قارچ صدفی:

اسپان:

شكلهای مختلف اسپان: دانه ای، مايع، قرص، پودر، آگارآگار، ماده ای ژلاتينی است كه از گونه های مختلف Rodophyceae يا جلبكهای قرمز استخراج می شود. البته از ديگر گونه های جلبك قرمز نيز می توان بهترين آگار را تهيه كرد. برای توليد آگار از جلبكها (سخت و نرم) آنها را به آرامی برای حدود 12 ساعت (مرحله اول) می جوشانند و بعد محلول حاصل را با پارچه زبر و پارچه نرم فيلتر می كنند. جلبكها را دوباره برای مدت 10 ساعت می جوشانند و مايع فيلتر شده آن را پس از رنگبری در ظروف مستطيلی شكل تا بستن ژل نگه می دارند. مرحله بعد از تهيه ژل انجماد و خشك كردن آن است كه حدود يك هفته وقت نياز دارد....اسپان را می توان در خانه توليد كرد. توليد اسپان يك فرايند تقسيم سلولی است. برای توليد اسپان به يك محيط كشت احتياج داريم. محيط های كشت مختلفی وجود دارد كه در اينجا به چند مورد اشاره می كنيم.آگار ماده ای است كه برای توليد محيط واسطه با مواد غذايی تركيب می شود. خيلی ها خواهند گفت كه من از آگار برای توليد اسپان قارچ استفاده می كنم كه اين جمله اشتباه است. برای مثال آگار مالت عصاره مالت است كه با آگار مخلوط شده است و آگار سيب زمينی پودر سيب زمينی است كه با آگار مخلوط شده است. فرمولهای زيادی برای درست كردن آگار وجود دارد كه در اينجا ما در مورد اساس صحبت خواهيم كرد و به شما اجازه خواهيم داد تا با آزمايش دستورالعمل مطلوب خود را برای توليد قارچ پيدا كنيد.انواع محيط كشت:آگار سيب زمينی(PDA)، مالت آگار(MDA) و ...محيط كشت آگار سيب زمينی:(PDA)مواد لازم: 250 گرم سيب زمينی، گلوكز 20 گرم، آگار 15 گرم، آب مقطر 1 ليترروش تهيه اسپان با آگار سيب زمينی:مرحله اول: 250 گرم سيب زمينی را شسته، آنها را به صورت مكعب های 2/1 Cm ببريد. سپس آنها را در 1 ليتر آب مقطر به مدت 15 دقيقه بجوشانيد. 15 گرم آگار ببه اين عصاره اضافه كنيد و به مدت 10 تا 15 دقيقه بجوشانيد. 20 گرم گلوكز و 5 گرم عصاره مخمر به آم اضافه كرده، اجازه دهيد كه در آن حل شده و محلول سرد شود. سپس 50 تا 60 ميلی ليتر از آن را در يك بطری مسطح ريخته و دهانه آن را با پنبه مسدود كنيد و با پارچه يا نوار محكم ببنديد. آنها را در يك زودپز در فشار 15 - 18 Kg/Cm2 به مدت 30 دقيقه استريل كنيد. بطری ها را كج كرده تا آگار جامد شود.مرحله دوم: يك قارچ تازه را به دو نيم تقسيم كرده، با استفاده از يك سوزن استريل قطعه ای كوچك از بافت قارچ را جدا كرده، بافت را وارد بطری نموده و در آن را با پنبه و پارچه می بنديم. لقاح در دمای 20-24 درجه سانتی گراد در نور كم به مدت 2 تا 3 هفته انجام می شود.مرحله سوم: برای توليد بذر بايد از يك نوع دانه استفاده كنيد(سورگوم يا تخمه آفتابگردان و ...). برای اين كار دانه ها را شسته سپس آنها را به مدت يك ساعت جوشانده و سپس سرد می كنيم. 1% دولوميت برای چسبيدن دانه ها به هم اضافه می كنيم. سپس بطری را به ميزان 4/3 پر كرده و درب آن را با پنبه و پارچه می بنديم و به مدت 45 دقيقه استريل می كنيم. اكنون اسپان را اضافه كرده و شيشه را در يك جای مناسب در دمای 24 درجه سانتی گراد نگهداری می كنيم.روشهای ديگری نيز وجود دارد كه در درس بعدی به طور كامل به آن می پردازيم.بستر كشت:بستر كشت مانند خاك برای رشد گياهان ضروری است. تركيب مواد موجود در بستر می تواند شرايط رشد قارچ را فراهم كند.
انواع بستر كشت:كاه غلات و چوب ذرت، خاك اره چوب كاكائو، پوست تخمه آفتابگردان، علف، پوست پنبه دانه، تفاله نيشكر، خاك اره، پوست بادام زمينیبستر كاه غلات و چوب ذرت: قارچ صدفی توانايی به كارگيری سلولز همی سلولز و مقادير كم يا زياد ليگنين را دارد. بستر قارچ صدفی به مقادير بسيار پلی ساكاريد (سلولز و همی سلولز) و ليگنين برای رشد احتياج دارد.مواد مغذی برای قارچ صدفی به دو دسته تقسيم می شوند: 1-مواد اصلی يا خام كه پايه مواد غذايی هستند مانند كاه گندم يا جو، خاك اره، يا چوب ذرت 2- مواد افزودنی كه منابع پروتئين و نيتروژن هستند.PH بستر: (تنظيم با سنگ كچ)PH مطلوب برای رشد ميسليوم 5/6 - 5 می باشد. اگر چه ميسليوم در PH بين 4 تا 5/7 می تواند زنده بماند اما رشد آن كمتر شده و در PH=4 رشد آن متوقف می شود و در PH بالاتر از ميزان مناسب رشد ميسلوم سريع شده اما ساختار آن غير عادی رشد می كند.PH مناسب برای مراحل اوليه و مرحله ميوه دهی 5/5 - 5 می باشد اگر چه درPH 5/5 - 7/8 نيز ممكن است.PH بستر را می توانيد با افزودن سنگ كچ يا ليموترش تعديل نماييد.محيط كشت:عوامل محيطی شامل: دما، نسبت رطوبت، نور، دی اكسيد كربن و اسيديته بستر می باشد.قارچ صدفی در هر مرحله از رشد به عوامل محيطی متفاوتی احتياج دارد. در دوره نهفتگی بايد ميزان رطوبت را 65 تا 70 درصد، آب بستر 65 درصد و دما 20 تا 25 درجه باشد.ميزان دما فاكتور بسيار مهمی در متابوليسم محصول می باشد. در اين مرحله ميزان تنفس افزايش يافته و منجر به افزايش توليد دی اكسيد كربن می گردد. غلظت دی اكسيد كربن در حين رشد بايد كمتر از 800 PPM باشد. با وجود اين ميزان آن به نسبت كشت متفاوت است.شكل گيری ميوه احتياج به ميزان رطوبت 80 تا 95 درصد همچنين نور مورد نياز آن 50 تا 500 Lux می باشد.دما: دما در طی روييدن اسپان تاثيرات گوناگونی دارد. در اين شكلاز CO2: تاثير ميزان مختلف غلظت اين گاز در قارچ در اين شكل مشخص است.
متاسفانه به علت عدم آشنايی برخی از فعالان بخش توليد قارچ صدفی به فنون بازاريابی صحيح و ارايه نامناسب قارچ، ويا ارايه قارچهايی با كيفيت پايين به بازار و همچنين وجود رقابت ناسالم در بين توليد كنندگان قارچ صدفی، درحال حاضرتوليد قارچ به صورت صنعتی عليرغم نياز بازار، سودآوری پايينی دارد. عدم اطلاع رسانی صحيح وبعضا ارايه اطلاعات غلط و ناكافی و خودداری از تصوير وضعيت حال و آينده بازار قارچ صدفی در زمان ارايه مشاوره و ... از سوی برخی از واحدهای ارايه خدمات مشاوره توليد قارچ نيز بر اين بازار آشفته ، دامن زده است . لذا خواهشمند است قبل از اقدام به توليد قارچ صدفی اطلاعات كاملی از وضعيت بازار و فروش آن در منطقه مورد نظرتان به دست آوريد روش توليد قارچ صدفی ابتدا مواد سابستريت ( مانند كاه گندم ، برنج و...) را در آب می جوشانيم تا كاملا استريل شوند . سپس با بذر قارچ صدفی تلقيح نموده ودر داخل كيسه های پلاستيكی كه از قبل آماده كرده ايم ميريزيم و به اتاق رشد منتقل ميكنيم. قارچ صدفی معمولا پس از سه هفته نمايان می شود . در صورتيكه اتاق مورد نظر شرايط مناسبی از نظررطوبت ، دما ، نور و ... داشته باشد واز بذر مرغوب استفاده شود ، كيسه ها ( كمپوستها ) تا مدت سه ماه به طور اقتصادی قارچ توليد خواهند كرد.هر كيسه در طول دوره سه ماهه بين سه تا شش كيلو قارچ توليد خواهد كرد و ... جهت كسب اطلاعات بيشتر به بخش پرورش قارچ مراجعه نماييد مكانهای مناسب برای توليد قارچ صدفی شما ميتوانيد قارچ صدفی رادر هر نقطه از ايران كشت كنيد . برای اين منظور فقط نياز به يك فضای مسقف داريد تا شرايط مورد نياز توليد را كنترل كنيد .كشت وپرورش قارچ صدفی بسيار ارزان وكم هزينه است وميتوان در گوشه ايی از پاركينگ ،انباری يا اتاقك بلا استفاده ايی آنرا توليدكرد . اصولا قارچ صدفی رطوبت بسيار بالايی برای رشد نياز دارند ودردمای معمولی( بين 20-30 درجه سانتی گراد) وكمی نور ، رشد قابل توجهی دارد . قارچ صدفی به راحتی ميتواند برروی كاه گندم وجو ، تفاله چای ، ، پوست غوزه پنبه ، بقايای زيتون ، بقايای نيشكر ، درخت در حال پوسيدن و بسياری از مواد ليگنوسلولزدار رشد كند ولی كاه معمول ترين ، ارزانترين و دردسترس ترين ماده برای توليد قارچ صدفی است فيزيولوژی رشد قارچ صدفی قارچ صدفی بر روی بقايای كشاورزی رشدكرده وآنها را كلونيزه كرده وبه بازيديو كارپ يا كلاهك تبديل ميكند. به گونه ای كه قادراست اين مواد راقبل از تخمير كاملا تجزيه نموده ومورد استفاده قرار دهد . آنچه در مورد قارچ صدفی مهم و قابل توجه است ، تبديل توده سابستريت بستر به اندامهای باردهی قارچ وراندمان بيولوژيكی آن است كه اغلب در حدود 100 درصد عمل ميكند كه از نظر توليد قارچ در دنيا حداكثر ميزان توليد محسوب می شود كيت قارچ چيست ؟ كيت قارچ به شما امكان پرورش قارچ خوراكی رادر منزلتان می دهد شما می توانيداز فضاهای غيرقابل استفاده درمنزل مانند : پاسيو، گوشه ای از حمام ، بالای كمدو كابينت ، پاركينگ انباری ، وهرمكان ديگری ( دارای كمی نور بوده وتهويه مناسبی هم داشته باشد) كه در همه منازل وجوددارند وتقريبا استفاده مفيدی ازآنها نمی توان كرد در جهت كمك به اقتصادوسلامت خانواده قارچ صدفی توليد نمائيد. شما می توانيد به روشی ساده وآسان وباكمترين هزينه قارچ صدفی مورد نيازتان را در منزل پرورش دهيد.شما برای توليد كيت دقيقا مانند روش توليد قارچ صدفی كه در بالا ذكر شد عمل كنيد . سپس يك كيسه زباله يا كاور لباس كاملا تميز كه چند سوراخ نيز برروی آن ايجاد كرده ايد روی كيت بكشيد وروزانه چندين بار آب اسپری نماييد روش نگه داری از قارچ صدفی ابتدا مواد سابستريت ( مانند كاه گندم ، برنج و ...) را در آب می جوشانيم تا كاملا استريل شوند . سپس با بذر قارچ صدفی تلقيح نموده ودر داخل كيسه های پلاستيكی كه از قبل آماده كرده ايم ميريزيم و به اتاق رشد يا اتاق انكوباسيون منتقل ميكنيم. در صورتيكه محيط مناسبی فراهم كرده باشيد و تنش حرارتی و رطوبتی نداشته باشيد قارچ صدفی معمولا پس از سه هفته نمايان می شود . در صورتيكه اتاق مورد نظر شرايط مناسبی از نظر رطوبت ، دما ، نور و ... داشته باشد واز بذر مرغوب استفاده شود ، كيسه ها ( كمپوستها ) تا مدت سه ماه به طور اقتصادی قارچ توليد خواهند كرد.هر كيسه در طول دوره سه ماهه بين سه تا شش كيلو قارچ توليد خواهد كرد پرورش قارچ صدفی شامل دو مرحله است : 1- مراقبت تا ظهور كلاهكهای قارچ 2- مراقبت از قارچها تا رشد كامل آنها در مرحله اول ، قارچ نياز به نور ندارد ومی بايد در محلی نسبتا تميز و در دمای معمولی(20-30درجه سانتی گراد) نگه داری شود. در اين مرحله درون كيسه ها دراثر رشد ميسليوم قارچ صدفی ، سفيد شده وتمام درون كيسه را پر می كندواين پايان مرحله اول است پس از گدشت بيست الی بيست وپنج روز از تاريخ تلقيح ، قارچ صدفی شروع به رويش بيرونی يا تشكيل كلاهك می كند كه در واقع آغاز مرحله دوم مراقبت است .در اين مرحله قارچها نياز به نور،تهويه مناسب هوا و همچنين رطوبت دارند. دراين مرحله بر روی پلاستيك شيارهايی به صورت عمودی ايجاد نمائيد تا قارچها اندام زائی خارجی نموده و رشد نمايند. مشكلات احتمالی درپرورش ونگه داری قارچ صدفی: لازم به ذكر است قارچ صدفی بسيار مقاوم هستند وهيچ يك از موارد مذكور در زير نمی توانند اين قارچها را غير قابل مصرف كنند زيرا كليه مشكلات مذكور در زير واكنشهای فيزيولوژيك قارچ صدفی در مقابل شرايط محيطی نا مناسب است كه به محض تامين شرايط مورد نياز مجددا قارچهای سالمی توليد خواهد كرد 1 - قارچها به شكل توده مرجانی رشد می كنند علت : تهويه نامناسب - كمبود نور رفع مشكل : كمپوستها رابه مكانی كه دارای نور كافی وغيرمستقيم باشدمنتقل نمائيد.قارچ صدفی نيازبه نور مستقيم وشديد ندارند نورفضای داخلآپارتمان و اتاقها با نور يك لامپ معمولی (800تا 1000لوكس در 12 ساعت ) كاقی است ضمنا برای مشكل تهويه نيز می توانيدهريك ساعت يكبار هوای سالن را تهويه كنيد . 2 - قارچها دارای ساقه بلند و كلاهك ريز و بعضا فاقد كلاهك علت : تهويه مناسب نيست و تجمع گاز كربنيك در محيط زياد است. رفع مشكل قارچ صدفی رای رشد نياز به اكسيژن دارد كه با تهويه مناسب ( هر يك تا دوساعت يكبار ) اين مشكل حل ميشود . بلند شدن ساقه ها بعضا به علت كمبود نور نيز عارض ميشود 3 - قارچها چند سانتی متر بيشتر رشد نمی كنند علت : - كلاهكهای قارچ در اثر كمبود رطوبت خشك شده اند - دركنار قارچهای قوی تر رشد كرده اند - برخی از قارچها از ابتدا ضعيف هستندرفع مشكل : با افزايش كار رطوبت سازها ميتوانيد كمبود رطوبت راجبران نمائيد ( رطوبت مطلوب بين90% -80 % است ) ضمنا كاهش دما به 18 درجه ( شوك حرارتی ) در اين مرحله مفيد است قارچهايی هم كه در كنار قارچهای قوی تر رشد می كنند،قدرت رقابت با آنها را ندارند وطبيعی است كه كوچك باقی بمانند. ضمنا قرار نيست تمام قارچها بسيار قوی و بزرگ باشند 4 - روی كلاهكها تيره و سياه می شود علت : نور موجود در فضای نگهداری قارچ صدفی بيش از حد نياز قارچ است. رفع مشكل : اگركمپوستها را به مكانی با نور كمتر وغير مستقيم منتقل نمائيدمطمئنا بازهم قارچهای سفيدرنگ و زيبايی توليد خواهيد كرد. 5 - ديگر قارچ توليد نمی كند علت : - توده داخلی كمپوستها خشك شده است . - قارچهای آن تمام شده وقدرت رويش ندارد . رفع مشكل : قارچها نيز مانند تمام موجودات زنده برای ادامه حيات خود نياز به آب دارند . وقتی آب توده داخلی كمپوست كاهش می يابد رشد نمی كنند.برای حل اين مشكل توده داخلی كمپوست را از پلا ستيك خارج نموده به مدت 10-12 ساعت در داخل آب تميز قراردهيد. در اين حالت يك جسم سنگين - و تميز ـ برروی توده قراردهيد تاكاملابه زيرآب فرورود .پس از آن از آب خارج كرده اجازه دهيد آب مازادآنها خارج شود. سپس مجددا در داخل كيسه (بهتراست از كيسه ديگری استفاده بفرمائيد ) قرار دهيد .اكنون كمپوست آماده است تا مجددا قارچ توليد نمايد.اگر مجددا اين كار را انجام داديد و ديگر قارچ توليد نشد ، متاسفانه ميسليومها قدرت توليد ندارندمعمولا مدت زمان اقتصادی هر كمپوست را سه ماه درنظر ميگيرند. ولی جای نگرانی نيست ،چون اكنون شما يك خوراك دام با ارزش پروتئينی بالا وخاك گلدان بسيار خوب برای گلدانها و باغچه تان در دست داريد . 6 - برروی توده داخلی كمپوستها ، توده های سبز آبی و يا سياه رنگی مشاهده ميشود علت: كمپوستها مورد حمله قارچ های پارازيت قرار گرفته است.رفع مشكل : قارچ صدفی قدرت ساپروفيتی بالايی دارند وبه راحتی می توانند با پارازيتهای مزاحم مقابله كنند ولی شما می توانيد توده را از داخل پلاستيك خارج نموده قسمت آلوده را همراه با توده زير آن ( به عمق و شعاع 10 سانتی متری ) از توده جدا نمائيدوقسمت آلوده را معدوم نماييد اگر آلودگی كيسه زياد باشد كل كيسه را معدوم كنيد.سپس كمپوست رابا آب تميز اسپری نموده و حتما درون يك كيسه جديد قرار دهيد زيرا كيسه قبلی آلوده است. 7 - قارچها زرد و پلاسيده می شوند علت : بر روی كلاهكهای قارچ آب ريخته وجذب بافت آن شده است رفع مشكل: قارچهای صدفی برای رشد نياز به رطوبت بالای 80 درصد دارند ولی اين به معنای اسپری نمودن آب بر روی كلاهكهای قارچ به صورت مستقيم نيست پرورش قارچ صدفی : از آنجايی كه پرورش قارچها معمولا” در محيطی بسته انجام می شود؛ لذا قارچهای صدفی را می توان در هر منطقه جغرافيايی و با هر نوع آب و هوايی كشت كرد.اين قارچــــها می توانند اختـــلاف درجه حرارت 16 تا 30 درجه سانتيگراد را تحمل كنند. در يك انبار با مساحت 80 متر مربع : در يك انبار ۸۰ متری بيش از يك تن قــارچ می توان توليد كرد. زمان لازم برای اين كار حدود 2 ماه بوده و اولين برداشت پس از يك ماه بدست می آيد. اين جزوه برای توليد قــارچ صدفی درسطحی پايين تراز اين ميزان نوشته شده بديهی است جهت توليد در مقياس بالا دانش فنی بيشتری مورد نياز می باشد؛ كه در كلاسهای تئوری عملی ارائه خواهد شد . فضای مورد نياز : برای كشت قارچ صدفی می توان از يك اتاق ؛ زيرزمين ؛ انبار متروكه ؛يا هرمكان خالی ديگر كه دارای سقف مناسب باشد استفاده نمود.اين مكان بايد توانايی نگهداری دمای اطاق راداشته باشد بطوريكه ؛ تاحد امكان از اختلاف شديد درجه حرارت جلوگيری كند . محيط كشت قارچ صدفی : محيط كشت قارچ صدفی از كاه گندم ؛ كاه جو ؛ كاه برنج ؛ تراشه چوب صنوبر.... تهيه می شود. در اين كشت از خاك و كود استفاده نمی شود بنابراين هيچگونه آلودگی زيست محيطی ندارد . نحوه كشت قارچ صدفی : كاه وكلش خرد شده را يك شب در آب گذاشته تا كاملا”مرطوب ؛سپس مدت 2 تا 3 ساعت در آب جوش پاستوريزه می شود .برای اين كارمی توان از يك بشكه خالی استفاده كرد .زمان پاستوريزه كردن از وقتی محاسبه ميشودكه آب به نقطه جوش رسيده باشد.جهت اطمينان خاطر بهتر است از دماسنج الكلی برای سنجش دمای آب جوش استفاده شود. سپس كــاه را آبكش كرده آنرا به حال خود رها می كنند تا پس از چند ساعت خنك شود؛ بطوريكه بالمس كردن كاه با پشت دست ؛ هيچگونه گرمايی احساس نشود . بذر زنی : پس از اينكه كاه كاملا خنك شد با 3 تا 5 درصد اسپان( اسپان= بذر قارچ ) مايه زنی می شود به اين منظوربرای هر 10كيلوگرم كاه پاستوريزه شده مقدار400 تا 500 گرم بذرقارچ اضافه و مخلوط ميشود. مخلوط حاصل درون كيسه هايی به قطر 45 تا50 سانتيمتربا ارتفاع 80 تا 150سانتيمتر ريخته سپس سطح آن كمی فشرده شده تا رطوبت كاه حفظ گردد. پس از بستن سر كيسه آنرا به محيطی كه از قبل بعنوان سالن كشت در نظرگرفته شده انتقال داده واز سقف آويزان ميكنند. می توان كيسه های كشت شده را روی زمين هم قرار داد. كنترل دما و نور : از اولين روز كشت تا مدت 25 الی 30 روز دما روی 24 درجه سانتيگراد نگهداری شده ؛در صورت امكان محيط را تاريك می كنند. نورخورشيد برای قارچ صدفی مناسب نيست.پس ازاينكه سطح كاه پوشيده ازتارهای سفيد رنگ و ظريف قارچ صدفی شد. سوراخ هايی به فاصله 20 تا 25 سانتيمتر و به اندازه كف دست در اطراف كيسه كشت شده ايجاد و با آ بپاشی مداوم كف سالن رطوبت محيط را افزايش می دهند . در اين زمان دما به 20 درجه سانتيگراد كاهش داده می شود. وجود نور يك لامپ در اين زمان ضروری بوده و با عث افزايش محصول می شود .قارچها پس از يك هفته ديگر آماده برداشت می با شند . آبياری : زمانی كه كيسه ها پاره می شوند ؛ چنانچه رطوبت محيط پايين پاشد ؛ سطح كاه خشك شده و بايستی با مقادير خيلی كم آب ؛ بصورت اسپری آبياری شوند . آبياری ممكن است روزی دو بار يا بيشتر انجام شو د. بايد توجه داشت كه آبياری 48 ساعت قبل از برداشت قارچها متوقف شود. پس از برداشت محصول ميتوان آبياری را ادامه داد.

ميزان توليد : ميزان توليد از هر كيسه طی 4 تا 5 چين يا بيشتر در حدود 2 تا 4 كيلوگرم قارچ تازه ميباشد

تولید پلاستیک از گیاهان:

در انتهاى جاده اى سنگلاخى در ایالت آیواى مرکزى، یک کشاورز در افق، به جایى خیره شده است که تا چشم کار مى کند گیاهان بلند و برگ دار ذرت قرار دارند و زیر نسیم موج مى زنند. او لبخندى مى زند زیرا چیزى در مورد کشتزارش مى داند که کمتر کسى از آن آگاه است چون نه فقط دانه هاى ذرت در سنبله آن رشد مى کنند بلکه گرانول هاى پلاستیک نیز در ساقه و برگ هاى آن تولید مى شوند.به نظر مى رسد که ایده رشد دادن پلاستیک «که در آینده نزدیک قابل حصول است» جالب تر از ساخت پلاستیک ها در کارخانجات پتروشیمى باشد. در این کارخانجات هر ساله حدود ۲۷۰ میلیون تن نفت و گاز مصرف مى شود. در واقع سوخت هاى فسیلى علاوه بر انرژى، مواد اولیه را نیز براى تبدیل نفت خام به پلاستیک هاى معمولى از قبیل پلى استایرن، پلى اتیلن و پلى پروپیلن فراهم مى کنند. کاربرد پلاستیک ها در تمام شئونات زندگى، گسترده شده است و نمى توان روزى، زندگى بدون پلاستیک را تصور کرد چون از بطرى هاى شیر و نوشابه گرفته تا لباس و قطعات خودرو از پلاستیک هستند، گرچه این تولید زیاد پلاستیک ها اساساً زیر سئوال رفته است. انتظار مى رود منابع شناخته شده ذخیره جهانى نفت تا ۸۰ سال دیگر تمام شوند و این در مورد گاز طبیعى ۷۰ سال و براى زغال ۷۰۰ سال است، اما تاثیرات اقتصادى کاهش این منابع خیلى زودتر فرا خواهد رسید. وقتى منابع کاهش یابد، قیمت ها هر روز بالا خواهد رفت و این واقعیتى است که نمى تواند از کانون توجه سیاستگزاران خارج شود. چند سال قبل کلینتون رئیس جمهور آمریکا در ماه اوت ۱۹۹۹ یک دستورالعمل اجرایى صادر کرد و طى آن تاکید کرد که باید کار محققین به سمت جایگزینى سوخت هاى فسیلى با مواد گیاهى به عنوان سوخت و نیز به عنوان مواد خام جهت گیرى شود. با توجه به این نگرانى ها، تلاش مهندسین بیوشیمى براى کشف چگونگى رشد پلاستیک گیاهى از دو جهت سبز است: یکى اینکه قابل ساخت از منابع تجدیدپذیر است و دیگر اینکه اساساً پلاستیک تولیدى پس از دور ریختن قابل تجزیه بیولوژیکى است.اما تحقیقات اخیر تردیدهایى در مورد صحت این دیدگاه ها به وجود آورده است. اول اینکه، توانایى تجزیه بیولوژیکى داراى «هزینه پنهانى» است. بدین معنى که با تجزیه پلاستیک ها دى اکسیدکربن و متان تشکیل و متصاعد مى شود که این گازها، جزء گازهاى به دام افکننده گرما یا گازهاى گلخانه اى هستند که کوشش هاى امروزه جهانى در جهت کاهش آنها است. علاوه بر این، هنوز به سوخت هاى فسیلى براى ایجاد انرژى مورد نیاز فرایند استخراج پلاستیک از گیاهان نیاز است. براساس محاسبات، این نیاز به انرژى بسیار بیشتر از آن چیزى بود که فکر مى شد. در اینجا است که باید گفت تولید موفقیت آمیز پلاستیک هاى سبز در گرو این است که محققان بتوانند با روش هاى با صرفه، بر موانع مصرف انرژى غلبه کرده در عین حال نیز هیچ بارى بر محیط زیست اضافه نکنند. تولید سنتى پلاستیک ها متضمن مصرف بسیار زیاد سوخت فسیلى است. خودروها، کامیون ها، هواپیماها و نیروگاه ها بیشتر از ۹۰ درصد از مواد تولیدى پالایشگاه ها را مى بلعند، اما پلاستیک ها از بقیه آن استفاده مى کنند که این مقدار تنها در آمریکا حدود ۸۰ میلیون تن در سال است.تا به امروز کوشش صنایع بیوتکنولوژیکى و کشاورزى در مورد جایگزینى پلاستیک هاى معمولى با پلاستیک هاى گیاهى به سه دیدگاه منجر شده است که عبارتند از: تبدیل شکرهاى گیاهى به پلاستیک، تولید پلاستیک در داخل بدن میکروارگانیسم هاى گیاهى، رشد پلاستیک در ذرت و دیگر غلات.شرکت کارگیل (Cargill) یکى از غول هاى صنایع کشاورزى به همراه شرکت داو (Dow) برترین شرکت شیمیایى جهان، چند سال پیش به توسعه دیدگاه اول همت گماشتند که به تبدیل شکر حاصل از ذرت و دیگر گیاهان پلاستیکى به نام پلى لاکتید (PLA) منجر شد. در مرحله اول میکروارگانیسم ها شکر را به اسیدلاکتیک تبدیل مى کنند و در مرحله بعدى، به طور شیمیایى مولکول هاى اسید لاکتیک به یکدیگر متصل مى شوند تا زنجیره اى مشابه زنجیره پلى اتیلن ترفنالات (PET) که پلاستیکى پتروشیمیایى است و در بطرى نوشابه هاى خانواده و در الیاف لباس ها استفاده مى شود، به دست آید. در واقع جست وجوى محصولات جدید از شکر ذرت، جزیى از فعالیت هاى طبیعى شرکت کارگیل بود که با استفاده از کارخانه هاى آسیاى مرطوب دانه هاى ذرت را به محصولاتى از قبیل شربت با فروکتوز بالاى ذرت، اسید سیتریک، روغن نباتى، بیواتانول و غذاهاى حیوانات تبدیل مى کند. در سال ۱۹۹۹ کارخانه هاى این شرکت ۳۹ میلیون تن ذرت را فرایند کردند که این مقدار تقریباً ۱۵ درصد کل برداشت ذرت آمریکا در آن سال بود. در ابتداى سال ۲۰۰۰ مجموعه کارگیل- داو طرحى با سرمایه ۳۰۰ میلیون دلار به منظور تولید انبوه پلاستیک جدیدشان راه اندازى کرد. این طرح با نام تجارى Nature Works و براى تولید انبوه PLA ارائه شد.دیگر شرکت ها از جمله صنایع شیمیایى سلطنتى (ICI) روش هایى براى تولید نوع دوم این پلاستیک ها ابداع کردند. این پلاستیک پلى هیدروکسى آلکانوایت (PHA) نام دارد. PHA شبیه PLA از شکر گیاهى ساخته شده و تجزیه پذیر است. البته در مورد PHA یک باکترى به نام Ralstona eutropha شکر را مستقیماً به پلاستیک تبدیل مى کند. براى تولید PLA یک مرحله شیمیایى خارج از ارگانیسم باید انجام گیرد اما در تولید PHA، این زنجیره به طور طبیعى در داخل میکروارگانیسم تا ۹۰ درصد از جرم سلول منفرد به صورت گرانول تجمع مى کند.در پاسخ به بحران نفت در دهه ،۱۹۷۰ ICI فرایند تخمیرى در مقیاس صنعتى خود را که طى آن میکروارگانیسم ها شکر را به PHA تبدیل مى کنند، با ظرفیت چند تن در سال ارائه کرد. شرکت هاى دیگرى این پلاستیک را قالب ریزى کرده و از آن اقلام تجارتى مثل تیغ ریش قابل تجزیه بیولوژیکى و بطرى هاى شامپو ساخته و به بازار ارائه کردند. اما این اقلام پلاستیکى اساساً قیمت بالاترى از اقلام با پلاستیک هاى معمولى داشتند و هیچ مزیت عملکردى به غیر از تجزیه پذیرى بیولوژیکى نداشتند. در سال ۱۹۹۵ شرکت مونسانتو (Monsanto) فرایند و دستگاه هاى مربوطه را خریدارى کرد، اما سودآورى آن هم مبهم باقى مانده است. بسیارى شرکت ها و گروه هاى علمى و نیز شرکت مونسانتو کوشش هاى خود را معطوف به سومین دیدگاه تولید PHA یعنى رشد دادن پلاستیک در گیاه کرده اند. با تصحیح ژنتیکى گیاه غله مى توان آن را قادر به سنتز پلاستیک ساخت و در نتیجه فرایند تخمیر را حذف کرد. یعنى به جاى رشد دادن غله، سپس برداشت آن، فرایند کردن آن، تولید شکر و نهایتاً تخمیر شکر و تولید پلاستیک مى توان مستقیماً پلاستیک را در خود گیاه ساخت. بسیارى محققین این دیدگاه را جذاب ترین و با بازده ترین راه حل ساخت پلاستیک از منابع انرژى تجدیدپذیر مى دانند. طى این سال ها گروه هاى زیادى در تعقیب این هدف بوده و هستند.146841.jpgدر اواسط دهه ۱۹۸۰ استیون اسلاتر (Steven C.Salter) عضو گروهى بود که وظیفه آن جداسازى ژن هاى سازنده پلاستیک از باکترى بود. محققین پیش بینى مى کنند که قرار دادن این آنزیم ها در داخل یک گیاه مى تواند تبدیل استیل کوآنزیم A (ماده ى که حین تبدیل نور خورشید به انرژى، به طور طبیعى در گیاه تشکیل مى شود) به نوعى پلاستیک را انجام پذیر سازد. در سال ۱۹۹۲ همکارى بین دانشمندان دانشگاه دولتى میشیگان و دانشگاه جیمز مادیسون با این هدف شروع شد. محققین با انجام مهندسى ژنتیک روى گیاه Arabidopsis Thalianan توانستند نوعى PHA ترد بسازند. دو سال بعد شرکت مونسانتو کار براى ساخت نوع انعطاف پذیرتر PHA را روى یک گیاه معمول تر یعنى ذرت شروع کرد. از آنجا که تولید پلاستیک نمى تواند با تولید غذا رقابت کند، محققین هدف خود را به سوى استفاده از قسمت هایى از گیاه ذرت که برداشت نمى شود (مثل برگ و ساقه) متوجه ساختند. رشد دادن پلاستیک در برگ و ساقه به کشاورزان هنوز این امکان را مى دهد که بتوانند با کمباین هاى معمولى میوه ذرت را برداشت کرده و با زیرورو کردن مجدد مزرعه، برگ ها و ساقه هاى حاوى پلاستیک را برداشت کنند. برخلاف تولید PHA و PLA به روش تخمیر که باید با استفاده از زمین براى تولید ذرت براى دیگر مقاصد رقابت کند، رشد دادن PHA در برگ و ساقه ذرت این امکان را به وجود مى آورد که بتوان ذرت و پلاستیک را به طور همزمان از یک مزرعه به دست آورد. ضمناً با استفاده از گیاهان مناسب شرایط نامساعد مثل Switch grass مى توان از این تقابل بین تولید پلاستیک و دیگر استفاده ها از زمین جلوگیرى کرد. یعنى لزومى ندارد که فقط زمین هاى مخصوص کشت ذرت را به این کار اختصاص دهید. محققین به پیشرفت هاى فنى وسیعى در زمینه افزایش میزان پلاستیک در گیاه و همچنین تغییر زنجیره پلاستیک به منظور حصول به خواص مفید، دست یافته اند. گرچه این نتایج وقتى مستقلاً دیده مى شوند تشویق کننده اند ولى حصول به هر دو ویژگى یعنى ترکیب مفید و نیز میزان بالاى پلاستیک در گیاه خود یک مشکل است. تاکنون اثبات شده است که کلروپلاست هاى برگ بهترین مکان براى تولید پلاستیک هستند. اما کلروپلاست ها اعضاى سبزى هستند که وظیفه شان جذب نور است و این در حالى است که غلظت بالاى پلاستیک از فتوسنتز جلوگیرى کرده و بازدهى گیاه را کاهش مى دهد. همچنین جداسازى پلاستیک از گیاه خود یک چالش است. ابتدائاً محققین شرکت مونسانتو تاسیسات استخراج را به عنوان واحد جانبى کارخانه فرآورى ذرت در نظر گرفتند. اما وقتى این واحد را روى کاغذ طراحى کردند متوجه شدند استخراج و جمع آورى پلاستیک به مقادیر زیادى حلال نیاز دارد که در نتیجه مى بایست بعداً به منظور استفاده مجدد بازیابى شود. این زیرساختار فرایند از لحاظ اندازه با کارخانه هاى موجود پتروشیمیایى برابرى مى کند و اندازه کارخانه آسیاى ذرت را به شدت افزایش مى دهد. باید توجه داشت که انجام سرمایه گذارى و گذشت زمان باعث مى شود که محققین بر این موانع فنى غلبه کنند.اما اینجا سئوالى که مطرح مى شود این است که کدام راه حل ارزشمندتر است؟ وقتى انرژى و ماده خام لازم براى هر مرحله رشد PHA در گیاهان، برداشت، خشک کردن برگ و ساقه، استخراج PHA از برگ و ساقه، تخلیص پلاستیک، جداسازى و بازیایى حلال و تبدیل پلاستیک به رزین را بررسى کنید خواهید دید که این دیدگاه، انرژى خیلى بیشترى نسبت به تولید مواد پلاستیکى از منابع فسیلى در اغلب روش هاى پتروشیمیایى، مصرف مى کند. در یک تحقیق که اخیراً تکمیل شده است، محققین متوجه شدند که ساخت یک کیلوگرم PHA از گیاه ذرت (تصحیح شده ژنتیکى) حدود ۳۰۰ درصد انرژى بیشتر از ۲۹ مگاژول لازم براى ساخت مقدار برابر پلى اتیلن (ساخته شده از سوخت فسیلى) مصرف مى کند. بنابراین ناامیدانه باید گفت مزیت استفاده از ذرت به جاى نفت به عنوان ماده خام، جبران کننده این میزان اختلاف در انرژى مصرفى نیست. براساس الگوهاى امروزى مصرف انرژى در صنایع فرآورى ذرت، براى تولید یک کیلوگرم PHA نیاز به ۶۵/۲ کیلوگرم سوخت فسیلى است. براساس اطلاعات جمع آورى شده توسط جامعه سازندگان اروپایى پلاستیک ها (APME) از ۳۶ کارخانه اروپایى تولید پلاستیک، تخمین زده شد که براى تولید یک کیلوگرم پلى اتیلن تنها به ۲/۲ کیلوگرم نفت و گاز طبیعى نیاز است که تقریباً نصف آن در محصول نهایى ظاهر مى شود. این موضوع به این معنى است که تنها ۶۰ درصد از مقدار نفت و گاز مصرفى یعنى ۳/۱ کیلوگرم از آن به منظور تولید انرژى سوزانده مى شود.با توجه به این مقایسه، ممکن نیست متقاعد شوید که رشد دادن پلاستیک در ذرت و سپس استخراج آن توسط انرژى ناشى از سوخت هاى فسیلى باعث حفظ منابع فسیلى مى شود. در واقع با جایگزینى منبع تجدیدپذیر به جاى منبع تجدیدناپذیر، ناگزیر به استفاده از مقدار بیشترى از آن خواهید شد. در مطالعه قدیمى ترى، آقاى «تیلمان جرن جروس» (Tilman Gorngross) کشف کرد که تولید یک کیلوگرم PHA به وسیله تخمیر میکروبى همان میزان سوخت فسیلى، یعنى ۳۹/۲ کیلوگرم، نیاز دارد. این نتایج مایوس کننده قسمتى از دلایلى بود که براساس آن شرکت مونسانتو، پیشرو تولید PHA از گیاه، سال گذشته اعلام کرد که توسعه چنین سیستم هاى تولید پلاستیک را متوقف خواهد کرد. هم اکنون تنها پلاستیک کارخانه اى به این روش که صنعتى شده است، پلاستیک PLAى Cargill- Dow است. این فرایند ۲۰ تا ۵۰ درصد منابع فسیلى کمترى نسبت به ساختن پلاستیک از نفت مصرف مى کند، اما هنوز از دیدگاه انرژى بسیار پرمصرف تر از بسیارى فرایندهاى پتروشیمیایى است. مسئولان شرکت انتظار دارند نهایتاً بتوانند میزان انرژى لازم را کاهش دهند. راه دیگر همانا توسعه دیگر منابع شکر گیاهى که انرژى کمترى براى فرآورى نیاز دارند، (مثل گندم و چغندر) است که مى تواند استفاده از سوخت هاى فسیلى را کاهش دهد.در همین زمان، دانشمندان در Cargill- Dow تخمین مى زنند اولین تاسیسات ساخت PLA که هم اکنون در Blair نبراسکا در حال ساخت است، بتواند براى هر کیلوگرم پلاستیک ۵۶ مگاژول انرژى مصرف کند که این مقدار ۵۰ درصد بیشتر از انرژى لازم براى PET ولى ۴۰ درصد کمتر از نایلون است.انرژى لازم براى تولید پلاستیک هاى گیاهى دومین و حتى اولین مشکل زیست محیطى این فرایند است.نفت اولین منبع براى تولید پلاستیک هاى معمول است، اما ساخت پلاستیک از گیاهان عمدتاً بر زغال و گاز طبیعى تکیه دارد که براى راه انداختن مزارع ذرت و صنایع فرآورى ذرت مصرف مى شود. به همین دلیل تعدادى از روش هاى گیاهى از سوخت هاى کمیاب (نفت) به سوخت هاى فراوان (زغال) تغییر سوخت داده اند. بعضى متخصصان معتقدند این تغییر سوخت گامى به سمت توسعه پایدار است. موضوع فراموش شده در این منطق، این حقیقت است که تمامى سوخت فسیلى مصرف شده براى ساخت پلاستیک ها از مواد خام تجدیدپذیر (ذرت) مى بایست سوخته شوند تا انرژى تولید کنند، در حالى که در فرایندهاى پتروشیمیایى قسمت عمده اى از سوخت به محصول نهایى تبدیل مى شود.سوزاندن سوخت بیشتر باعث وخیم تر کردن مشکل دیگرى مى شود که آن افزایش انتشار گازهاى گلخانه اى مثل دى اکسیدکربن است. همچنین به طور طبیعى دیگر انتشارات مرتبط با احتراق سوخت فسیلى، مثل دى اکسید گوگرد نیز افزایش مى یابد. این گاز باعث تولید باران اسیدى مى شود و مورد نگرانى است. باید توجه داشت که هر فرایندى که انتشار چنین گازهایى را افزایش دهد، در تقابل با پروتکل کیوتو قرار مى گیرد. این قرارداد ناشى از کوشش بین المللى است که توسط سازمان ملل به منظور تصحیح کیفیت هوا و محدود کردن گرم شدن جهانى از طریق کاهش دى اکسیدکربن و دیگر گازهاى مسئول در اتمسفر برقرار شده است.چنین نتیجه گیرى از تحلیل هاى ارائه شده، اجتناب ناپذیر است. مزیت زیست محیطى رشد پلاستیک ها در گیاهان در سایه مضراتى چون افزایش مصرف انرژى و افزایش انتشار گازها قرار گرفته است. به نظر مى آید PLA تنها پلاستیک گیاهى باشد که بتواند در این زمینه رقابت کند. گرچه این راه حل به اندازه ساخت PHA در گیاه مناسب نیست، اما داراى مزایایى است که یک فرایند را با بازده جلوه گر مى کند. یعنى نیاز به انرژى کم و درصد بالاى تبدیل (بیش از ۸۰ درصد از هر کیلوگرم از شکر گیاهى در محصول نهایى ظاهر مى شود). اما به رغم PLA بر پلاستیک گیاهى، حین تولید این پلاستیک به ناچار مقادیر بیشترى گاز گلخانه اى نسبت به فرایندهاى پتروشیمیایى مشابه منتشر مى شود.