امروزه بخش کشاورزی، به منظور تولید غذای بیشتر و با کیفیت بهتر باتوجه به افزایش روزافزون جمعیت دائما با چالش هایی جدید و متعددی مواجه می شود. جهت تامین نیاز غذایی جمعیت، شیوه های کشاورزی بایستی متناسب با روش های جدید برای تولید محصول، مدیریت آفات نوظهور، مدیریت تغذیه و سلامت گیاه نوآوری شوند. علاوه بر این، توسعه ترکیبات جدید یا عوامل بیولوژیکی جدید قادر هستند عملکرد زمینه ای گیاه را بهبود ببخشند و با کنترل حشرات و از بین بردن اختصاصی آفات به باردهی و کیفیت محصولات کشاورزی کمک کنند. در دهه اخیر عواملی با این ویژگی ها برای کشاورزی پایدار پیشنهاد شده اند.

این عوامل که به عنوان محرک های زیستی تعریف می شوند، نشان داده اند که تغذیه، کیفیت، عملکرد و تحمل غیرزیستی گیاه را بهبود ببخشند و همچنین این ترکیبات با جلب حشرات آفات و اخلال در روند جفت گیری و تغذیه ای، تراکم آفات و میزان خسارت آنها به محصولات مختلف کشاورزی را به حداقل برسانند. ترکیباتی به نام پروتئین هیدرولیزات به عنوان یک محرک زیستی نتایج امیدوارکننده ای را برای کاهش استفاده از مواد شیمیایی کشاورزی و بهبود پارامترهای بهره وری در انواع ارقام، متناسب با چالش های جدید در تولید محصولات کشاورزی مدرن ارائه می دهد.

پروتئین هیدرولیزات یک ترکیب ارزشمند برای حشرات است که از تجزیه و هیدرولیز پروتئین ها به قطعات پپتیدی کوچکتر یا اسیدهای آمینه بدست می آید. در برنامه مديريت حشرات آفات بخصوص آفات درختات میوه و محصولات جالیزی ميتوان از اين ويژگي رفتاري جنس های نر و ماده به عنوان يك نقطه ضعف عليه آن ها استفاده كرد، بدين شكل كه ميتوان تركيبات پروتييني طبيعي و يا مصنوعي را با حشره كش هاي مجاز شیمیایی مخلوط و به صورت طعمه مسموم عليه آن ها استفاده نمود. به طور مثال در کنترل مگسهای میوه، طعمه پاشي يكي از موثرترين روشهاي كنترل است. كاربرد طعمه هاي پروتئيني جهت كنترل مگسهاي ميوه ابتدا در سال 1904عليه مگس ميوه مديترانه اي در جنوب آفريقا و درسالهاي 1907 و 1908 عليه مگس ميوه زيتون در ايتاليا متداول شد. محلول شكر به همراه مخمر، مگسهاي ميوه را به خود جلب ميكند. فرمولاسيون تجاري پروتئین هیدرولیزات با نام نولور و قرصهاي مخمر تورولا از قديمي ترين طعمه هاي غذايي بوده که در رديابي و شكار انبوه مگس هاي ميوه از جمله مگس ميوه مديترانه اي مورد استفاده قرار گرفته اند. مایع سراترپ (Ceratrap liquid) نیز یکی از ترکیبات مورد استفاده جهت جلب و شکار انبوه مگس میوه مدیترانه اي که از نوع پروتئین هیدرولیزات به شمار میروند. این مقاله مروری بر پروتئین هیدرولیزات، از جمله ساختار، نحوه عمل، کاربردها، مزایا و پیشینه تاریخی استفاده از آن در به دام انداختن حشرات ارائه می‌کند.

حشره بالغ مگس میوه مدیترانه

ساختار پروتئین هیدرولیزات

از طریق فرآیند هیدرولیز، پروتئین هیدرولیزات تولید می شود، که پروتئین ها را به اجزای کوچکتر تجزیه می کند. در نتیجه این فرایند منجر به تشکیل پپتیدها و اسیدهای آمینه با وزن مولکولی و ساختارهای متفاوت میگردد. ترکیب دقیق پروتئین هیدرولیزات بسته به منبع پروتئین و روش هیدرولیز خاصی که مورد استفاده قرار میگیرد میتواند متفاوت باشد.

سابقه استفاده از پروتئین هیدرولیزات

استفاده از پروتئین هیدرولیزات در به دام انداختن حشرات سابقه ای طولانی دارد. در اصل، پروتئین هیدرولیزات عمدتاً در تله‌های جذب و کشتن آفات رایج باغ‌ها مانند مگس‌های میوه استفاده می‌شد. با گذشت زمان، اثربخشی و تطبیق پذیری آن منجر به استفاده از آن در برنامه های مختلف مدیریت آفات در سراسر جهان شد. تحقیقات وسیع و گسترده به طور مداوم فرمولاسیون پروتئین هیدرولیزات را بهبود بخشیده است که در نتیجه روند بهبود فرمولاسیون این ترکیبات منجر به افزایش خواص جلب کننده و نتایج برتری در کنترل آفات می شود.

نحوه عملکرد پروتئین هیدرولیزات

پروتئین هیدرولیزات به عنوان یک جاذبه قوی روی طیف وسیعی از حشرات اثر میگذارد. در واقع این ترکیبات فرار وقتی در محیط آزاد میشوند، بوی مواد آلی در حال پوسیدگی را تقلید می کنند و به طوربسیار موثری حشرات را به سمت طعمه جذب می کنند. مخلوط خاصی از اسیدهای آمینه و پپتیدها در پروتئین هیدرولیزات، عملکرد ذاتی تغذیه ای حشرات را تحریک می کنند و آنها را مجبور به مصرف طعمه می کنند.

کاربردها و فواید پروتئین هیدرولیزات در به دام انداختن حشرات

1. نظارت بر آفات: معمولاً پروتئین هیدرولیزات در برنامه های به دام انداختن حشرات ردیابی و شکار انبوه برای آفاتی مانند مگس های میوه، سوسک ها و پروانه ها استفاده می شود. محققان و متخصصان مدیریت آفات با قرار دادن تله های طعمه شده با پروتئین هیدرولیز شده می توانند جمعیت حشرات را نظارت و ارزیابی کنند. این اطلاعات برای اجرای استراتژی های کنترل موثر آفات ضروری می باشد.
2. کنترل آفات: علاوه بر نظارت، پروتئین هیدرولیزات می تواند به عنوان یک ابزار موثر در برنامه های مدیریت تلفیقی آفات (IPM) استفاده شود. وقتی این مواد (پروتئین هیدرولیزات) با حشره کش ها ترکیب می شود، با جذب آفات به سمت مناطق تیمار شده (طعمه گذاری شده)، اثربخشی آنها را افزایش می دهد و همچنین احتمال تماس با روش کنترل شیمیایی را افزایش می دهد.
3. استراتژی های جذب و کشتن: پروتئین هیدرولیزات اغلب در تله ها به عنوان طعمه برای جذب و کشتن گنجانده می شوند. این تله ها از طعمه برای جذب حشرات به داخل دستگاهی که حاوی سطح چسب یا حشره کش است استفاده می کنند. پس از جذب، حشرات به دام می افتند یا کشته می شوند و از آسیب بیشتر به محصولات یا سایر مناطق هدف جلوگیری می شود.
4. کشاورزی ارگانیک: پروتئین هیدرولیزات ارزش زیادی در متدهای کشاورزی ارگانیک دارد به دلیل اینکه از منابع طبیعی به دست می آید. این روش در واقع برای کنترل آفات یک رویکرد موثر و سازگار با محیط زیست ارائه می دهد و وابستگی به حشره کش های شیمیایی را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.

تکنیک های به دام انداختن با استفاده از پروتئین هیدرولیزات

هیدرولیز پروتئین را می توان در تکنیک های مختلف به دام انداختن برای هدف قرار دادن گونه های آفت خاص مورد استفاده قرار داد. برخی از روش های متداول به دام انداختن عبارتند از:

1- تله های فرمونی: تله های فرمونی اغلب حاوی پروتئین هیدرولیزات هستند و به عنوان یک جاذب مکمل عمل میکنند. با استفاده از هر دو فرمون و پروتئین هیدرولیزات ، این تله ها می توانند به طور موثر گونه های حشرات خاص را به دام بیاندازند و نظارت کنند.

تله های مکفیل یا سطلی حاوری پروتئین هیدرولیزات جهت کنترل آفات

2- طعمه پاشی (bait spray) و طعمه گذاری : با استقرار ایستگاه های طعمه مجهز به پروتئین هیدرولیزات می توان برای جذب آفات استفاده شوند و در نتیجه تأثیر آنها بر محصولات کشاورزی را به حداقل برسانیم. به صورت استراتژیک این ایستگاه ها را می توان در منطقه آلوده قرار داد و در نتیجه آفات با جذب به طعمه و تغذیه از آن باعث کاهش تراکم جمعیت آفت می شود. در طعمه پاشی مخلوط پروتئین هیدرولیزات با یک سم شیمیایی مانند مالاتیون، دلتامترین یا دیمتوآت روی تنه یا تاج درخت به اندازه 2 مترمربع اسپری میشود. همچنین از این مخلوط به میزان 300 میلیمتر (پروتئین هیدرولیزات 3درصد + مالاتیون 2 در هزار) در تله های فرمونی استفاده میگردد.

3- شکار انبوه(Mass trapping) : شکار انبوه شامل ایجاد تعداد زیادی تله با پروتئین هیدرولیزات است که به منظور به دام انداختن بخش قابل توجهی از جمعیت آفت هدف می باشد. این تکنیک الگوهای جفت گیری را مختل می کند و جمعیت آفات را به سطوح قابل کنترل کاهش می دهد.

قرار گرفتن مگس میوه در معرض طعمه پروتئین هیدرولیزات

نتیجه

پروتئین هیدرولیزات نقش با ارزشی در برنامه های به دام انداختن حشرات و مدیریت آفات دارد. تقش پروتئین هیدرولیزات با رایحه جذاب و توانایی تحریک تغذیه ای در حشرات به عنوان یک جاذب بسیار موثر برای طیف وسیعی از آفات ثابت شده است. کاربردهای آن در نظارت آفات، استراتژی های کنترل و کشاورزی ارگانیک به شیوه های مدیریت تلفیقی آفات کمک می کند. همانطور که تحقیقات و پژوهش در ارتباط با این ترمیبات جذاب ادامه دارد، احتمالاً با روند تکاملی فرمولاسیون پروتئین هیدرولیزات، کارایی این نرکیبات بهبود پیدا میکند در نتیجه استفاده از آنها در سیستم های کنترلی آفات گسترش می یابد.