آفت کش‌های زیستی و اهمیت آن‌ها در حفاظت از گیاهان

آفتکش های زیستی (Biopesticides) ترکیبات طبیعی و بیولوژیکی هستند که برای کنترل آفات مختلف کشاورزی در جنگل ها، باغ ها، زمین های کشاورزی و غیره استفاده می شوند. انواع مختلفی از آفت کش های زیستی وجود دارد که از منابع مختلف ساخته شده اند. این مطلب بر کاربرد عوامل کنترل زیستی شامل میکروارگانیسم‌هایی از جمله باکتری‌ها، سیانوباکتری‌ها و ریزجلبک‌ها، ترکیبات گیاهی و فناوری مبتنی بر RNAi که اخیراً استفاده شده است، تأکید می‌کند. این تکنیک ها شرح داده شده و پیشنهاداتی برای کاربرد آنها در کشاورزی مدرن برای مدیریت آفات ارائه شده است. آفت کش های زیستی مزایای متعددی نسبت به سموم شیمیایی دارند و انتظار می رود در آینده سهم زیادی از بازار را به خود اختصاص دهند.

اهمیت کاربرد آفتکش های زیستی

با توجه به اثرات ناگوار استفاده از آفتکش هاي شیمیایی بر محیط زیست و سلامت انسان، امروزه، کاربرد سموم زیستی (biopesticides) به عنوان روش جایگزین، مؤثر و در عین حال بی خطر، براي کنترل آفات در برنامه هاي کشاورزي پایدار، ضروري می باشد.

آفتکش هاي زیستی که در این جا به آنها پرداخته می شود، شامل فرآورده هایی است که حاوي میکروارگانیسم هاي زنده می باشد. اگرچه، تعداد فراوانی از سویه هاي مؤثر آفتکش هاي میکروبی شناسایی شده اند اما یکی از دلایل اصلی عدم موفقیت تجاري آنها، نبود فرمولاسیون هاي مناسب است. چالش هاي متعدد علمی و فنی در فرآیند فرمولاسیون آفتکش هاي زیستی وجود دارد. با این حال، با پیشرفت هاي فنی و نگرش نوین جامعه به غذا و محیط زیست سالم، ثبت و فروش آفتکش هاي زیستی در دنیا در حال افزایش بوده و پیش بینی ها حاکی از افزایش فروش سالیانه آفتکش هاي زیستی در سال هاي آینده می باشد.

مزایای استفاده از آفت کش های زیستی چیست؟

افزایش بهره وری کشاورزی از طرق مختلف حاصل می شود. یکی از مهمترین آنها استفاده از روش های کنترل بیولوژیک در مبارزه با آفات از جمله آفت کش های زیستی است.

کاربرد سموم زیستی مزایای فراوانی دارد. آفت کش های زیستی که از عوامل کنترل آفات با استفاده از میکروارگانیسم های زنده یا محصولات طبیعی هستند، نوید تولید محصولات ارگانیک و ارتقاء کیفیت زندگی را می دهد.

  • آفت کش های زیستی ذاتاً سمیت کمتری نسبت به آفت کش های معمولی دارند.

  • آفت‌کش‌های زیستی عموماً فقط بر آفت هدف و ارگانیسم‌های نزدیک به آن تأثیر می‌گذارند

  • آفت‌کش‌های زیستی اغلب در مقادیر بسیار کم مؤثر هستند و اغلب به سرعت تجزیه می‌شوند

  • آفت کش های زیستی به عنوان بخشی از برنامه های مدیریت یکپارچه آفات (IPM) تا حد زیادی استفاده از آفت کش های معمولی را کاهش می دهند

با این حال، برای استفاده مؤثر (و ایمن) از آفت کش های زیستی، کاربران باید اطلاعات زیادی در مورد مدیریت آفات داشته باشند و باید تمام دستورالعمل های استفاده از محصول زیستی را به دقت دنبال کنند.

آفت کش زیستی (Biopesticides) چیست؟

آفت کش های زیستی ترکیبات یا عوامل طبیعی هستند که از حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها، سیانوباکتری ها و ریزجلبک ها به دست می آیند و برای کنترل آفات و پاتوژن های کشاورزی استفاده می شوند.

آفت کش های زیستی «از مواد طبیعی مانند حیوانات، گیاهان، باکتری ها و مواد معدنی خاص به دست می آیند». محصولاتی مانند ژن ها یا متابولیت های این عوامل کنترل زیستی را می توان برای جلوگیری از آسیب به محصول استفاده کرد.

استفاده از آفت‌کش‌های زیستی بسیار سودمندتر از استفاده از همتایان خود، آفت‌کش‌های شیمیایی سنتی است، زیرا سازگار با محیط‌زیست و خاص میزبان هستند. استفاده و کاربرد آفت‌کش‌های زیستی برای محافظت از گیاهان زراعی در برابر آفات زمانی بیشترین کارایی را دارد که انواع، و استفاده صحیح آنها را بدانید.

در ادامه انواع آفت کش ها را توضیح می دهیم.

1- انواع آفت کش ها

انواع مختلفی از آفت کش‌های زیستی وجود دارد. طبقه بندی سموم زیستی بر اساس منابع استخراج و نوع ترکیب مورد استفاده برای ساخت آنها طبقه ‌بندی می ‌شوند.

2-1آفت کش های میکروبی (Microbial Pesticides)

آفتکش های میکروبی از میکروارگانیسم هایی از جمله باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها مشتق شده اند. ترکیبات فعال جدا شده از این موجودات به گونه های آفت خاص یا نماتدهای پاتوژن حشرات(entomopathogenic) حمله می کنند. آنهایی که به عنوان حشره‌کش‌های زیستی شناخته می‌شوند، حشرات آفت را هدف قرار می‌دهند، در حالی که آنهایی که علف‌های هرز را کنترل می‌کنند، علف‌کش‌های زیستی نامیده می‌شوند. در طول دهه گذشته، فعالیت‌های تحقیقاتی گسترده در مورد آفت‌کش‌های زیستی میکروبی منجر به کشف و توسعه تعداد زیادی از آفت‌کش‌های زیستی شده و راه را برای بازارپسندی آنها هموار کرده است.

استفاده موفقیت آمیز از Bacillus thuringiensis(Bt) و برخی دیگر از گونه‌های میکروبی منجر به کشف بسیاری از گونه‌ها و سویه‌های میکروبی جدید و سموم با ارزش و عوامل بیماری‌زای آن‌ها شد که می‌تواند موهبتی برای صنعت آفت‌کش‌های زیستی باشد و برخی از آنها به محصولات تجاری نیز تبدیل شده اند.

گروه‌های عمده باکتریهای انتوموپاتوژن شامل گونه‌های سودوموناس ، یرسینیا ، کروموباکتریوم و غیره است، در حالی که قارچ‌ها شامل گونه‌هایی از Beauveria ، Metarhizium ، Verticillium ، Lecanicillium ، Hirsutella ، Paecilomyces و غیره هستند. سایر تولیدکنندگان مهم آفت کش های میکروبی، باکولوویروس هایی هستند که گونه های خاص از ویرو سها می باشند.

2-2- آفت کش های بیوشیمیایی (Biochemical Pesticides)

آفت کش های بیوشیمیایی محصولات طبیعی هستند که برای کنترل آفات از طریق مکانیسم های غیر سمی استفاده می شوند، در حالی که آفت کش های شیمیایی از ترکیبات سنتتیک استفاده می کنند که مستقیماً آفات را از بین می برند. آفت‌کش‌های بیوشیمیایی شامل فرمون‌ها، عصاره‌ها یا روغن‌های گیاهی یا تنظیم‌کننده‌های طبیعی رشد حشرات، به انواع مختلفی طبقه ‌بندی می ‌شوند.

2-2-1- فرومون های حشرات

فرمون ها مواد شیمیایی تولید شده توسط حشرات هستند. از این مواد در برنامه های مدیریت یکپارچه آفات (IPM) برای کنترل حشرات استفاده می شود. برخی از فرمون ها با اختلال در جفت گیری حشرات و ممانعت از تولید مثل در آنها، منجر به کاهش جمعیت حشرات آفت می شوند. حشرات مورد بهره برداری در این فرآیند، به عنوان دیسپنسر یا توزیع کننده فرمون عمل می کنند که به دلیل وجود فلوم های فرمونی منتشر شده در اطراف، گیج می شوند. فرومون‌های حشرات «حشره‌کش» واقعی نیستند، زیرا حشرات را نمی‌کشند، اما بر سیستم بویایی آنها و در نهایت رفتار آنها تأثیر می‌گذارند.

2-2-2- عصاره ها و روغن های گیاهی

در چند سال گذشته، از عصاره های گیاهی و اسانس ها به عنوان جایگزین های جذابی برای مدیریت آفات حشرات استفاده می شود. اینها در واقع حشره کش های گیاهی هستند و حاوی طیف وسیعی از مواد شیمیایی فعال زیستی می باشند.

بسته به ویژگی‌های فیزیولوژیکی گونه‌های حشرات و همچنین نوع گیاه، عصاره‌های گیاهی و اسانس‌ها (EOs) کاربرد زیادی در برابر حشرات نشان می‌ دهند.

  • آنها می ‌توانند به عنوان دافع، جذب کننده یا ضد تغذیه ای (antifeedants) عمل کنند.

  • همچنین ممکن است تنفس را مهار کنند

  • شناسایی گیاهان میزبان توسط حشرات را مختل می کنند

  • تخمگذاری را مهار می کنند

  • ظهور حشرات بالغ را با اثرات تخم کشی و لاروکشی کاهش دهند

ترکیب آنها بسیار متفاوت است. نمونه های معروف در این زمینه روغن چریش (neem) و روغن علف لیمو است که در بازارهای جهانی گیاهان دارویی بسیار رایج است. تحقیقات نشان داد که ترکیبی از روغن چریش با میکروارگانیسم‌های پاتوژن حشرات از جمله Beauveria bassiana ، در برابر آفات مکنده سبزیجات بسیار موفق بود. با این حال، تعیین مقدار دز آزادیراکتین در روغن چریش بسیار مهم است تا ارگانیسم‌های غیرهدف را از بین نبرد.

2-2-3- تنظیم کننده های رشد حشرات

تنظیم کننده های رشد حشرات (IGRs) برخی از فرایندهای اساسی مورد نیاز برای بقای حشرات را مهار می کنند و در نتیجه آنها را می کشند. علاوه بر این، این ترکیبات برای موجودات غیر هدف بسیار انتخابی و سمیت کمتری دارند.

بسته به نحوه عمل، تنظیم کننده های رشد اخیراً در مهارکننده های سنتز کیتین (CSIs) و موادی که با عملکرد هورمون های حشرات (یعنی آنالوگهای هورمون جوانی و اکدی استروئیدها) تداخل می کنند، گروه بندی شده اند.

از تنظیم کننده های رشد برای مبارزه با بسیاری از انواع حشرات از جمله کک، سوسک و پشه استفاده می شود. اگرچه سمیت کمی دارند، اما از تولید مثل، تفریخ تخم و پوست اندازی از یک مرحله به مرحله بعد در حشرات جوان جلوگیری می کنند.

اگرچه تنظیم کننده های رشد برای حشرات بالغ کشنده نیست اما مخلوط کردن آنها با سایر حشره کش ها می تواند حشرات بالغ را از بین ببرد.

3-2- ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی (GMO)

این مواد از طریق ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی (GMOs) تولید می شوند. مواد ژنتیکی در گیاه گنجانده می‌شود و سپس به عنوان منبعی برای تولید ترکیبات آفت‌کش استفاده می‌شود که به عنوان محافظ‌های گیاهی (PIPs) نیز شناخته می ‌شود. پروتئین های Cry تا حد زیادی اولین نسل PIP های حشره کش هستند که به محصولات تراریخته حاوی ژن های تراریخته از باکتری خاک Bt وارد شدند.

3- نحوه اثر آفت کش های زیستی

آفت کش های زیستی بسته به نوع و ماهیت میکروارگانیسم ها به روش های مختلفی بر روی میکروارگانیسم ها اثر می گذارند. چند مکانیسم که از طریق آنها آفت کش های زیستی به پاتوژن ها حمله می کنند یا آنها را می کشند به شرح زیر آورده شده است.

3-1- نحوه اثر آفت کش های میکروبی

آفت کش‌های زیستی میکروبی از جمله قارچ کش ها و باکتری کش ها عموماً به صورت ژنتیکی در کنترل حشرات آفت موثر هستند.

آنها همچنین می توانند نفوذپذیری غشای پلاسما را مختل کنند و باعث نشت مواد (اسیدهای آمینه و الکترولیت ها) شوند، در نتیجه باعث مرگ سلولی می شوند.

علف کش ها با مسدود کردن گلوتامین سنتاز که باعث افزایش آمونیاک می شود، فسفوریلاسیون را در گیاهان مهار می کنند.

3-2- نحوه اثر آفت کش های بیوشیمیایی

این آفت کش ها از گیاهان به دست می آیند. گیاهان تکامل یافته اند و ترکیبات زیادی را تولید می کنند که می تواند به مبارزه با میکروارگانیسم های بیماری زا در طول دوره عفونت و حمله کمک کند. این ترکیبات شامل استروئیدها، آلکالوئیدها، فنیل پروپانوئیدها، فنولیک ها، ترپنوئیدها و ترکیبات نیتروژنه می باشد. به عنوان مثال، نیکوتین اولین حشره‌کشی بود که از برگ‌های تنباکو در قرن هفدهم به دست آمد که برای کشتن سوسک‌های آلو استفاده می‌شد

نیکوتین موجود در تنباکو برای اکثر حشرات گیاهخوار سمی است و آفت کش های مشتق شده از آنها به عنوان آفت کش های سبزبا فعالیت بالا و سمیت کم در نظر گرفته شده اند

حشره کش ها، مانند آزادیراکتین و نیکوتین، با ایجاد اختلال در آنزیم های تنفسی یا مهار تنظیم کننده های رشد حشرات، یا با اتصال به کانال های سدیم عمل می کنند، در حالی که میکروب کش ها عملکرد متابولیک را مختل می کنند و یکپارچگی غشای پلاسما را مختل می کنند و تشکیل کنیدی ها را مهار می کنند

3-3نحوه اثر آفت کش های زیستی مبتنی بر GMO

این ترکیبات زمانی تولید می شوند که ژن ها به گیاه منتقل می شوند و به آن اجازه می دهد ترکیباتی مانند سم Bt تولید کند. از این مواد برای مبارزه با آفات استفاده می شود. اندوتوکسین‌های دلتا تولید شده توسط باکتری B. thuringiensis در روده حشره با عمل پروتئازها به سموم کوچک‌تری تجزیه می‌شوند که سپس به گیرنده‌های روده میانی متصل می‌شوند و باعث گسترش سلولی، پارگی و نشت یون می‌شوند که منجر به مرگ سلولی می‌ شود.

4- آفت کش های زیستی از منابع جلبکی و سیانوباکتری

ریزجلبک ها می توانند به عنوان یک فناوری جایگزین برای افزایش بهره وری در سیستم های کشاورزی پایدار استفاده شوند. تعدادی از سویه های ریزجلبک ترکیبات فعال بیولوژیکی تولید می کنند که شامل ترکیبات ضد میکروبی با پتانسیل عمل به عنوان آفت کش های زیستی است.

بیومس (عصاره ها) را می توان به عنوان جایگزینی برای آفت کش های شیمیایی استفاده کرد. زیرا می تواند رشد گیاه را افزایش دهد و از محصولات کشاورزی محافظت کند. سیانوباکتری رشته ای Nostoc piscinale و دو جلبک سبز تک سلولی، Chlamydopodium fusiforme و Chlorella vulgaris گزارش شده است که فعالیت آفت کشی زیستی بر علیه پاتوژن های خاص دارند.

جدول 1- برخی از آفت کش های زیستی رایج، انواع آنها، و محصولات هدف



منبع



نوع



ارگانیسم



نوع آفت



گیاه هدف



باکتری ها



حشره کش


Bacillus thuringiensis

 var 

kurstaki


B. thuringiensis

 var 

tenebrionis



کاترپیلار، قارچ


(


Botrytis

 )



سوسک برگ خوار



شپشک یونجه



سبزیجات، میوه ها، گیاهان زینتی، غلات



سیب زمینی



قارچ کش


Bacillus subtilis


Botrytis

spp.



سبزیجات، میو ها، و گیاهان زینتی



قارچ



حشره کش


Beauveria bassiana



مگس سفید



حفاظت از تولید گیاهان خوراکی و زینتی



قارچ کش


Coniothyrium minitans


Trichoderma harzianum

Sclerotinia



spp

.

S sclerotiorum

.



محصولات خوراکی و غیر خوراکی در فضای باز و محصولات
محافظت شده




گیلاس



علف کش


Chondrostereum purpureum



کنده های درختان و درختچه های چوب سخت را قطع
کنید




درختان جنگلی



نماتدکش


Paecilomyces lilacinus



نماتدهای انگلی گیاهی در خاک



سبزیجات، میوه های نرم، مرکبات، گیاهان زینتی، تنباکو و
چمن




ویروس



حشره کش


Cydia pomonella granulovirus



شب پره



سیب و گلابی



اوومیست ها



علف کش


Phytophthora palmivora


Morenia orderata



محصولات مرکبات

Neem

(

Azadirachta indica

)



حشره کش

Azadirachtin



شته، شپشک، تریپس، مگس سفید، برگ خوار، سرخرطومی



سبزیجات، میوه، گیاهان عفلی و زینتی



عصاره های گیاهی



قارچ کش


Reynoutria

sachalinensis

(giant knotweed) extract



سفیدک پودری، سفیدک کرکی،

بوتریتیس

، بلایت دیررس، شانکر مرکبات



گیاهان خوراکی و زینتی



علف کش ها



اسانس های گیاهی

Ragwort


، بسیاری از بندپایان



علفزار



نماتدکش ها


Quillaja saponaria



نماتدهای انگلی گیاهی



تاکستان ها، باغ ها، محصولات زراعی، گیاهان زینتی و
چمن



Talaromyces flavus



Clitoria ternatea

 (butterfly pea); 

Trichoderma harzianum



Bacillus thuringiensis

 var. 

tenebrionis



Lactobacillus casei



محصولات تخمیری



آفت کش های زیستی


acutatum; Helicoverpa spp.; Fusarium oxysporum Agelastica alni; Spodoptera litura,
Helicoverpa armigera, Aphis gossypii; Xanthomonas fragariae;


Spodoptera littoralis



و غیره



هیبریدهای توت فرنگی، پنبه، گلایول، برگ توسکا و فندق،
سایر گیاهان و درختان مهم اقتصادی




سمیوکمیکال ها



جذب کننده



سیترونلول



کنه های تترانیکید



سیب، کدو، انگور، رازک، آجیل، گلابی، میوه هسته دار،
نهالستان و محصولات زینتی




جذب کننده



فرمون جنسی چند جزئی مانند


(E,E)-8,10-dodecadien-1-ol



شب پره



میوه هایی مانند سیب و گلابی



قارچ میکوریزا آربوسکولار

Mutual inhabitant in the roots



قارچ

Fusarium verticillioides; 



پاتوژن هایی که بر اندام های زیر زمینی گیاهان تأثیر می
گذارند




ذرت

استفاده از حشره کش های شیمیایی می تواند منجر به اثرات نامطلوب متعددی شود، از جمله:

  • کشتن موجودات مفید و غیر هدف و گاهی اوقات تجدید حیات

  • تکثیر سریع آفات ثانویه

  • افزایش مقاومت به آفت کش ها

  • آلودگی محیط زیست یا اکوسیستم

  • تجمع بقایای آفت کش ها در مواد غذایی

  • ایجاد فرآیندهای اکولوژیکی نامتعادل، مانند گرده افشانی (گرده افشان های متاثر از آفت کش ها) و آسیب به موجودات زنده

  • اثرات سرطان زا و ناهنجاری در جنین در طبیعت

  • ایجاد عدم تعادل در سیستم های هورمونی

چندین میکروارگانیسم برای برای بررسی پتانسیل آنها در تولید آفت کش ها مورد بررسی قرار گرفته است. ریزجلبک ها به دلیل مزایایی که نسبت به آفت کش های شیمیایی سنتی دارند، منبع بسیار خوبی هستند. آن‌ها مجموعه‌ای از ترکیبات با فعالیت‌های محرک، از جمله بیوماس و ترکیبات تولید می‌کنند که می‌توانند در تهیه آفت‌کش‌های زیستی مورد استفاده قرار گیرند، در نتیجه حفاظت از محصول را افزایش می‌دهند

ریزجلبک‌ها را می‌توان با استفاده از فاضلاب تولید کرد، زیرا به نیتروژن، فسفر و کربن و آمونیوم نیاز دارند که در فاضلاب به وفور یافت می‌شوند، بنابراین منبع نیتروژن هستند. کلرلا ولگاریس به طور کلی در تصفیه فاضلاب استفاده می شود و قادر است سطوح آمونیوم را به طور موثر تحمل کند.

5- فعالیت آفت کش های زیستی مبتنی بر RNAi

به دلیل افزایش حساسیت نسبت به آفات و عوامل بیماری زا، از فناوری تداخل RNA در تولید آفت کش های زیستی استفاده می شود. بسیاری از محصولات تراریخته (ذرت، سویا و پنبه) برای مقاومت در برابر آفات خاص توسعه یافته اند

با توجه به مصرف محدود محصولات اصلاح شده ژنتیکی، تداخل RNA (RNAi) می تواند به عنوان جایگزینی برای غلبه بر این مشکل استفاده شود. تحقیقات انجام شده نشان داد که تراریخته ها از طریق مکانیسم RNAi تأثیر قابل توجهی بر عملکرد گیاهان در هنگام عفونت ویروسی دارند. برخی تحقیقات از محصول جو کاملاً مقاوم به ویروس کوتوله زرد جو اشاره کرده اند.

فناوری RNAi به عنوان ابزاری امیدوار کننده برای غلبه بر اثرات سوء آفات و عوامل بیماری زا مورد استفاده قرار گرفته است. جدا از حشرات و ویروس‌ها، مکانیسم خاموشی با واسطه RNAi برای کنترل سایر آفات و عوامل بیماری‌زای گیاهی از جمله باکتری‌هایی مانند آگروباکتریوم، قارچ‌هایی مانند سفیدک پودری و نماتدهای مولد گره ریشه استفاده شده است.

آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) اولین PIP به نام SmartStax Pro را در ژوئن 2017 تأیید کرد که به کشاورزان ایالات متحده کمک می کند کرم ریشه ذرت، آفت ویرانگر ذرت که در برابر چندین آفت کش دیگر مقاومت ایجاد کرده است، را کنترل کنند.

6- آفت کش های زیستی مبتنی بر باکتری

آفت‌ کش‌ هایی که با استفاده از میکروارگانیسم‌ها و محصولات آن‌ها فرموله می‌شوند، بسیار مؤثر، خاص گونه و سازگار با محیط زیست هستند که منجر به پذیرش استفاده از آنها در استراتژی‌های مدیریت آفات در سراسر جهان می‌شود.

باکتری هایی که به عنوان آفت کش های زیستی استفاده می شوند را می توان به چهار دسته تقسیم کرد

  • تشکیل دهنده اسپور کریستالی مانند (Bacillus thuringiensis)

  • پاتوژن های اجباری (مانند B. popilliae)

  • پاتوژن های بالقوه (مانند Serratia marcescens)،

  • پاتوژن های اختیاری (مانند سودوموناس آئروژینوزا).

از این میان، باکتری‌های تشکیل دهنده اسپور، بیشترین درخواست را برای استفاده تجاری دارند. رایج ترین باکتری ها، B. thuringiensis وB. sphaericus ، ارگانیسم هایی بسیار خاص، ایمن و موثر برای کنترل حشرات هستند.

خانواده Cry از پروتئین های کریستالی توسط B. thuringiensis در کریستال های پاراسپورال تولید شده و توسط ژن های کرای کدگذاری می شوند. پروتئین‌های کرای مولکول‌های کروی هستند (۶۵ تا ۱۴۵ کیلو دالتون، بسته به سویه) با سه حوزه ساختاری که توسط پیوندهای منفرد به هم متصل شده‌اند.

7- نانو آفت کش ها

مفهوم نانودر آفت کش‌های زیستی به دلیل اندازه، ساختار و ماهیت مواد که در محدوده اندازه 1 تا 100 نانومتر تشکیل می‌شوند، انقلابی در این زمینه ایجاد کرده است. این ذرات کوچک فعال بیولوژیکی می توانند با از بین بردن یا دفع آنها، از رشد پاتوژن ها جلوگیری کنند. نانوکپسوله‌سازی، نانو کنتاینر و نانوکیج ها به دلیل خاصیت تجزیه‌پذیری، پایداری و کارایی کنترل آفات را افزایش می ‌دهند و مقادیر کمتری در هنگام تحویل آفت‌کش‌ها استفاده می‌شود.

آسیب‌های ناشی از پاتوژن‌های گیاهی را نیز می‌توان با استفاده از آفت‌کش‌های نانوزیست، عمدتاً نانوذرات فلزی (NPs) روی، طلا، نقره، نیکل و تیتانیوم به دلیل خواص ضد میکروبی ذاتی آنها برطرف کرد.

از عصاره های باکتری، قارچ و گیاه برای سنتز نانوذرات استفاده می شود. نشان داده شده است که نانو آفت کش های نقره (AgNPs) را می توان با استفاده از موجودات دریایی مانند Sargassum muticum ، Mesocylops longisetus و Caulerpa scalpelliformisسنتز کرد.

مزیت استفاده از میکروارگانیسم ها در تهیه نانوذرات این است که میکروارگانیسم ها می توانند غلظت بالایی از فلزات را روی گیاهان تحمل کنند و همچنین سرعت تولید و مدیریت آنها در مقایسه با گیاهان بسیار آسان تر است. نیازی به تاکید نیست که میکروارگانیسم ها به دلیل کوچک بودن، توانایی نفوذ بهتری نسبت به گیاهان دارند.

علف‌کش‌های زیستی نیز در فرمولاسیون نانوبیو علف‌کش‌ها استفاده شده‌اند. اثربخشی متابولیت های Photorhabdus luminescence ، یک باکتری درون همزیستی از Heterorhabditis indica ، نماتد حشره پاتوژن و انگلی، کنترل می شود

10- مزیت آفت کش های زیستی نسبت به آفت کش های شیمیایی

آفت کش های زیستی نسبت به آفت کش های شیمیایی معمولی مزایای متعددی دارند.

  • آنها سازگار با محیط زیست هستند

  • خاص هدف می باشند

  • برای ارگانیسم های غیرهدف مضر نیستند

  • از این رو به اندازه کافی قوی هستند که جایگزین آفت کش های مصنوعی برای مدیریت آفات شوند

در جدول زیر معایب استفاده از آفت کش های شیمیایی به جای آفت کش های زیستی آورده شده است.




آفت کش های شیمیایی معمولی





آفت کش های زیستی





سنتز یا تولید از ترکیبات شیمیایی





تولید شده از ترکیبات طبیعی و مشتق شده از موجودات زنده






باعث آلودگی محیط زیست می شوند و دوستدار محیط زیست
نیستند






آنها به محیط زیست آسیب نمی رسانند





برای موجودات غیر هدف مضر است





به ارگانیسم های غیر هدف آسیب وارد نکنید





هزینه با بهره وری پایین





مقرون به صرفه تر و ارزان تر، در مقایسه با کودهای
شیمیایی






افزایش استفاده از سموم به تدریج در آفت مقاومت ایجاد می
شود






در آفت مقاومت ایجاد نمی کند





قیمت بالا در بازار





قیمت پایین تر نسبت به سموم شیمیایی





آب و خاک را آلوده می کند





منابع آب را آلوده نمی کند





منجر به تجمع زیستی
(bioaccumulation) می شود





بدون تجمع زیستی


در سال‌های اخیر، استفاده از آفت‌کش‌های زیستی در حال افزایش است، زیرا می‌توان از آنها به طور موثر در شیوه‌های کشاورزی پایدار استفاده کرد. آفت کش های زیستی در مقادیر کم بسیار موثر هستند و به سرعت تجزیه می شوند بدون اینکه بقایای مشکل زا باقی بمانند و از این رو می توانند استفاده از آفت کش های معمولی را به عنوان جزء جدایی ناپذیر برنامه های IPM کاهش دهند. با این حال، علیرغم مزایای استفاده از آفت کش های زیستی، استفاده از آنها به دلایل زیر به آن اندازه که انتظار می رفت گسترده نبوده است:

  • هزینه بالای تولید آفت کش ها به دلیل هزینه های مربوط به غربالگری، توسعه و دریافت مجوز قانونی برای عوامل بیولوژیکی جدید.

  • ماندگاری کوتاه به دلیل حساسیت آفت کش های زیستی به نوسانات دما و رطوبت.

  • کارایی میدانی محدود، به دلیل تغییرات آب و هوایی/منطقه ای در دما، رطوبت، شرایط خاک و غیره؛

به دلیل ویژگی بالای آفت کش های زیستی، (فقط در برابر عوامل بیماری زا و آفات هدف موثر هستند)، کشاورزان نسبت به آنها علاقه نشان نمی دهند.

آنها برای کنترل پاتوژن ها و آفات مختلف در مزرعه نیاز به استفاده از عوامل بیولوژیکی متعدد دارند. این عوامل گیج کننده، پرهزینه و دست و پا گیر هستند و همچنین برای هر آفت یا پاتوژن در دسترس نیستند.

نتیجه گیری

استفاده از کودهای زیستی متشکل از باکتری ها، سیانوباکترها یا قارچ ها می تواند حاصلخیزی خاک را بهبود بخشد و بازیابی کند و تولید کشاورزی پایدار را با استفاده از فناوری سبز تضمین کند. استفاده از میکروارگانیسم‌ها و ریزجلبک‌ها به عنوان آفت‌کش‌های زیستی می‌تواند تقاضا برای انرژی و مصرف کودهای مصنوعی را کاهش دهد و کارایی اکوسیستم‌های کشاورزی و زمین‌های بایر را بازیابی کند.

این موجودات، هنگامی که با استفاده از نوآوری‌های زیست فناور مانند فناوری RNAi ترکیب شوند، می ‌توانند نقش مهمی در تولید متابولیت‌های ثانویه، کودهای زیستی، انرژی زیستی و محصولات زیست فرآوری شده ایفا کنند که در کنترل آفات نیز مفید هستند.

تحقیقات قابل توجهی بر روی عوامل کنترل بیولوژیکی، از جمله آفت کش های زیستی، برای توسعه بازار آفت کش های زیستی در آینده مورد نیاز است. دانشمندان از موسسات تحقیقاتی مختلف در سراسر جهان در حال انجام تلاش های تحقیقاتی عظیم در این زمینه هستند، اما گزارش های کامل و سیستماتیک بسیار کمی در دسترس است.

کشاورزان و جامعه در کل باید از استفاده ترکیبی و عاقلانه از هر دو آفت کش های شیمیایی معمولی و آفت کش های زیستی بهره مند شوند، در حالی که تاکید بر تحقیقات در زمینه آفت کش های زیستی برای بهره مندی از مزایای بیشتر از آن در آینده ضروری است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
شما برای ادامه باید با شرایط موافقت کنید