طرح‌های شاخص
مطالعه، پژوهش و تدوین معیار مصرف سوخت در واحدهای گلخانه‌ای تجاری
کارفرما: سازمان بهینه سازی مصرف سوخت
با توجه به آئین نامه اجرایی قانون برنامه سوم در خصوص تدوین معیار ها و استانداردها برای صنایع مختلف توسط شرکت بهینه سازی مصرف سوخت، در بخش کشاورزی طرحی تحت عنوان "مطالعه و پژوهش و تدوین معیار مصرف سوخت در واحدهای گلخانه‌ای تجاری" انجام شد. این پروژه در برگیرنده فازهای مختلفی بوده است که بتوان شاخص‌های مصرف انرژی (سوخت) را در این بخش برای اولین بار در کشور تعیین کرد. لذا مطابق متدولوژی انجام پروژه ابتدا آمار و اطلاعات مورد نیاز از گلخانه‌های موجود کشور در خصوص تعداد کل گلخانه‌ها، مصرف انرژی، نوع محصول، میزان تولید، شرایط اقلیمی، تجهیزات گلخانه‌ای، سطح زیر کشت در هر منطقه از نهاد‌های ذیربط شامل سازمان جهاد کشاورزی، وزارت نفت، وزارت نیرو و سازمان آمار ایران جمع آوری گردید. همچنین اطلاعات گلخانه‌ای، مصرف انرژی، فناوری‌های نوین و تجهیزات مدرن کشور‌های پیشرو این صنعت مانند هلند، اسپانیا و.. جمع آوری گردید و در مرحله بعد پس از اعتبار سنجی و صحه گذاری کلیه اطلاعات جمع آوری شده جهت استفاده در فازهای دیگر و مقایسه با نتایج اطلاعات میدانی مورد استفاده قرار گرفت. استاندارد‌های بین اللملی مانند DIN، BS و ASAE در خصوص گلخانه و سایر گزارشات سازمان‌های مربوطه مانند فائو مورد بررسی قرار گرفت. در فاز بعدی با استفاده از نتایج مطالعات کتابخانه‌ای، پرسشنامه‌های تخصصی برای مطالعات میدانی 400 گلخانه تهیه گردید. در نهایت میزان مصرف انرژی در اقلیم‌های مختلف کشور مورد بررسی گرفت. از نتایج حاصل از مطالعات میدانی و تجزیه و تحلیل آماری آن در تدوین استاندارد مصرف انرژی در گلخانه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این پروژه تحقیقاتی توانسته است ضمن تعیین وضعیت موجود مصرف انرژی در گلخانه‌های کشور، تصویر مناسبی از وضعیت مطلوب مصرف انرژی در این بخش را ارائه دهد. در نهایت با توجه به اطلاعات بدست آمده و امکان سنجی فنی و اقتصادی، استانداردی تحت عنوان "گلخانه‌های تجاری- معیار مصرف انرژی در فرایندهای تولید" تدوین شد.
دستاوردها
- تدوین استاندارد گلخانه‌های تجاری- معیار مصرف انرژی در فرایندهای تولید
تولید کیت نانومغذی مناسب برای افزایش عملکرد کمی و کیفی (عطر و طعم) گیاه چای
کارفرما: پژوهشکده چای کشور و دفتر مرکزی جهاد دانشگاهی
چای یکی از محصولات استراتژیک مناطق شمال کشور است که 32000 هکتار از اراضی زراعی ایران را به خود اختصاص داده است. 60 هزار خانوار در کشت و کار چای و 8 هزار خانوار در بخش فرآوری در 183 کارخانه چای‌سازی مشغول فعالیت هستند. مصرف سرانه چای در ایران، حدود 5/1 کیلوگرم و مصرف کل سالیانه، حدود 120 هزار تن است که از این مقدار فقط30 هزار تن در کشور، تولید میشود و مابقی (80-75%) آن (معادل 89 هزار تن ) از طریق واردات تامین میشود که بسیار ارزبر است. در این طرح با استفاده از فناوری نانو-بایو، کمیت و کیفیت برگ سبز افزایش مییابد. نانوکیت مغذی میتواند جایگزین بخش عمده نیازهای تغذیهای گیاه چای گردد که برای چایکاران مقرون به صرفه خواهد بود. این نانوکیت مغذی به عنوان یک آمینو پلی ساکارید طبیعی دارای ویژگیهای زیست سازگاری، زیستتخریبپذیری، خوراکی بودن، خاصیت ضد قارچی و ضد باکتریایی است که در مراحل کاشت، داشت، برداشت و پسا برداشت محصولات کشاورزی کاربردهای وسیعی دارد. اجرای این طرح در راستای افزایش تولید و ارتقای ضریب خود اتکایی، تنظیم بازار داخلی و اجرای سیاستهای کلی اقتصاد مقاومتی است. با توسعه این محصول کاربردی می‌توان در تامین امنیت غذایی جمعیت، اشتغال، تامین معاش، رفاه خانواده‌های چایکار، جلوگیری از تغییر کاربری باغات چای و حفظ محیط زیست گامی موثر برداشت.
دستاورد:
- افزایش عملکرد کمی گیاه چای به علت افزایش برگ سبز چای
- افزایش کیفی گیاه چای به علت افزایش ترکیبات موثر در عطر و طعم گیاه چای
بسته بندی محصول نانوکیت مغذی ویژه چای
تولید استابلایزر گیاهی
کارفرما: صندوق نوآوری و شکوفایی
استابلایزر گیاهی تولیدی در این طرح عمدتاً از پلی‌ساکارید هیدروکلوئیدی با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است که از واحدهای گالاکتوپیرانوز و مانوپیرانوز در پیوند گلیکوزیدی تشکیل شده است بنابراین از نظر شیمیایی آن را می‌توان گالاکتومانان نامید. این استابلایزر با خصوصیات و ویژگیهای منحصر به فرد دارای کاربردهای فراوان است و سالانه به طور مستقیم بیش از 1500 تن واردات این استابلایزر صورت میگیرد. این استابلایزر به عنوان ضخیم‌کننده، پایدارکننده و امولسیون‌کننده با سایر هیدروکلوئیدهای گیاهی و اکثر نشاسته‌های اصلاح شده شیمیایی، زانتان، نشاسته‌های خام، سلولز اصلاح شده، پلیمرهای مصنوعی و پروتئین‌های محلول در آب همخوانی دارد. این استابلایزر به ویژه در صنعت نفت، صنایع غذایی، دارویی، نساجی، کاغذ سازی و تولید لوازم آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد. تولید این گالاکتومانان بیشتر در شبه قاره هند است و در پاکستان، ایالات متحده امریکا و همچنین در بیشتر مناطق آفریقا و استرالیا نیز تولید میشود. در حال حاضر آمریکا سرمایه گذاری بسیاری در تولید این گالاکتومانان انجام داده است و به خصوص در صنایع نفتی به مقدار زیاد مورد استفاده قرار میگیرد.
دستاوردها
- تولید استابلایزر گیاهی
نمونه استابلایزر تولیدی
تولید آنزیم لیگنینولایتیک از قارچ
کارفرما: صندوق نوآوری و شکوفایی
استفاده از آنزیمها به عنوان روشی نوین در پاکسازی زیستی آلایندههای محیط زیست مطرح است. در دنیای امروز، مشکل آلودگیهای زیست محیطی یکی از مسائل پراهمیت محسوب میشود که به دلیل افزایش زندگی صنعتی جوامع بشری غیر قابل اجتناب است. با توجه به اینکه یک سوم انرژی مصرفی در جهان از نفت تامین میشود، یکی از مهمترین این آلایندههای محیطی موجود در آبهای سطحی، آبهای زیرزمینی و خاک، ترکیبات سنگین نفتی از جمله هیدروکربنهای اشباع شده، هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای (PAH)، آسفالتن و رزین هستند. برای حذف این نوع از آلودگیهای محیطی، روشهای مختلفی وجود دارد که یکی از آنها استفاده از بیوکاتالیستها است. بیوکاتالیستها مجموعهای از آنزیمها و ترکیبات زیستی هستند که به دلیل پایداری محیطی مناسب، امکان کنترل در محیط، امکان بازیابی و همچنین دامنه سوبسترایی وسیع بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف از این پروژه، استفاده از آنزیمهای لیگنینولیتیک با هدف تجزیه ترکیبات نفتی از محیط زیست است. این آنزیمها از قارچهای پوسیدگی سفید استخراج شدند و خالص‌سازی با استفاده از روشهای کروماتوگرافی انجام شد. آنزیمهای لیگنینولیتیک تخلیص شده، از لحاظ pH ، دما و پارامترهای سنتیکی مورد بررسی قرار خواهندگرفت. برای بررسی کمی بیان آنزیمها سنجش فعالیت آنزیمی با سوبستراهای مناسب در دما و طول موج مناسب برای هر یک از آنزیمها اندازه‌گیری خواهد شد. سنجش میزان فعالیت آنزیمها در حضور ترکیبات هدف (ترکیبات نفتی) انجام خواهد شد. در نهایت تجزیه ترکیبات آلاینده با استفاده از روشهای کروماتوگرافی و روش SARA اندازه‌گیری خواهد شد.
دستاوردها
- تولید آنزیم لیگنینولایتیک
- پاکسازی آلودگیهای زیست محیطی
تست مثبت تولید آنزیم در محیط کشت اختصاصی
استفاده از گیاه Chrozophora با قابلیت کاربرد در صنعت رنگرزی الیاف پشم و خامه
کارفرما: جهاددانشگاهی
امروزه استفاده از رنگهای سنتتیک به دلیل افزایش موارد آلرژیک، سرطانزائی و همچنین تغییرات زیست محیطی و آلودگیهای ناشی از آن، بشر را به سمت استفاده از رنگهای طبیعی در صنایع غذایی، دارویی، نساجی و فرش سوق داده است. گیاه Chrozophora (Euphorbiaceae) قابلیت رنگرزی پشم و خامه مورد استفاده در صنایع فرش را دارد. لذا گونههای Ch. Sabulosa , Ch. obliqua, Ch. tinctoria از مناطق مختلف ایران جمع‌آوری و خشک شدند. عصاره رنگی استخراج شده گیاهان جهت آزمایشات رنگرزی مورد استفاده قرارگرفت. طراحی آزمایشات به روش تاگوچی انجام شد. نتایج آزمایشات با نرم افزار RWFULL تحلیل شدند. آزمایشات ثبات نوری و ثبات شستشوئی مطابق استاندارد ملی ایران به شماره‌های 4084 و 1-189 انجام شدند. نتایج نشان دادند که دندانه مس در مقایسه با آلومینیم رنگهای تیره‌تری به وجود می‌آورد. ویژگیهای ثبات نور نمونه‌های رنگ شده مس و آهن در مقایسه با دندانه‌های آلومینیم در حضور دندانه قلع کمتر بود. افزایش pH در کلیه نمونه‌های رنگ شده با دندانه‌های آلومینیم، مس، آهن و قلع در شرایط یکسان باعث کاهش درصد جذب، افزایش طیف انعکاسی (R) و لذا افزایش مقدار K/S شد. pH موثرترین عامل در تغییرات ویژگیهای ثبات نور و شستشو الیاف رنگ شده بود. نتایج حاصل از تاثیر کلیه فاکتورهای موثر در رنگرزی الیاف پشم با گیاه Ch.tinctoria و دندانه‌های مختلف نشان داد که رنگرزی با این گیاه و دندانه‌های مختلف به ترتیب با مس، آهن، آلومینیم و قلع بهترین تاثیر را در رنگرزی داشته است. طیف‌های رنگهای بدست آمده، بژ، زرد، صورتی و خاکی بودند.
دستاوردها
- تولید رنگ طبیعی برای رنگرزی الیاف پشم و خامه
نتایج رنگرزی الیاف با رنگ طبیعی
افزایش تولید آلکالوئیدهای تروپانی آتروپین و اسکوپولامین در گیاه بنگدانه از طریق ریشه‌های مویین
کارفرما: جهاددانشگاهی
متابولیت‌های گیاهی به دلیل ارزش دارویی و اقتصادی از دیرباز در زندگی بشر مورد استفاده هستند. آلکالوئیدها گروه بسیار متنوعی از متابولیت‌های گیاهی بوده و براساس خصوصیات بیوشیمیایی در گروه‌های مختلفی قرار می‌گیرند. بیوسنتز این مواد عمدتا در گیاهان عالی انجام میگیرد. استفاده از کشت ریشه موئین موجب پایداری و افزایش در تولید محصول ثابت در شرایط کشت بدون هورمون میشود. رشد سریع، کم نمودن زمان تشکیل ریشه تا دو برابر، سهولت در نگهداری و توانایی در سنتز گروهی از ترکیبات شیمیایی توسط ریشه موئین، برای تولید متابولیت‌های ثانویه با ارزش برتری دارد. این ریشه‌ها همچنین می‌توانند بیش از یک متابولیت ساده را سنتز کنند، بنابراین دارای ارزش اقتصادی بالایی هستند. یکی از راه های کارآمد به منظور افزایش تولید ریشه‌های موئین، استفاده از الیسیتورها است. گیاه بنگدانه (Hyoscyamus niger) حاوی آلکالوئید تروپان از جمله آتروپین (هیوسیامین) و اسکوپولامین (هیوسین) می‌باشد که در صنایع دارویی کابرد بسیاری دارد. بنابراین تولید ریشه مویین از طریق آلوده کردن با اگروباکتریوم ریزوژنز Agrobacterium rhizogenes )) انجام و با ریشه تولیدشده از طریق کشت طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. ریشه‌های معمولی و ریشه‌های مویین نیز تحت تاثیر الیسیتورهای جاسمونیک اسید، متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید با غلظت های مختلف قرار گرفتند. تعیین میزان آلکالوئیدهای هیوسیامین و هیوسین در ریشه‌های تیمار شده با استفاده از روش HPLC مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که میزان آلکالوئیدهای آتروپین و اسکوپولامین از طریق ریشه‌های مویین تیمار شده با الیسیتورها تا 5 برابر نسبت به شرایط طبیعی افزایش یافته است.
دستاوردها
- افزایش تولید آلکالوئیدهای آتروپین و اسکوپولامین
تولید ریشه های مویین
افزایش مقاومت به خشکی در ارقام حساس و مقاوم گیاه خلر ( Lathyrus sativus) با استفاده از روشهای نوین
کارفرما: جهاددانشگاهی
خشکی شایع‌ترین تنش محیطی است که تقریباً موجب محدودیت تولید 25 درصد از زمین‌های جهان شده است و دومین عامل اصلی کاهش عملکرد بعد از عوامل بیماری‌زا است. بنابراین دستیابی به ارقام سازگار با شرایط دیم و جایگزین نمودن آنها با ارقام بومی و کم بازده و یا تولید گیاهان متحمل به خشکی از طریق روشهای نوین ژنتیکی از محورهای اصلی در حوزه گیاهی در دنیا محسوب میشود. در این پروژه، ابتدا ژن‌های موثر در گیاه خلر با استفاده از روش زیست‌شناسی سامانه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفته و مشخص شد که بیشترین عامل که در تنش خشکی در این گیاه نفش دارد، فاکتور رونویسی زینک فینگر است. در گام بعدی این ژن به درون گیاه انتقال یافت. به منظور بررسی نقش این فاکتور رونویسی در ژنوتیپ‌های حساس و مقاوم گیاه خلر، از دو روش سنجش گلخانه‌ای و مولکولی استفاده شد. آزمایش به صورت طرح کاملاً تصادفی در سه سطح عادی (آبیاری 100 درصد ظرفیت نگهداری آب خاک)، تنش ملایم (50 درصد) و تنش شدید (25 درصد) بر گیاه مقاوم، حساس و خلر حاوی ژن زینک فینگر انجام شد. در آزمایش گلخانه، فاکتورهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی (محتوای پرولین، کربوهیدرات‌های محلول، میزان کلروفیل، عملکرد علوفه، محتوای نسبی آب و میزان فعالیت آنزیمهای اکسیداتیو) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بیان کمی ژن از طریق Real-time PCR مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این پروژه نشان می‌دهد که فاکتور رونویسی زینک فینگر نقش موثری در تعدیل تنش خشکی در گیاه خلر دارد.
دستاوردها
- تولید گیاه خلر متحمل به خشکی
کشت بافت انواع گیاهان دارویی و صنعتی از جمله گیاهان آلوئه ورا، چای، پالونیا و فیسالیس
کارفرما: جهاددانشگاهی
کشت بافت یک روش مهندسی ژنتیک است که از طریق آن یک سلول یا بافت گیاهی را جدا کرده و درون بستر مناسب قرار می‌دهند تا در اثر تغذیه و رشد در محیط کشت، یک گیاه کامل حاصل آید. کشت بافت گیاهی در سال ۱۹۰۲ برای اولین بار توسط هابرلنت در آکادمی علوم آلمان پیشنهاد گردید و با عنوان‌های کشت درون شیشه (Invitro)، کشت آزمایشگاهی و کشت استریل نامیده شد. به دلیل مزایای بسیار زیادی که کشت بافت دارد استفاده از آن در کشاورزی طی سال‌های اخیر رشد قابل‌توجهی داشته است. از جمله مزایای کشت بافت می‌توان به تکثیر سریع کلون‌ها، یکنواختی ژنتیکی، گزینش گیاهان با خصوصیات ویژه، حفظ گیاه مادری در شرایط مطلوب، کنترل شرایط فیزیکی محیط کشت و رشد، حفظ ژرم پلاسم گیاهان مختلف، تولید هیبریدهای ناسازگار با کشت جنین یا تخمک، تولید گیاهان هاپلوئید، تولید دائمی گیاهان در تمام فصول سال، تکثیر رویشی گیاهان سرسخت اشاره کرد.
آلوئه‌ورا: این گیاه از نظر اقتصادی و دارویی بسیار پراهمیت است و به دلیل تکثیر طبیعی و سنتی بسیار کندی که دارد نمی‌تواند نیاز صنعت دارویی کشور را تامین کند. بنابراین برای تکثیر سریع گیاه آلوئه از روش ریزازدیادی استفاده میشود.
چای: ریزازدیادی این گیاه و تولید نهال‌های جوان برای جایگزین کردن سریعتر بوته‌های پیر موجود در باغات چای ایران بسیار ضروری است.
پالونیا: ریزازدیادی این گیاه یک عامل ضروری برای جنگلداری کلون‌های پالونیا است و دارای مزایای زیادی درتولید نهال است.
فیسالیس: خواص دارویی استثنایی میوه این گیاه موجب شده است که به صورت انبوه تولید و تکثیر شود. بنابراین ریزازدیادی گیاه فیسالیس که دارای میوه ارزشمند و دارای خواص مفید برای انسان است، ضرورت دارد.
دستاوردها
ریزازدیادی موفق و انتقال به گلخانه