از آنجایی که جمعیت جهان از مرز هشت میلیارد می گذرد، اطمینان از اینکه همه به اندازه کافی غذا می خورند بسیار مهم است. برای این منظور، پیشرفت در کشاورزی یکی این کلید ادامه بقای ما به عنوان یک گونه است، همانطور که برای هزاران سال بوده است. نوآوری‌ها در کشاورزی به مردم سراسر جهان کارآمدتر و دسترسی بیشتری به غذا داده است.
طبق گزارش USDA، یک کشاورز در دهه 1960 به طور متوسط به 25 نفر غذا می داد، در حالی که امروزه یک کشاورز آمریکایی به بیش از 155 نفر در سراسر جهان غذا می دهد. این افزایش تا حد زیادی به دلیل تحقیقات و فناوری های جدید است که باعث افزایش تولید شده است.
حال بیایید نگاهی به اختراعات کشاورزی بیاندازیم که بیشترین تاثیر را داشته اند.
1. گاوآهن
یکی یکی از تأثیرگذارترین اختراعات در تاریخ کشاورزی، گاوآهن است که برای شخم زدن خاک قبل از کاشت محصولات یا بذر استفاده می شود. قبل از موتورهای احتراق داخلی، گاوآهن توسط حیواناتی مانند گاو یا اسب کشیده می شد، اما امروزه تراکتورها این کار را انجام می دهند.
شخم باعث سست شدن و نرم شدن خاک می شود که امکان کاشت سریعتر را فراهم می کند. همچنین مواد مغذی را در خاک توزیع می کند.
از نظر تاریخی، گاوآهن هزاران سال قدمت دارد. قبل از شخم زدن، خاک را با چوب های حفاری دستی شخم می زدند. اولین شواهد از شخم زدن در مکانی در جمهوری چک از قرن 35 تا 38 قبل از میلاد یافت شد. پیدا شد.
مصریان باستان نمونه اولیه یک گاوآهن بزرگ را ساختند که توسط حیوانات کشیده می شد.
2. کود
کود ماده ای است که برای تأمین مواد مغذی به خاک اضافه می شود و یا مستقیماً به گیاهان اعمال می شود. تاریخچه کود احتمالاً به گذشته‌تر از گاوآهن برمی‌گردد. حدود 8000 سال پیش، کشاورزان محصولات خود را با کود کود بارور می کردند. خاکستر چوب زمانی یک کود محبوب بود، در حالی که در آند از فضولات پرندگان دریایی یا خفاش استفاده می شد.
کود تجاری ترکیبی از نیتروژن، فسفات و پتاس است که در اواخر دهه 1880 تولید شد و امروزه تقریباً در همه جا استفاده می شود. یک دستاورد کلیدی در توسعه کودهای نیتروژن مصنوعی، فرآیند Haber-Bosch بود.
این فرآیند توسط شیمیدانان آلمانی فریتز هابر و کارل بوش توسعه داده شد که هر دو جایزه نوبل را برای کار خود دریافت کردند. در این فرآیند نیتروژن و هیدروژن برای تولید آمونیاک که ماده اصلی کودهای مبتنی بر نیتروژن است، ترکیب می شود.
در سال 2020، رکوردشکنی 200 میلیون تن کود در سراسر جهان مصرف شد. چرا کود اینقدر محبوب است؟ زیرا به کشاورزان کمک می کند تا بازده محصول بالایی داشته باشند و به آنها اجازه می دهد هر سال محصولات بیشتری را در همان زمین کشت کنند.
استفاده گسترده از مواد شیمیایی نیز به نگرانی های زیست محیطی جدی منجر شده است. نیترات ها اغلب آب های زیرزمینی را آلوده می کنند، به محیط زیست آسیب می رسانند و سلامتی را به خطر می اندازند، همچنین از طریق کشاورزی فشرده، مواد مغذی را از خاک حذف می کنند و آن را بدون کودهای شیمیایی غیرقابل استفاده می کنند.
3. خرمن کوب
خرمن کوب وسیله ای مکانیکی است که جداسازی دانه از کاه را بسیار آسانتر و سریعتر می کند. اولین ماشین خرمنکوب در حدود سال 1778 توسط مهندس مکانیک اندرو میکل از اسکاتلند اختراع شد. دستگاه خرمنکوب در طول زمان دستخوش پیشرفت های زیادی شده است.
برادران آمریکایی هیرام و جان پیتس در سال 1830 یک جداکننده خرمنکوبی ساختند که در نهایت با اسب کار می کرد. با گسترش ماشین های خرمن کوبی در قرن نوزدهم، به دلیل کاهش نیاز به نیروی کار، تولید غلات به طور چشمگیری افزایش یافت.
4. پنبه پاک کن
انقلاب صنعتی رونق زیادی به کشاورزی داد. پنبه پاک کن که توسط الی ویتنی آمریکایی بین سال های 1793 تا 1794 اختراع شد، انقلابی در صنعت پنبه بود.
این دستگاه جدا شدن دانه های پنبه از الیاف را بسیار تسریع می کرد. با استفاده از یک سری چرخ با دندانه های اره مانند، پنبه پاکن می تواند 1000 پوند (453 کیلوگرم) پنبه را تمیز کند. در همان زمان، یک نفر پنج پوند (2 کیلوگرم) پنبه را با دست تمیز می کرد.
این امر باعث کاهش قابل توجه قیمت پارچه های پنبه ای شد و کشاورزی پنبه را بسیار سودآور کرد و در نتیجه تقاضا برای نیروی کار در جنوب آمریکا افزایش یافت.
پنبه پاک کن مانند یک الک عمل می کند و از یک طبل چوبی با یک سری قلاب تشکیل شده است که الیاف پنبه را گرفته و از یک توری ظریف عبور می دهد. این فرآیند دانه ها را حفظ می کند. برخی از پنبه پاکن ها با میل لنگ دستی کار می کردند، در حالی که برخی دیگر می توانستند توسط اسب ها راه اندازی شوند و این ماشین ها سپس با موتورهای بخار کار می کردند.
5. گریم ریپر
دستگاه دیگری که کارهایی را که قبلاً به صورت دستی انجام می شد مکانیزه می کرد ماشین چمن زنی بود که هدف آن برداشت دانه های ریز بود. آنها اولین بار در حدود سال 1800 در بریتانیا ظاهر شدند، اما ناموفق بودند.
اولین نسخه محبوب آن در سال 1831 توسط سایروس مک کورمیک 22 ساله در ایالات متحده ایجاد شد. این امر باعث شد تا سرعت برداشت در مزارع بزرگ به میزان قابل توجهی افزایش یابد.
6. کمباین
کمباین همانطور که از نامش پیداست، چهار عملیات برداشت را به طور همزمان ترکیب می کند: برداشت، خرمن کوبی، کاشت و خرمنکوبی که شامل دمیدن هوا در بذرها برای حذف بذرهای اضافی است.
اولین کمباین در سال 1835 ساخته شد و مخترع آمریکایی هیرام مور، دارنده اختراع اولین کمباین موفق در نظر گرفته می شود.
اولین دروگر جهان، مانند دروگرهای بزرگ امروزی، دارای سر پهن با تیغه هایی بود که می توانست ساقه گیاهان را برش دهد. ساقه ها را به دستگاه خرمنکوبی می دادند که ساقه ها را از کاه و سایر مواد جدا می کرد.
در حالی که اولین کمباین ها توسط تیم هایی با حداکثر 20 اسب کشیده می شدند، این ماشین ها قبلاً در سال 1886 خودکار بودند. مدل های جدید می توانند 100 هکتار در روز برداشت کنند که قبلا چندین روز طول می کشید.
7. تراکتور
اختراع تراکتور برای افزایش کارایی کشاورزی بسیار مهم بود. قبل از وجود تراکتورها، کشاورزان برای کار در مزارع به قدرت خود یا حیواناتی مانند گاو، قاطر و اسب تکیه می کردند.
مخترع بریتانیایی ریچارد تروتیک در اوایل سال 1812 تراکتورهای بخار را اختراع کرد. تراکتورهای بنزینی در اواسط تا اواخر دهه 1890 توسعه یافتند و تراکتور John Froehlich در سال 1892 به عنوان اولین تراکتور موتور احتراق داخلی مورد ستایش قرار گرفت.
تراکتور فارمال 1924 اولین تراکتوری بود که قادر به کشیدن دروگرها و سایر تجهیزات برای کاشت و پرورش محصولات بود. این دستگاه از محبوبیت زیادی برخوردار شد و با تقاضای بسیار بالای خود سر و صدای زیادی در صنعت تراکتور به پا کرد.
8. ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی (GMOs)
در حالی که بیشتر اختراعات این لیست به دوران باستان یا انقلاب صنعتی بازمی‌گردد، یکی یکی از مهمترین و بحث برانگیزترین شیوه های کشاورزی که در حال حاضر با آن سروکار داریم نسبتاً جدید است و موجودات اصلاح شده ژنتیکی (GMOs) را شامل می شود.
توسعه ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی را می توان به روش های قدیمی مانند اصلاح نژاد انتخابی و تلاقی برای تولید صفات مطلوب در گیاهان و حیوانات ردیابی کرد. با این حال، این نوع رویکرد به طور کلی زمان بر است و نتایجی که می تواند به دست آورد محدود است.
اولین گیاه اصلاح شده ژنتیکی (GMP) یک سویه تنباکوی مقاوم به آنتی بیوتیک بود که در سال 1983 توسعه یافت. در سال 1994، گوجه‌فرنگی با تأخیر در رسیدن به اولین محصول تجاری اصلاح شده ژنتیکی در دسترس تبدیل شد.
سپس کدو تنبل، سویا، پنبه، ذرت، پاپایا، سیب زمینی و کلزا اصلاح شده ژنتیکی تولید شد. با وجود نگرانی های قابل توجه در مورد نشت ژن از محصولات اصلاح شده ژنتیکی، لیست غذاهای اصلاح شده همچنان در حال رشد است.
در سال 2017، اولین ماهی قزل آلا اصلاح شده با رشد سریع به صورت تجاری فروخته شد. اگرچه در ابتدا در سال 1989 ایجاد شد.
چرا تغییرات ژنتیکی ایجاد می کنیم؟ ارگانیسم ها را می توان برای رشد سریع تر، تولید محصولات بیشتر، تولید ضایعات کمتر، تامین مواد مغذی خاص و مقاومت بهتر در برابر آفات و بیماری ها اصلاح کرد.
با این حال، از آنجایی که این ارگانیسم ها ثبت اختراع شده اند و اغلب مهندسی شده اند تا در برابر آفت کش های خاصی که توسط همان شرکت ها فروخته می شوند مقاوم باشند، کشاورزان اغلب در سیستمی به دام می افتند که در آن باید بذر و آفت کش ها را از همان شرکت خریداری کنند.
این روش منتقدان زیادی نیز دارد. نگرانی هایی در مورد اثرات طولانی مدت این غذاها بر سلامتی وجود دارد، اما نگرانی های بیشتری در مورد تأثیر ژن های تغییر یافته بر جمعیت های وحشی مطرح شده است، زیرا گیاهان و حیوانات تغییر یافته ضعیف تر از نسخه های اصلی هستند.
همچنین نگرانی هایی در مورد محتوای غذایی این گیاهان اصلاح شده و تأثیر آنها بر مقاومت آنتی بیوتیکی و افزایش آلرژی وجود دارد.