آفت‌کش‌های گیاهی: راهکار نوین و پایدار در مدیریت آفات کشاورزی
گیاهان از ابتدای زیست خود بر روی زمین نقش حیاتی در زندگی انسان داشته‌اند. گیاهان نه تنها به‌عنوان غذا برای انسان‌ها و حیوانات استفاده میشوند، بلکه در داروها، افزودنی‌های غذایی، آفت‌کش‌ها، طعم‌دهنده‌ها، عطرها، رنگ‌ها و رنگدانه‌ها نیز کاربرد دارند. گیاهان ترکیباتی برای رشد و گسترش خود تولید می‌کنند و همچنین متابولیت‌های ثانویه‌ای تولید می‌کنند که ویژگی‌های اضافی و کاربردی به آنها می‌بخشند. این متابولیت‌های ثانویه مسئول این فعالیت‌ها هستند. گیاهان به‌صورت کامل یا به شکل عصاره‌ه و از بخش‌های مختلف آنها به‌عنوان آفتکش برای محافظت از گیاهان برای هزاران سال استفاده شده‌اند. گیاهانی مانند “پیرتروم”، “نیم” و “روتنون” از گذشته در بسیاری از فرهنگ‌ها برای حفاظت از محصولات کشاورزی استفاده شده‌اند و همچنان در دنیای امروز نیز اهمیت دارند. عصاره‌های گیاهی شامل متابولیت‌های ثانویه‌ای هستند که از طریق کشتن آفات یا دفع آنها، گیاهان را در برابر آفات خطرناک محافظت می‌کنند. این ترکیبات همچنین میتوانند با تغییر رفتار تغذیه‌ای آفات، سمی‌کردن آنها، جلوگیری از تخم‌گذاری و جفت‌گیری، و جلوگیری از ظهور نسل‌های جدید تأثیر بگذارند. روغن‌های ضروری استخراج شده از گیاهان نیز دارای خواص آفتکشی هستند. روغن‌های ضروری گیاهانی مانند “علف لیمو”، “سیترو‌نلا”، “درخت چای” و “ارگانو” از پرکاربردترین روغن‌های ضروری علیه آفات هستند. در این بررسی، آفت‌کش‌های گیاهی و نقش آنها در مدیریت آفات و مزایای آنها نسبت به آفت‌کش‌های شیمیایی از نظر قابلیت تجزیه‌پذیری و خطر کم یا عدم خطر برای انسان‌ها، محیط زیست و موجودات غیرهدف بحث می‌شود. همچنین به آینده آفت‌کش‌های گیاهی پرداخته می‌شود، جایی که آنها میتوانند به‌عنوان جایگزینی برای آفت‌کش‌های شیمیایی در نظر گرفته شوند، البته در صورتی که پژوهش‌های بیشتری در زمینه پایداری، کارایی، ایمنی و کاهش هزینه‌های تولید آنها انجام شود.
مقدمه
گیاهان از دیرباز نقش اساسی در زندگی انسان‌ها ایفا کرده‌اند. از گیاهان به طور کامل یا عصاره‌های آنها به عنوان داروهای گیاهی از زمان‌های گذشته استفاده می‌شده است. گیاهان علاوه بر تولید ترکیبات ضروری برای رشد و گسترش خود، طیف وسیعی از متابولیت‌های ثانویه را نیز برای اهداف دیگر سازماندهی و تولید می‌کنند. این متابولیت‌های ثانویه ترکیبات زیست‌فعال گیاهی هستند که فعالیت‌های گسترده‌ای در برابر سلول‌های انسانی، باکتریایی، قارچی، ویروسی، تک‌یاخته‌ای و حشرات دارند و همچنین نقش مهمی در تعامل با سایر موجودات ایفا می‌کنند. داروهای گیاهی استخراج‌شده از گیاهان توسط انسان‌ها برای درمان بیماری‌های مختلف مورد استفاده قرار گرفته‌اند. بر اساس گزارشی از سازمان بهداشت جهانی (WHO)، حدود 80 درصد از جمعیت کشورهای در حال توسعه از داروهای گیاهی استخراج‌شده از گیاهان برای درمان بیماری‌های مختلف استفاده می‌کنند. گیاهان مختلفی مانند گیاه آمله به طور سنتی مورد استفاده قرار گرفته و در برابر بیماری‌هایی مانند مالاریا، دیابت، هپاتیت B و غیره مؤثر بوده‌اند، همان‌طور که در یک مطالعه اخیر نیز اثبات شده است. همچنین، داروهای گیاهی در ترکیب با داروهای غربی در بهبود علائم بیماری COVID-19 مؤثر شناخته شده‌اند. طبق یک مطالعه اخیر، داروهای سنتی چینی (گیاهی) ممکن است پتانسیل مهار عفونت ویروس کرونا در جمعیت انسانی را نیز به همراه داشته باشند.
بسیاری از متابولیت‌های ثانویه تولیدشده توسط گیاهان دارای فعالیت آفتکشی، دفع کننده ( دورکنندگی) و ضدتغذیه‌ای هستند. به همین دلیل فعالیت‌های آفتکشی، گیاهان میتوانند به عنوان آفت‌کش‌های گیاهی مورد استفاده قرار گیرند. از زمانی که نیاز به حفاظت از محصولات کشاورزی هزاران سال پیش احساس شد، استفاده از متابولیت‌های ثانویه گیاهان به عنوان حشره‌کش نیز مطرح شد. گیاهان به طور کامل، بخش‌های مختلف گیاه یا عصاره‌های گیاهی از زمان‌های بسیار دور در فرهنگ‌ها و سنت‌های مختلف در سراسر جهان استفاده شده‌اند. عصاره‌های استخراج‌شده از گیاهان میتوانند به عنوان دافع حشرات مختلف عمل کنند، توانایی تغذیه و باروری حشرات را کاهش دهند، خواص ضدتخم‌گذاری و همچنین میتوانند باعث مرگ و میر حشرات نیز شوند و نیز دارای خواص تنظیم‌کننده رشد حشرات (IGR) باشند. حشره‌کش‌های گیاهی که از دیرباز در جهان به کار گرفته شده‌اند شامل پیریتوم، نیم، روتنون و سابادیلا هستند.
اثر آفتکشی ، دورکنندگی، ضدتغذیه ای و تنظیم کننده رشد آفتکش های گیاهی (مانند آفتکش نیم آزال) روی آفات کشاورزی
تأثیر آفت‌کش‌های شیمیایی در مدیریت آفات
آفت‌کش‌های شیمیایی ( مصنوعی )نه تنها به طور قابل توجهی به بخش کشاورزی کمک کرده‌اند، بلکه در جنگلداری و در کنترل بیماری‌ها از ناقلان نیز مؤثر بوده‌اند. استفاده از آفت‌کش‌ها نه تنها از آسیب آفات به محصولات جلوگیری می‌کند و باعث بهبود بهره‌وری می‌شود، بلکه مانع کاهش عملکرد محصولات، در کنترل بیماری‌های از ناقلان مانند مالاریا اثر دارند و در بهبود کیفیت غذا نیز موثر هستند. برآورد شده است که میزان استفاده از حشره‌کش‌ها در هند 76٪ و به صورت جهانی 44٪ است. استفاده مداوم از آفت‌کش‌ها توسط انسان در طول زمان باعث بروز مشکلات مختلف سلامتی و تأثیرات منفی بر محیط زیست شده است. استفاده از آفت‌کش‌های مصنوعی می‌تواند منجر به بروز خطرات سلامتی برای انسان‌ها و سایر موجودات زنده و همچنین موجودات غیرهدف شود. علاوه بر این، این نوع از آفت‌کش‌ها باعث آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی، تغییر در حاصلخیزی خاک از طریق تخریب میکروارگانیسم‌های مفید، آلودگی هوا و خاک، و تأثیر بر گیاهان غیرهدف نیز میشوند. استفاده از این آفت‌کش‌ها موجب مسمومیت شغلی برای کشاورزان، کاربرها و حتی مصرف‌کنندگان می‌شود. مشکل دیگری که در نتیجه استفاده مداوم از این نوع آفت‌کش‌ها به وجود آمده، ظهور آفات مقاوم به آفت‌کش‌ها است. یکی از جایگزین‌ها برای این نوع آفت‌کش‌ها می‌تواند آفت‌کش‌های گیاهی باشد که از گیاهان استخراج میشوند. مفهوم آفت‌کش‌های گیاهی به حدود 400 سال قبل از میلاد برمی‌گردد که از عصاره‌های گیاهی برای محافظت از گیاهان در برابر آفات استفاده می‌شد.
آفت‌کش‌های گیاهی در مدیریت آفات
بیش از 2400 گیاه مختلف شناسایی و ثبت شده اند که تاثیر فعالیت‌های آفتکشی آنها مستند شده‌اند. آفت‌کش‌های گیاهی میتوانند عصاره‌های خام گیاهی، مواد گیاهی خشک و آسیاب‌شده یا اسانس‌های استخراج شده از گیاهان باشند که برای مدیریت آفات در گیاهان به کار می‌روند. این اقدام کنترلی علیه آفات به دلیل متابولیت‌های ثانویه‌ای است که توسط گیاهان تولید میشوند. این متابولیت‌های ثانویه شامل آلکالوئیدها، استروئیدها، فنول‌ها، فلاونوئیدها، آمینواسیدهای غیرپروتئینی، کینون‌ها، تانن‌ها، ترپنوئیدها، گلیکوزیدها، گلوکوزینولات‌ها و غیره هستند. بخش‌های مختلف گیاهان مانند برگ‌ها، ساقه‌ها، پوست‌ها، گل‌ها، میوه‌ها، دانه‌ها، جوانه‌ها و ریزوم‌ها برای تهیه آفت‌کش‌های گیاهی استفاده میشوند. مکانیزم عمل بیشتر این گیاهان، عصاره‌ها و اسانس‌ها شامل دفع آفات، بازدارندگی از تخم‌گذاری، بازدارندگی از تغذیه و همچنین تداخل در فعالیت‌های فیزیولوژیکی آفات است و می‌تواند برای آنها سمی و کشنده نیز باشد.
عصاره‌ها/اجزای گیاهی
درخت چریش Azadirachta indica که به عنوان درخت نیم هم شناخته می‌شود، از صدها سال پیش به عنوان یک آفتکش مورد استفاده قرار گرفته است. محصولات مبتنی بر نیم به طور گسترده در بخش کشاورزی و در کنترل بیماری‌ها از ناقلان مانند مالاریا، دنگی و غیره در مناطق مختلف جهان گرمسیری استفاده میشوند. فعالیت آفتکش نیم عمدتاً به ترکیب آزادیراختین موجود در آن نسبت داده می‌شود که به طور برجسته در روغن نیم یافت می‌شود و این روغن از هسته دانه‌های گیاه نیم به دست می‌آید. پوست، برگ‌ها، گل‌ها و دانه‌های گیاه نیم حاوی ترکیبات زیست‌فعال هستند که دارای فعالیت‌های ضدسرطان، ضدباروری، ضدمیکروبی، ضدالتهاب، آفتکشی و تنظیم‌کننده سیستم ایمنی می‌باشند. این عصاره‌ها با تأثیرگذاری بر حشرات از طریق خاصیت دفع‌کنندگی، اثرات ضدتغذیه، بازدارندگی از تخم‌گذاری، ضدباروری و تنظیم رشد حشرات (IGR)، و تغییر در توان زیستی آنها عمل می‌کنند. بسیاری از محصولات نیم به صورت تجاری مانند حشره کش نیم آزال در دسترس هستند و توسط کشاورزان برای حفاظت از محصولات استفاده میشوند.
کاربرد عصاره نیم و یا روغن نیم جهت کنترل آفات و بیماری ها در کشاورزی
نمونه‌های موفق دیگر از آفت‌کش‌های زیستی، پیریتروم است که از Tanacetum cinerariifolium و گندواش (افسنطین شیرین) استخراج می‌شود و به عنوان حشره‌کش‌های ایمن شناخته میشوند. Tanacetum cinerariifolium که به عنوان پیریتروم دالماتیایی نیز شناخته می‌شود، بومی سواحل آدریاتیک شرقی است اما در سراسر جهان کشت می‌شود. پیریترین ترکیب زیست‌فعال موجود در پیریتروم است که اثربخشی بسیار بالایی در برابر انواع آفات دارد و تأثیرات نامطلوب ناچیزی بر سلامت انسان و محیط زیست دارد. پیریترین به عنوان سم تماسی عمل می‌کند و بر سیستم عصبی آفات اثرات نوروتوکسیک دارد و کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ را در آکسون‌های عصبی مسدود می‌کند. این عمل منجر به فلج شدن حشرات و در نهایت مرگ آنها می‌شود. در غلظت‌های پایین‌تر، پیریترین به عنوان دافع عمل می‌کند. عصاره‌های Ryania speciosa نیز در برابر انواع آفات از جمله کرم سیب (Cydia pomonella L.)، تریپس مرکبات (Scirtothrips citri)، کرم خوشه خوار ذرت (Helicoverpa zea)، کرم ساقه‌خوار اروپایی ذرت (Ostrinia nubilalis)، کاترپیلارها (Lepidoptera) و سوسک‌های برگ‌خوار مانند سوسک سبز (Colaspis favosa) مؤثر هستند.
عکس لارو کرم سیب (راست) و لارو کرم ساقه خوار اروپایی ذرت (چپ)
روغن‌ها یا عصاره های ضروری گیاهی
روغن‌های ضروری استخراج‌شده از بسیاری از گیاهان دارویی پتانسیل زیادی برای داشتن خاصیت حشره‌کشی دارند. این روغن‌ها و ترکیبات آنها که از منابع گیاهی استخراج میشوند، از طریق تماس، بلع یا دود کردن روغن ها به حشرات میتوانند اثرات سمی وارد کنند. مطالعات مختلف نشان داده‌اند که عصاره های گیاهی از گیاهان خانواده‌های Apiaceae، Asteraceae، Lamiaceae، Lauraceae، Myrtaceae و Rutaceae دارای فعالیت‌های حشره‌کشی هستند. این روغن‌های ضروری میتوانند گونه‌های مختلف حشرات را در مراحل تخم، لارو یا مرحله بالغ نابود و از بین ببرند و همچنین به عنوان بازدارنده تغذیه و دافع( ویژگی دورکنندگی ) حشرات عمل کنند. روغن‌های ضروری میتوانند رفتار تغذیه‌ای حشرات را تغییر داده و باعث مرگ و میر آنها شوند و همچنین رفتار آنها را در زمان تخم‌گذاری و جفت‌گیری تحت تأثیر قرار دهند.
نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده
آفت‌کش‌های مصنوعی یا شیمیایی به عنوان راه‌حلی آسان، سریع و مقرون به‌صرفه برای محافظت از گیاهان در برابر آفات در نظر گرفته میشوند. این آفت‌کش‌ها به‌راحتی فرموله و تولید میشوند، به‌راحتی در دسترس هستند، عمر و ماندگاری بالایی دارند و استفاده از آنها ساده است. با این حال، گیاهان در مدیریت آفات ارزش زیادی دارند، زیرا آفت‌کش‌های مصنوعی معایب بسیاری دارند، از جمله توسعه مقاومت توسط آفات به آفت‌کش‌ها، مسمومیت‌های شغلی ناشی از آفت‌کش‌ها و عدم تجزیه‌پذیری زیستی و باعث آلودگی های خطرناک میشوند. آفت‌کش‌های مصنوعی همچنین خطرات زیادی برای محیط زیست ایجاد می‌کنند، از جمله آلودگی خاک، آب و هوا. آنها همچنین موجودات غیرهدف مانند گیاهان، حشرات مفید، حیوانات آبزی مانند ماهی‌ها، پرندگان، میکروارگانیسم‌های مفید خاک و کرم‌های خاکی را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در مقایسه، آفت‌کش‌های گیاهی آسیب بسیار کمتری دارند و تأثیر اندک یا ناچیزی بر موجودات غیرهدف می‌گذارند. همچنین، این آفت‌کش‌ها خطری برای محیط زیست ایجاد نمی‌کنند، زیرا در خاک، هوا یا آب انباشته نمی‌شوند و دارای خاصیت تجزیه‌پذیری زیستی هستند.
دانش کافی و محصولات تجاری برخی آفت‌کش‌های گیاهی مانند نیم آزال و پیریتروم موجود است، اما تحقیقات بیشتری در زمینه توسعه آفت‌کش‌های گیاهی لازم است تا گیاهان دارای ترکیبات زیست‌فعال شناسایی و برای حفاظت از محصولات استفاده شوند. گیاهان جدید باید برای شناسایی ترکیبات زیست‌فعال بررسی شوند و تحقیقات بیشتری بر روی گیاهان شناخته‌شده با ترکیبات زیست‌فعال انجام گیرد. کارایی، ایمنی و نحوه عملکرد این ترکیبات باید مشخص شود. فناوری نانو می‌تواند برای بهبود پایداری با ترکیبات زیست‌فعال ترکیب شود. آفت‌کش‌های گیاهی تجزیه‌پذیر هستند، اما یکی از مشکلات اصلی آنها عمر کوتاه و ماندگاری پایین آنها است. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای توسعه فرمولاسیون‌های زیست‌فعال با ماندگاری و کارایی بیشتر لازم است. عامل دیگری که باید در نظر گرفته شود هزینه تولید آفت‌کش‌های گیاهی است، زیرا استخراج و تصفیه آنها ممکن است هزینه‌بر باشد. استفاده از حلال‌های ارزان‌قیمت برای استخراج و تصفیه آفت‌کش‌های گیاهی می‌تواند هزینه تولید را کاهش دهد تا حتی کشاورزان خرد نیز بتوانند از این آفت‌کش‌ها استفاده کنند. گیاهانی که به طور محلی در یک منطقه رشد می‌کنند باید از نظر خاصیت آفتکشی مورد آزمایش قرار گیرند، که می‌تواند هزینه‌ها را بیشتر کاهش دهد. برنامه مدیریت تلفیقی آفات می‌تواند برای کشاورزان بسیار مفید باشد. آفت‌کش‌های گیاهی در آینده‌ای نزدیک نقش بسیار مثبت و ویژه ای برای حفاظت از محصولات خواهند داشت و امید می‌رود که خطرات استفاده از آفت‌کش‌های مصنوعی را برای کشاورزان، مصرف‌کنندگان و محیط زیست را از بین ببرند.
جهت خرید آفتکش گیاهی
برای خرید آفتکش گیاهی نیم آزال از شرکت زیست بانی پایا، می‌توانید به صورت مستقیم از وب‌سایت رسمی ما به نشانی www.zbp.ir سفارش دهید، با تیم فروش از طریق شماره 02122941478 تماس بگیرید. ما با ارائه محصولات با کیفیت بالا، پشتیبانی تخصصی و تنوع گسترده در زمینه آفت‌کش‌های گیاهی و تجهیزات کنترل آفات، همواره در کنار شما هستیم. برای مشاوره و اطلاعات بیشتر، به صفحه تماس با ما مراجعه کنید.