول رشد کاهش می‌دهد.
*عضو هیئت علمی سابق و عضو پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای