راهکار تأمین امنیت غذایی با محصولات کشاورزی ارگانیک و کشاورزی هوشمند

راهکار تأمین امنیت غذایی

با محصولات کشاورزی ارگانیک و کشاورزی هوشمند

Food security solution with organic agricultural products & Smart Farming

دکتر آسیه حسن زاده

عضو هیات علمی گروه علوم و صنایع غذایی، موسسه آموزش عالی بصیر. Asiehhasanzadeh@gmail.com

چکیده

با افزایش جمعیت بشر نگرانی هایی در رابطه با کمیت و کیفیت مواد غذایی و تاثیر آن روی سلامت جامعه از یک سو و همچنین آلودگی محصولات کشاورزی به باقیمانده سموم گیاهی، علف کش ها و آفت کش ها از سوی دیگر بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. زمانی امنیت غذایی برای همه افراد جامعه وجود دارد که بتوانند در هر زمان به غذای کافی، سالم و مغذی دسترسی کامل داشته باشند. درگذشته از روش های طبیعی و سنتی جهت افزایش بهره وری در کشاورزی استفاده می شد.

با گسترش جمعیت بشر استفاده از روش های نوین برای افزایش بهره وری در صنعت کشاورزی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفت. کشاورزی هوشمند شامل کاشت، نگهداری و برداشت محصولات کشاورزی و گیاهان با شیوه ای مبتنی بر تکنولوژی و فرایندهای خودکار و هوشمند می باشد. کشاورزی هوشمند راهکار مناسبی جهت غلبه بر مسائلی از قبیل مصرف آب و منابع انسانی بوده و امکان پایش و رصد دائمی وضعیت خاک، آب و گیاهان را با کنترل سیستم از راه دور فراهم نموده و در نهایت موجب افزایش بهره‌وری زمین‌های کشاورزی و کاهش خسارات زیست محیطی خواهد شد.

در تولید و فرآوری محصولات کشاورزی ارگانیک از کودهای شیمیایی، سموم، آفت کش‌ها و دستکاری‌های ژنتیکی استفاده نمی شود و کلیه عملیات زراعی با استفاده از نهاده‌های طبیعی نظیر کمپوست‌ها، حشرات سودمند و … انجام می شود. کشاورزی ارگانیک از طریق افزایش راندمان تولید محصولات کشاورزی با کیفیت مطلوب، پایداری توان تولید در بلندمدت، کاهش هزینه های درمان، حفاظت از اکوسیستم، حفظ و بهبود باروری خاک در درازمدت موجب حفظ امنیت غذایی می گردد.

در این مقاله سعی شده است با توجه به اهمیت موضوع امنیت غذایی و صدمات جبران ناپذیر ناشی از مصرف بیش از حد نهاده های شیمیایی کشاورزی بر سلامت انسان ها، ضمن معرفی کشــاورزی ارگانیک، کشــاورزی هوشمند و برخی از کاربردهای آن که در جهت تأمین امنیت غذایی در آینده ضروری است نیز پرداخته شود.

کشاورزی ارگانیک

کلمه ارگانیک یا آلی به معنای مواد مشتق شده از موجودات زنده می باشد، کشاورزی ارگانیک[1] به نام های کشاورزی بیولوژیک، کشاورزی زیستی و کشاورزی طبیعی نیز شناخته شده است، طبق تعریف سازمان خوار و بار جهانی^[2]، کشاورزی ارگانیک نوعی کشاورزی است که در آن از کودهای شیمیایی، آفت کش ها، تنظیم کننده های رشد و افزودنی های شیمیایی مصنوعی استفاده نشده و برای تقویت حاصلخیزی خاک و مهار آفات و بیماری ها از روش های غیرشیمیایی مانند استفاده از کود سبز، تناوب زراعی، مبارزه بیولوژیک و سایر روش های غیرشیمیایی استفاده می شود.

در صورتیکه در کشاورزی رایج^[3] از نهاده های مصنوعی مثل آفت کش ها و کودهای شیمیایی استفاده می شود و استفاده از مقادیر مشخصی از سموم سنتتیک^[4] مجاز است. در کشاورزی رایج وجود باقی مانده های سموم دفع آفات نباتی، کودهای شیمیایی و… مشکلات زیست محیطی و نیز مشکلات در وضعیت سلامت انسان ها را به دنبال خواهد داشت. استفاده نادرست از سموم شیمیایی درکشاورزی و رعایت نکردن دوره احتیاط سم پس از سم پاشی (دوره کارنس[5] سم)، باعث بروز بیماری هایی چون سکته های ناگهانی، نقص های مادرزادی، بلوغ زودرس و یا دیررس، اختلال در سیستم غدد داخلی، آسیب به سیستم عصبی و مغز، کاهش کارایی سیستم ایمنی بدن و سرطان ها و… می شود. کشاورزی محور توسعه جوامع انسانی است و پاسخگوی تامین امنیت غذایی، از این رو تولید محصولات کشاورزی ارگانیک با حداقل خسارت ممکن به محیط زیست بر عهده متولیان کشاورزی می باشد.

در ایران برای استفاده از محصولات ارگانیک قوانین و استانداردهایی وجود دارد که وجود علامت ارگانیک بر بسته بندی مواد غذا نشان دهنده این است که تولید این محصولات مطابق با قوانین و استانداردهای ملی تأیید شده است. در کشور ما به دلیل تفاوت در هزینه ها و عدم آگاهی از فواید محصولات ارگانیک، تولید آن در سطوح ابتدایی خود باقی ماند. مهم ترین موانع در این زمینه کمبود دانش و مهارت کافی در تولید محصولات ارگانیک، فقدان بازارهای لازم برای فروش محصولات، آشنایی کم مصرف کنندگان با فواید این محصولات می باشد.

ایمنی غذایی محصولات کشاورزی ارگانیک

بنابر تعریف سازمان ملل در سال ۱۹۸۶، امنیت غذایی را دسترسی همه مردم به غذای کافی در تمام اوقات برای داشتن یک جسم سالم می‌دانند. طبق این تعریف موجود بودن غذا، دسترسی به غذا و پایداری در دریافت غذای روزانه سه عنصر اصلی امنیت غذایی محسوب می شوند. در شکل زیر تاثیر کشاورزی ارگانیک در امنیت غذایی نشان داده شده است.

[1] Organic agriculture

[2] Food and Agriculture Organization of the united nations (FAO)

[3] Conventional agriculture

[4] Synthetic toxins

[5] Preharvest period

کشاورزانی که به دنبال تولید محصولات ارگانیک می باشند نیازمند دریافت اطلاعات مورد نیاز و حمایت همه جانبه دولت ها برای ورود به این عرصه جدید می باشند. چنین اقدامی نیازمند برخورداری از مدرسینی مجرب است که جهت ارائه مشاوره های تخصصی در این زمینه از دانش کافی برخوردار باشند.

ضمنا باید نهاده های خاصی که این نوع از کشاورزی به آن وابسته است مانند کودهای زیستی، آفت کشهای آلی و ابزار و روش های غیرشیمیایی بر علیه بیماری ها و علفهای هرز در اختیار کشاورزان قرار بگیرد. همچنین باید مرجع مشخصی برای تدوین استاندارد، کنترل کیفیت و صدور گواهینامه معتبر محصولات ارگانیک بوجود آورد و محصولات کشاورزی ارگانیک را با مارک تجاری مشخص و با قیمتی بالاتر از محصولات متعارف قیمت گذاری نمود چرا که محصولی سالم و ایمن با صرف هزینه بالاتری به دست آمده است.

کشاورزی هوشمند

کشاورزی هوشمند به شیوه‌ای نوین از کشت، نگهداری و برداشت محصولات کشاورزی و گیاهان مبتنی بر تکنولوژی و فرایندهای خودکار و هوشمند اشاره دارد. کشاورزی هوشمند می‌تواند نقش مهمی در امنیت غذایی و جلوگیری از اتلاف منابع داشته باشد. کشــاورزی هوشــمند از ســامانه های مبتنی بر هــوش مصنوعی اســتفاده می کند که مثل انسان قابلیت یادگیری و استدلال دارند و با گنجاندن عناصر محاســباتی در اشیاء، اشیاء را باهم و به اینترنت متصل می کند. کشــاورزی هوشــمند، جهت جمع آوری، پردازش، ذخیره سازی و انتشار داده ها در چارچوب موردنیاز طراحی شده است.

در کشاورزی هوشمند از مجموعه ای از ابزار های مدرن از جمله ماهواره ها، هواپیما ها، پهپاد ها^[⁶^] و سیستم های کنترل کننده کشاورزی^[⁷^] برای جمع آوری اطلاعات محیطی زمین های کشاورزی که شامل میزان رطوبت، وضعیت آفات و وضعیت محصولات می باشد، استفاده می شود. ابزار های پرنده با استفاده از سنسور های مادون قرمز^[⁸^] می توانند سلامت گیاهان را بر اساس میزان جذب نور بررسی کرده و بدین ترتیب دیدی کلی از سلامت مزرعه را در اختیار کشاورز قرار می دهند.

پس از جمع آوری اطلاعات با استفاده از نرم افزار های کشاورزی^[9] اطلاعات به دست آمده دسته بندی و پردازش می شود و اقدامات لازم نظیر آبیاری، محلول پاشی، سم پاشی و … بر اساس تحلیل های نرم افزار انجام می شوند. این نرم افزار ها با تنظیم زمان بندی و ایجاد جدول فرآیند های کشاورزی می توانند باعث افزایش نظم در مراحل مختلف کشاورزی شوند. کشاورزی هوشمند در بسترهای ارتباطی وای-فای، جی‌اس‌ام و سرویس بسته امواج رادیویی^[10^] طراحی و اجرا می‌شوند. با روند رو به رشد اینترنت اشیا و راهکارهای بی‌سیم و همچنین قابلیت توسعه و یکپارچگی که با سایر سیستم‌ها دارد، امروزه راهکارهای مبتنی بر اینترنت اشیا بیش از پیش مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کشاورزی هوشمند راهکار مناسبی جهت غلبه بر مسائلی از قبیل مصرف آب و منابع انسانی بوده و امکان پایش و رصد دائمی وضعیت خاک، آب و گیاهان را با کنترل سیستم از راه دور فراهم نموده و در نهایت موجب افزایش بهره‌وری زمین‌های کشاورزی و کاهش خسارات زیست محیطی خواهد شد. علاوه بر موارد فوق، بدلیل اینکه داده‌های جمع‌آوری شده از محیط، قابلیت تحلیل و مقایسه با دوره‌های قبل برای یادگیری و بهینه‌سازی سیستم وجود دارد. ازجمله مزایای پرورش کنترل شدۀ محصولات کشــاورزی این اســت که می توان آنها را در نزدیکی محــل مصرف آنها پرورش داد تا هزینه هــای حمل ونقل به حداقل برسد. درحال حاضــر، از بیش از ۳۰ رایانــۀ غذایی در جهان به طور فعال اســتفاده می شــود و حدود ۱۰۰ رایانه دیگر نیز در دست ساخت است.

[6] Drone

[7]Agriculture Automation Controller

[8] NIR

[9] agriculture Software

[10]LoRa

کشاورزی هوشمند برای حفظ امنیت غذایی و کاهش آسیب‌پذیری جوامع انسانی یک ضرورت برای آینده کشاورزی است. کشاورزی هوشمند راهکار مناسبی جهت غلبه بر مسائلی از قبیل مصرف آب و منابع انسانی می باشد و از نتایج کاربرد این فناوری در کشــاورزی، مصرف بهینه نهاده های کشاورزی، کاهش هزینه تولید، افزایش سلامتی محصول، کاهش سختی کار، کاهش خسارات زیست محیطی و در نهایت افزایش بهره وری درکشاورزی است.

باوجــود اثبات مزایای فراوان توسعه کشاورزی هوشمند در کشورهای پیشرفته، توسعه این فناوری در کشور ما چندان توسعه نیافته و نیاز به بسترسازی خاص دارد که با اتکا به مبانی علمی و بومی سازی فناوری های نوین امکان پذیر خواهد بود.

منابع

اصفهانی م، درستی مطلق ا، صدر زاده یگانه ه، رحیمی فروشانی ع. 1392. بررسی اثر نحوه خورانش کودکان در شش ماه اول زندگی بر سوءتغذیه در یک سالگی به تفکیک خانوارهای امن و ناامن غذایی مناطق شهری شهرستان ری. مجله علوم و تغذیه و صنایع غذایی ایران، 8 :8-2.

اکبری ساری م، اسدی ع، اکبری م، فخارزاده ا، سوختانلو م. ۱۳۸۷. بررسی نگرش مصرف کنندگان و عوامل موثر بر پذیرش محصولات کشاورزی ارگانیک. مجله تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران، ۳۹(1): ۱۴۴ -۱۳۳.

آجودانی ز، مهدی زاده، ح. 1388. زمینه یابی امکان توسعه و ترویج کشاورزی ارگانیک. پژوهش های ترویج و آموزش کشاورزی.73-66.

باقری ن. 1398. فناوری اطلاعات بسترساز توسعه کشاورزی هوشمند. مجله ترویجی علوم و فناوری اطلاعات کشاورزی دوره دوم. شماره اول.

پورقاسم ف، علی بیگی ا. 1392. تحلیل تمایل کشاورزان شهرستان کرمانشاه به جایگزینی کودهای آلی به جای کودهای شیمیایی. مجله پژوه شهای ترویج و آموزش کشاورزی، 6: 48-33.

حق نیا غ. کوچکی ع. 1376. مدیریت پایدار خاک. جهاد دانشگاهی مشهد. 204 صفحه.

خالدی م ، وزین س .۱۳۸۶. نگرش کشاورزان متداول در خصوص موانع و انگیزه های تبدیل به کشاورزی ارگانیک. مجموعه مقالات دومین همایش ملی کشاورزی بوم شناختی ایران. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. ص۱۶.

خسروی م، غزنوی ا. 1387. ارزیابی بار میکروبی و pH شیر خام دامداری های سنتی شهرستان کاشمر در فصل های مختلف. مجله دانش نوین کشاورزی، ۱۳: ۳۷-33.

خوشخوی, مرتضی. ۱۳۹۵. مروری کلی بر کشاورزی ارگانیک، دوفصلنامه پژوهش های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی،1 (1): 50-35.

دهقانیان س، کوچکی ع و کلاهی اهری ع. 1374. جغرافیای کشاورزی. دانشگاه فردوسی مشهد. 288 صفحه.

رجبی آ، شعبانعلی فمی ح، پورآتشی م .1392. بررسی مؤلفه های پذیرش محصولات کشاورزی ارگانیک از دیدگاه مصرف کنندگان. فصل نامه علوم و صنایع غذایی، 43-33.

رشیدی م، اکبریان م، رشیدی م. 1393. کشاورزی ارگانیک و امنیت غذایی. دومین همایش ملی مهندسی و مدیریت کشاورزی، محیط زیست و منابع طبیعی پایدار. تهران. دبیرخانه دائمی همایش، دانشگاه شهید بهشتی.

رمضانی ن و سرافرازی ع. 1364. اینترنت اشیا در کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. معاونت ترویج. نشرآموزش کشاورزی. ۷۲ صفحه.

عبادی ف. 1387. امنیت غذایی و توزیع درآمد. مؤسسه پژوهش های برنامه ریزی و اقتصاد کشاورزی.

عباس پور م. 1377. مهندسی محیط زیست(جلداول). مرکز انتشارات علمی دانشگاه آزاد اسلامی. 550 صفحه.

عزیزی ج ، یزدانی س. ۱۳۸۳. تعیین مزیت نسبی محصولات عمده باغبانی ایران. اقتصاد کشاورزی و توسعه، 58:12-43.

عسگری راد م.1397. شاخص های امنیت غذایی در سلامت تولید و کشاورزی ارگانیک. دومین کنفرانس بین المللی و ششمین کنفرانی ملی کشاورزی ارگانیک و مرسوم،7-2.

علوی س ا. 1397. کشاورزی هوشمند و تغذیه پایدار. آدرس اینترنتی: https://www.zoomit.ir/2018/7/31/284663/smart-farm-sustainable-food-supply/

علیمردانی آ. ۱۳۹۰. اهمیت محصولات ارگانیک در چرخه غذا و الزامات تولید محصولات ارگانیک. ماهنامه کنترل کیفیت. 48-32.

کامکار ب و مهدوی دامغانی ع.م. 1387. مبانی کشاورزی پایدار. انتشارات جهاد دانشگاهی. مشهد. 315 صفحه.

کریمی ا، صدیقی ح، بابایی ع. 1390. بررسی موانع پیش برد کشاورزی ارگانیک از دیدگاه کارشناسان وزارت جهاد کشاورزی. مجله تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران، 2: 242- 231.

کفاشــان ج. باقــری ن. 1397. کاربــرد مهندســی مکاترونیک درتوسعه فناوری ماشین آلات کشاورزی صنعتی (چالش ها و راهکارها) فصل نامه توسعه تکنولوژی صنعتی. 31: 68-55.

مکی آبادی ف، لشکرآرا ف، میردامادی س م. 1395. نقش کشاورزی ارگانیک در امنیت غذایی از دیدگاه کارشناسان کشاورزی سازمان جهاد کشاورزی استان تهران. پژوهش های ترویج و آموزش کشاورزی، 9(2): 20-11.

ملک سعیدی ح، رضایی مقدم ک، آجیلی ع. ۱۳۸۹. مطالعه دانش کارشناسان جهاد کشاورزی استان فارس در زمینه کشاورزی ارگانیک. علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران، (6)۲ :۶۱–۴8.

موحدیان عطار م. ۱۳۹۰. ضرورت توسعه کشاورزی ارگانیک. فصل نامه سازمان نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی، شماره 7.

نادعلی ه، رنجبر ا. ۱۳۹۰. توسعه کشاورزی ارگانیک در کشور. اولین همایش ملی راهبردهای دستیابی به کشاورزی پایدار. دانشگاه پیام نور استان خوزستان. اهواز. ص۵.

یزدیان ی، فقیهی ع. 1394. اصول کشاورزی ارگانیک. نشر مدیریت هماهنگی ترویج کشاورزی سازمان جهاد کشاورزی.ص24.

Baker BP, Benbrook CM, Groth E, Lutz BK. 2002. Pesticide residues in conventional, integrated pest management (IPM)-grown and organic foods: insights from three US data sets. Food Additives & Contaminants, 19(5):427-46.

Malmauret L, Parent-Massin D, Hardy JL, Verger P. 2002. Contaminants in organic and conventional foodstuffs in France. Food Additives & Contaminants. 19(6): 524-32.

Bourn D, Prescott J. 2002. A comparison of the nutritional value, sensory qualities, and food safety of organically and conventionally produced foods. Food Science & Nutrition, 42(1): 1-34.

Woese K, Lange D, Boess C, Bogl KW.1997. A Comparison of Organically and Conventionally Grown Foods-Results of a Review of the Relevant Literature. 74(3): 281-93.

Cardoso PC, Tomazini AP, Stringheta PC, Ribeiro SnMR, Pinheiro-Sant-Ana HM. 2011.Vitamin C and carotenoids in organic and conventional fruits grown in Brazil. Food Chemistry, 126(2): 411-6.

Elisa Naegeli F, Carlos Torrico J. 2009. The potential of organic agriculture to improve food security. CienciAgro, 1(4):144-151.

Hine R, Pretty J. 2007. Capacity building study: Organic agriculture and food security in East Africa.

Kalinova J, Vrchotova N. 2011. The influence of organic and conventional crop management, variety and year on the yield and flavonoid level in common buckwheat goats. Food Chemistry, 127(2): 602-8.

Lairon D. 2011. Nutritional quality and safety of organic food. In Sustainable Agriculture, 2:99-110.

Midmore P, Padel S, McCalman H, Isherwood J, Lampkin N, Fowler S. 2001. Attitude to Organic Production: a survey of producers. Unpublished final report to MAFF, Institute of Rural Studies. University of Wales.

Pimental D, Happerly P, Hanson J, Douds D, Seidel R. 2005. Environmental, energetic, and economic comparisons of organic and conventional farming systems. Bioscience, 55(7): 573- 582.

Satish BA, Bhaveshananda S, Sengupta B. 2012. Organic agriculture: Way towards sustainable development. International journal of environmental sciences, 3(1): 209- 216.

Singh M, Lall Maharjan K, Raj Dangol D. 2012. Food security through organic agriculture: A global and national perspective. Journal of International Development and Cooperation, 18(4): 310-316.

Spieldoch A. 2011. The Right to Food, Gender Equality and Economic Policy. Meeting Report. Center for Women’s Global Leadership.

Vaarst M, Seekyewa C, Helberg N, Juma M, Walaga C, Muwanga M, Andreasen L, Dissing A. 2009. Organic agriculture for improved food security in Africa. Retrieved From: http://forskningsbasen.deff.dk/Share.external?sp=S06fadd2011-9162-debac6000-68e967b&sp=Sau.

Vallverd -Queralt A, Medina-Rem¦n A, Casals-Ribes I, Lamuela-Raventos RM. 2012. Is there any difference between the phenolic content of organic and conventional tomato juices? Food Chemistry, 130(1): 222-227.

Willer H, Lernoud J. 2016. The world of organic agriculture: statistics and emerging trends 2016. Research Institute of Organic Agriculture (FiBL), Frick, and IFOAM-Organics International, Bonn.