علف‌های هرز گیاهان ناخواسته‌ای هستند که با ورود به بوم‌نظام‌های کشاورزی، برای کسب منابع محدود و مشترک با گیاهان زراعی و باغی رقابت و منجر به کاهش معنی‌دار عملکرد آنها می‌شوند. ازاین‌رو کنترل آنها نقش مهمی در تأمین انرژی و مایحتاج جوامع بشری و امنیت غذایی آنها دارد. در نیم قرن اخیر توجه بسیاری از متخصصین علوم علف‌های هرز معطوف به ریشه‌کن کردن این گیاهان ناخواسته بوده است. اما به رغم فشارهای روزافزون انسان بر آنها، علف‌های هرز به‌سبب توانایی پراکنش بالا و سازگاری سریع به روش‌های کنترل، نه‌تنها همچنان به‌عنوان مهمترین محدودیت در تولید بوم‌نظام‌های کشاورزی به شمار می‌روند، بلکه رهیافت‌های کنترلی انسان در خصوص علف‌های هرز، معضلات نوظهوری را در این خصوص در پی داشته است. گسترش مداوم بیوتیپ‌های مقاوم علف‌های هرز به علف‌کش ها، خطرات زیست‌محیطی ناشی از کاربرد آنها، تغییر فلور علف‌های هرز و تهاجم گونه‌های جدید به بوم‌نظام‌های کشاورزی از جمله دغدغه‌ها و مشکلاتی هستند که همچنان مدیریت علف‌های هرز را تحت‌الشعاع قرار داده است. ازاین‌رو به‌عنوان تفکری آینده‌نگر، بشر پیش‌بینی‌های خود را در جهت حل مشکلات مذکور و پرهیز از بروز مشکلات نوظهور و جدی‌تر معطوف کرده است. به بیانی دیگر، توجه به آینده‌پژوهی در علوم علف‌های هرز، یکی از ضروریات اجتناب‌ناپذیر است که می‌بایست مورد توجه جدی محافل علمی مرتبط قرار گیرد. در این کتاب که در نوع خود یکی از اولین متون مرتبط با این حوزه است، سعی بر این شده که پس از اشاره به تاریخچه علم علف‌های هرز و بیان و تحلیل معضلات موجود و پیشِ‌روی علف‌های هرز، پیش‌بینی‌های لازم در قالب فلسفه آینده‌پژوهی در علوم علف‌های هرز ارائه شود. فناوری‌های نوظهور از جمله نانو‌علف‌کش‌ها، علف‌کش‌های دیجیتال، علف‌کش‌های زیستی و جدید، پهپادها و ربات‌ها، زیست فناوری با تأکید بر کاربردهای اومیکس، مدیریت دقیق علف‌های هرز، کاربردهای علم فیزیک در کنترل علف‌های هرز و لزوم ارتباطات و تعاملات بین شاخه‌ای در مطالعات و پژوهش‌های آینده در علوم علف‌های هرز، مهمترین رئوس مطالب فصل‌های این کتاب را تشکیل داده است. مطالعه این مجموعه جهت استفاده محققان علوم علف‌های هرز و گیاهان مهاجم، علوم زراعت، دانشجویان مقاطع تحصیلی کارشناسی و تحصیلات تکمیلی رشته‌های علوم کشاورزی و منابع طبیعی، زیست‌شناسی گیاهی و به‌ویژه علوم علف‌های هرز مفید است و تدریس آن در دروس مرتبط با مدیریت علف‌های هرز پیشنهاد می‌شود.

پیشگفتار/8

مقدمه/ 10

1.مقدمه و کلیات/10

منابع/12

2. تاریخچه علوم علف‌های هرز/13

2-1  مقدمه/ 13

2-2  علف‌های هرز و کنترل آنها قبل از 1800 میلادی/13

2-3  توسعه روش‌های مکانیکی در کنترل علف‌های‌ هرز/15

2-4  ظهور علف‌کش‌ها و کنترل شیمیایی علف‌های ‌هرز/16

2-5  توسعه کنترل بیولوژیک علف‌های ‌هرز/. 19

2-6  تاریخچه تحقیقات علوم علف‌های‌ هرز/. 20

2-7  توسعه قوانین و مقررات اولیه در علوم علف‌های ‌هرز./ 22

2-8  آموزش و ترویج./ 23

2-9  سازمان‌های مرتبط با علوم علف‌های‌ هرز./ 24

2-10  نیم‌نگاهی به تاریخچه علوم علف‌های هرز در ایران./ 26

منابع. 27

3. چالش‌های نوظهور و پیشِ‌روی علومِ علف‌های ‌هرز/. 30

3-1  مقاومت و کاهش کارایی علف‌کش‌ها /31

3-2  رانش ژن./ 33

3-3  تغییر اقلیم/. 34

3-4  تغییر فلور علف‌های‌ هرز./ 35

3-5  آسیب‌های زیست‌محیطی./ 36

3-5-1  آلودگی آب‌های زیرزمینی/. 37

3-5-2  باقیمانده علف‌کش‌ها در خاک/37

3-5-3  برهم خوردن تنوع زیستی./37

منابع/. 38

4. فرصت‌ها و جهت‌گیری‌ها /42

4-1  علف‌کش‌های جدید/. 42

4-1-1  علف‌کش‌های مداخله‌کننده رونویسی ژن‌ها /43

4-1-2  نانوعلف‌کش‌ها/ 45

4-1-3  علف‌کش‌های زیستی./ 49

4-2  الکتریسیته و علف‌کش‌های الکتریکی (الکتروهربیسایدها)/53

4-3  مدیریت دقیق در علف‌های‌ هرز./ 55

4-3-1  مکان‌یابی و نقشه پراکنش./ 56

4-3-2  پهپادها /60

4-3-3   ربات‌ها /62

4-4  شناخت بیولوژی و اکولوژی/64

4-4-1  چالش‌ها و پرسش‌ها /64

4-4-2  مدیریت زراعی./67

4-5  کنترل بیولوژیک./68

4-6  فناوری اطلاعات./70

4-7  آموزش و پژوهش./74

منابع/76

5. فناوری‌های نوظهور/. 80

5-1   فناوری‌های پیشِ‌رو/. 80

5-1-1  اومیکس./80

5-1-2  ترنسکریپتومیکس برای ارزیابی مقاومت به علف‌کش./82

5-1-3  تلفیق زمینه‌های اومیکس برای تشخیص محل عمل فیتوتوکسین‌ها/ 83

5-1-4  محدودیت‌ها و آینده اومیکس./86

5-2  مهندسی ژنتیک/86 

5-3  کاربردهای عملی علم فیزیک در علوم علف‌های ‌هرز/. 88

5-3-1  کنترل با استفاده از حرارت./88

5-4  تخریب بذر علف‌های ‌هرز./ 92

5-4-1  شکار بذر./ 93

5-4-2  کنترل در هنگام برداشت محصول/. 94

5-5  کاربردهای عملی هوش مصنوعی در علوم علف‌های هرز/. 97

5-5-1  شناسایی و تشخیص علف‌های هرز/. 98

5-5-2  کنترل دقیق علف‌های هرز/. 98

5-5-3  تمایز علف‌های هرز و محصولات زراعی./ 98

5-5-4  سیستم‌های تصمیم‌گیری پشتیبان/. 98

5-5-5  پیش‌بینی رشد و رویش علف‌های هرز/. 99

منابع./ 99

6. مطالعات و پژوهش‌های بین‌رشته‌ای/102

6-1  مطالعات بین‌رشته‌ای./102

6-1-1  عناصر اصلی پژوهش‌های بین‌رشته‌ای./103

6-2   گذشته و آینده پژوهش‌های بین‌رشته‌ای علف‌های‌ هرز./103

6-2-1  پژوهش‌های بین‌رشته‌ای علف‌های هرز در بوم‌نظام‌های کشاورزی خرده‌پا/ 104

6-2-2  نمونه‌ای از پژوهش‌های بین‌رشته‌ای موفق و اثرگذار در آینده /106

6-3   فرصت‌ها و محدودیت‌های پژوهش‌های بین‌رشته‌ای./. 108

منابع/. 109

واژه‌نامه /111