نگاهی به روش کنترل زیستی آفت های گیاهان

انسان امروز با مسائل بسیاری از جمله لزوم تلاش برای تامین غذای میلیون ها انسان گرسنه در دنیا و همزمان آلودگی محیط زیست به سموم شیمیایی آفت کش روبرو است. فقر، قحطی و گرسنگی، پدیده هایی هستند که اگرچه ما قاره سیاه را نماد آن می دانیم، اما در گوشه و کنار این جهان پهناور می توان اثری از آن یافت. علت عمده قحطی ها، تباه شدن محصولات کشاورزی است که در اثر عوامل گوناگونی اتفاق می افتد. خشکسالی، سرمای ناگهانی هوا و شرایط نامناسب انبارداری می توانند به از بین رفتن این محصولات منجر شوند، اما شاید نقش آفت ها و بیماری های گیاهی در این میان برجسته تر از سایر عوامل باشد.

یکی از دانش های مهمی که می تواند به حل مشکل کمبود غذا در دنیا کمک کند، دانش گیاه پزشکی است؛ دانشی که درباره عوامل ایجاد، نحوه وقوع و چگونگی پیشگیری از بروز بیماری و ابتلا به آفت در گیاهان و در نهایت درمان آنها به ما راهکار می دهند. آنچنان که آمارها می گویند، حدود 30 درصد از محصولات کشاورزی ما در حین داشت، برداشت و انبارداری از بین می روند. در چنین شرایطی اهمیت حفاظت از جان گیاهان در برابر آفت ها و بیماری ها، بخصوص زمانی که برای تامین غذا کشت شوند، به حدی است که باعث می شود انسان ها به هر قیمتی از انجام آن مطمئن شوند.

در این میان سریع ترین و موثرترین راه، استفاده از سموم شیمیایی آفت کش است. اما با گذشت زمان، اثرات نامطلوب این مواد بر طبیعت آشکار شد و ما مجبور شدیم به دنبال راهکارهایی مبتنی بر طبیعت بگردیم. کنترل زیستی یکی از این روش ها است.

در این مقاله شما می توانید با گوشه هایی از روش های کنترل زیستی آفت های گیاهی آشنا شوید.

پدیده زیان بار آفت ها و بیماری های گیاهی، از سالیان دور مطرح بوده است. در دوران باستان، مردم و حتی برخی فلاسفه، طبق عقایدشان وقوع برخی پدیده ها را ناشی از اراده خدایان می دانستند؛ بطوریکه رومیان برای بیماری زنگ گندم، رب النوعی به نام روبیگو (Robigo) قائل بودند و هر ساله برای جلوگیری از وقوع این بلایای آسمانی، مراسم مذهبی گوناگونی از جمله قربانی کردن سگ و… در برابر آن انجام می دادند.

هنوز هم کشاورزان در همه جای دنیا، البته به نسبت های متفاوت، دست به گریبان آسیب ناشی از آفت ها هستند که هر ساله مقادیر زیادی از انرژی آنها را می گیرد و در عوض خسارت هنگفتی نصیب شان می کند. در سال های اخیر و با توجه بیشتر بشر به محیط زیست، نگاه جستجوگر انسان خردمند توانسته راه هایی را برای کنترل آفت ها و بیماری های گیاهی بیابد که مفید و در عین حال بیشتر از دیگر راهکارها به طبیعت نزدیک باشد. یکی از این روش های مناسب کنترل زیستی (Biological Control) است که در برنامه مدیریت تلفیقی آفت ها (IPM) لحاظ شده است.

تاریخچه کنترل زیستی

از زمان های بسیار دور، حتی در دوران رنسانس، نمونه هایی از تلاش بشر برای بهره گرفتن از روش زیستی دیده شده است. به عنوان مثال، در چین باستان از اجتماع (Colony) مورچه ها برای کنترل آفت ها در باغ های مرکبات استفاده می شده است. علاوه بر آن، نمونه مشهور و موفق استفاده از سوسک های ودالیا (کفشدوزک های شکارگر) برای مبارزه با شپشک استرالیایی در کالیفرنیا که در سال 1880 همراه با نهال های مرکبات از استرالیا به ایالات متحده وارد شد و خسارات هنگفتی به باغ های مرکبات در کالیفرنیا وارد ساخت، قابل بیان است. در پی این اتفاق و در سال 1888 گروهی از کارشناسان وزارت کشاورزی ایالات متحده سوسک های ودالیا را از استرالیا به عنوان دشمنان طبیعی شپشک ها به کالیفرنیا بردند.

همچنین نمونه های دیگری در تاریخ گیاه پزشکی قابل ذکر است؛ از جمله استفاده از یک نوع ویروس برای ایجاد بیماری در سوسک های کرگدنی (از آفت های مهم نارگیل)، یا استفاده از حشرات شبه انگل در کنترل زنجرک نیشکر در هاوایی. خسارت زنجرک نیشکر در سال 1903، تولید شکر در هاوایی را به شدت کاهش داد.

کنترل زیستی در ایران قدمتی 50 ساله دارد که به کنترل شپشک ها با استفاده از کفشدوزک در شمال کشور بر می گردد. این تلاش ها همچنان ادامه داشته و در سال های اخیر مورد توجه بیشتری هم قرار گرفته است.

چرا کنترل زیستی؟

در گذشته، راه های مقابله با آفت های گیاهان تنها برای نابودی کامل آنها بود و روش هایی که در دانش گیاه پزشکی توصیه می شده است، کاربرد سلاح قدرتمند شیمیایی علیه آنها بوده است تا جمعیت آفت ها به صفر برسد. اشکال این شیوه، در این است که اولاً به نقش حشرات در طبیعت توجه نمی شود و چه بسا در میان حشرات قتل عام شده توسط سموم شیمیایی، گونه های مفیدی باشند که نه تنها ضرری متوجه ما و منابع غذایی مان نمی کنند، بلکه اتفاقاً با ایفای نقش در گرده افشانی و باروری گیاهان به تولید غذا کمک می کنند. نکته دوم اینکه به لحاظ اخلاق زیستی، حشرات به عنوان موجودات زنده حق زندگی دارند و ما اجازه نداریم آنها را از صحنه این جهان حذف کنیم.

توجه به این نکات باعث پیدایش دیدگاه های جدید در گیاه پزشکی شد و بحث مبارزه با آفت ها، جای خود را به کنترل جمعیت آنها داد، اما این تازه اول کار تغییرات در نوع نگاه به مسئله بود. بتدریج میزان مصرف آفت کش ها حتی برای کنترل جمعیت هم باعث احساس خطر از سوی طرفداران و متخصصان محیط زیست شد و به ارائه هشدارهایی در این زمینه در جامعه انجامید.

در دنیای امروز اثرات سوء ناشی از مصرف سموم دفع آفت های گیاهی بر محیط زیست و زندگی نسل انسان و دیگر جانداران روی زمین، کم و بیش بر همگان معلوم شده است. بشر در دنیای مدرن دریافته است که آفت کش ها نه تنها مشکلی از او حل نکرده اند که حتی گاهی کوهی از مشکلات را روی دوشش نهاده اند. انتشار کتاب بهار خاموش (Silent Spring) توسط خانم دکتر راشل کارسون (Rachel Carson) در دهه 1960 میلادی، متولیان حفظ نباتات در ایالات متحده را به این نتیجه رساند که دوران استفاده یک جانبه از سموم خطر آفرین به بهانه حفظ و افزایش محصولات کشاورزی به سر آمده و باید به دنبال راهکارهای نوین برای کنترل آفت ها و بیماری های گیاهی بود. او در این کتاب با یادآوری اتفاقی تکان دهنده که در اثر کاربرد بی رویه آفت کش ها در محیط زیست شهر رخ داده بود، در فصلی از کتاب نسبت به این امر اعتراض کرد. راشل کارسون برای این فصل کتابش عنوان تکان دهنده «دیگر هیچ پرنده ای نمی خواند» را انتخاب کرد.

مشکلات ناشی از مصرف بی رویه آفت کش ها زمانی ملموس تر می شود که بدانیم ادامه این روند نامطمئن، موجب طغیان آفت ها و حتی بدتر از آن، ظهور آفت های جدید می شود؛ یعنی اوضاع را از قبل هم پیچیده تر می کند. با این توضیحات توسعه بکار بردن روش کنترل زیستی عاقلانه ترین راه به نظر می رسد.

روابط غذایی بین دشمنان طبیعی و میزبانان شان

قبل از ورود به این بحث لازم است تعریفی از کنترل زیستی بیان شود. کنترل زیستی را می توان استفاده هدفمند انسان از ارگانیسم های زنده ای مانند شکارگرها، شبه انگل ها، بیمارگرها، آنتاگونیست ها و…، به عنوان دشمنان طبیعی علیه آفت ها دانست؛ به نحوی که با بکارگیری آنها، جمعیت آفت ها به زیر آستانه خسارت اقتصادی برسد. به عبارت دیگر کنترل زیستی یعنی پدید آوردن مجموعه ای که در آن، جمعیت یک گونه توسط افراد گونه های دیگر با مکانیسم هایی نظیر شکارگری، انگلی، بیماری زایی یا رقابت محدود شود. در واقع در کنترل زیستی از امکانات طبیعی برای کنترل آفت ها استفاده می شود. بنابراین مهم ترین مزیت این روش نسبت به سایر روش ها از جمله کاربرد سموم، این است که راهبرد کنترل زیستی کاملاً مبتنی بر طبیعت است.

در بررسی چگونگی کنترل زیستی به روابط غذایی بین موجودات زنده در طبیعت اشاره می شود.

1) شکارگری (Predator)

در این نوع رابطه، دشمنان طبیعی آفت ها با شکار آنها به عنوان طعمه، از آنها تغذیه می کنند. در این نوع رابطه، موجود شکارگر، شکار خود را کشته و از آن به عنوان غذا استفاده می کند. از جمله حشرات شکارگر می توان به مانتیس ها مثل مانتیس اروپایی (Mantis Religiosa)، برخی گوشخیزک ها و سن های شکارگر اشاره کرد. بال توری ها از جمله بال توری سبز (Neuroptera) در سبزه زارها زندگی می کنند و به شکار حشرات بالغ و پوره شته ها، مگس سفید و نیز تخم حشرات مختلف می پردازند.

به همین ترتیب سوسک ها (Coleoptera) از انواع مهم شکارگرها هستند و نقش مهمی در کنترل زیستی دارند. سوسک های ودالیا نیز در کنترل جمعیت شته ها و شپشک استرالیایی موثر هستند. در این میان یک نوع جالب از رابطه شکارگری وجود دارد و آن استفاده از انواعی از کنه های شکارگر برای مبارزه با دیگر همنوعان خود است که آفت گیاهان محسوب می شوند. کنه های خانواده فیتوسیده به عنوان شکارگر کنه های تترانیکید که آفت گیاهان هستند، شناخته شده اند. کنه های این خانواده بخصوص روی محصولاتی مانند سیب و انگور فعالیت دارند. این کنه های شکارگر قادر به کنترل جمعیت تریپس ها هم هستند، اما در مورد حشرات زیان آوری که در آب تکثیر می شوند، می توان از مهره دارانی مانند ماهی گوپی بهره گرفت. همچنین دو گونه ماهی آبنوس معمولی برای مبارزه با لارو پشه ها مورد استفاده قرار گرفته اند که کاربرد آنها در بسیاری از موارد با موفقیت همراه بوده است. در نهایت می توان به پرندگان اشاره کرد که با شکار جوندگان موذی مانند موش، با آنها مبارزه و جمعیت شان را کنترل می کنند.

2) شبه انگل ها (Parasitoids)

حشرات شبه انگل، حشراتی هستند که قبل از تغذیه، میزبان خود را می کشند (برخلاف انگل ها که از میزبان زنده تغذیه می کنند). این نوع رابطه انواع مختلفی دارد، شامل شبه انگل تخم که از تخم حشرات آفت تغذیه می کند و به همین ترتیب شبه انگل لارو، شفیره و بالغ و از زاویه دیگر شبه انگل داخلی و خارجی که بسته به محل تخم گذاری حشره شبه انگل، در داخل یا روی بدن آفت نامگذاری می شوند. نوزاد این موجودات پس از بیرون آمدن تخم، شروع به تغذیه از میزبان خود (حشره آفت) می کند. در این شیوه، حشره ماده قبل از تخم گذاری، میزبان خود را بوسیله تزریق زهر می کشد.

انواع متنوعی از حشرات شبه انگل از راسته ها و خانواده های گوناگون حشرات وجود دارند که در اینجا به نمونه هایی از زنبورهای شبه انگل که از اهمیت بیشتری برخوردار هستند، پرداخته می شود. مهم ترین گروه از این حشرات، چه به لحاظ تعداد گونه و چه به لحاظ اهمیت آفت هایی که کنترل می کنند، زنبورها هستند. زنبورهای شبه انگل به همراه مورچه ها و زنبور عسل، گروهی از زنبورها به نام زنبورهای کمرباریک (Apocrita) را تشکیل می دهند. در این میان، زنبور عسل از شهد گل ها تغذیه می کند؛ در حالی که زنبورهای شبه انگل به تغذیه از حشرات آفت می پردازند.

به عنوان مثال، زنبورهای اِوَنیده تخم های خود را روی کپسول های تخم سوسک حمام گذاشته و آنها را پارازیته می کنند. در عین حال این زنبورها، شبه انگل مورچه ها هم هستند و می توانند برای مبارزه با مورچه های آتشین مورد استفاده قرار گیرند. در عین حال برای مبارزه با شپشک های آردآلود، سفید بالک ها، شته ها، پِسیل ها و تخم حشرات مختلف از زنبورهای گوناگونی استفاده می شود؛ از جمله جنس مشهور آفِلینوس (Aphelinus) که متعلق به خانواده آفلینید است. خانواده مذکور به همراه زنبورهای اِنسیرتید نیمی از زنبورهایی را تشکیل می دهند که در کنترل زیستی نقش دارند.

از جمله شبه انگل های تخم حشرات آفت، زنبورهای تریکوگراما (Trichogramma spp) هستند. زنبور تریکوگراما، شبه انگل مهمی است که برای کنترل جمعیت آفت هایی مانند کرم گلوگاه انار، کرم ساقه خوار ذرت و بسیاری دیگر از آفت های گیاهی مورد پرورش و رهاسازی در مزارع و باغات قرار می گیرند.

3) عوامل بیماری زا (Pathogens)

عوامل بیماری زای گوناگونی مانند باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و نماتدها می توانند باعث بروز بیماری در بندپایان زیان آور و از بین رفتن آنها شوند. از میان عوامل بیان شده، باکتری ها از جایگاه ویژه ای در کنترل زیستی برخوردار هستند.

باکتری Bacillus thuringiensis، یک باکتری هاگ زا است که به عنوان یک حشره کش میکروبی به صورت اسپری روی محصولات کشاورزی و عمدتاً برای مبارزه با لاروهای پروانه ها و بیدها در مزرعه ها و باغ ها مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین بوسیله انتقال ژن های این باکتری به گیاه، به روش زیست فناوری، می توان گیاهانی مقاوم به آفت ها تولید کرد. همچنین در آفریقا از این باکتری برای مبارزه با لارو مگس سیاه (عامل نوعی نابینایی) کمک گرفته می شود. روش استفاده از حشره کش میکروبی به صورت هاگ پاشی روی شاخ و برگ گیاهان است. بدین ترتیب هاگ ها در نتیجه تغذیه لاروها از برگ، وارد دستگاه گوارش (اندام هدف سم باکتری) می شوند.

مکانیسم اثر این باکتری از کار انداختن دستگاه گوارش و مشخصاً روده لاروها است؛ به نحوی که در نتیجه آن، تغذیه لارو متوقف می شود. این باکتری هنگام هاگ سازی، یک کریستال پروتئینی تولید می کند. این کریستال، در واقع نوعی سم داخلی (Endotoxin) است که با انحلال این کریستال، سم آزاد شده می تواند روده اکثر بال پولک داران را از کار بیندازد؛ بطوریکه سم، به سلول های پوششی روده متصل شده و روی منافذ غشای سلولی را که در ایجاد تعادل یونی نقش دارند، مسدود می کند. در نتیجه این فرآیند، روده سریعاً بی حرکت (فلج) شده و تغذیه لارو متوقف می شود که این امر در نهایت به از بین رفتن لارو می انجامد.

نکته جالب توجه در مورد این باکتری این است که PH محیطی که کریستال در آنجا قابل حل است و در نتیجه سم آزاد شده می تواند موثر واقع شود، حدود 9.5 است و این شرایط تنها در بخش میانی روده لارو پروانه ها دیده می شود. به همین دلیل این سم برای انسان، حیوانات و حتی تعداد بسیاری از حشرات بی خطر است. این مزیت مهم باعث شده استفاده از این عامل میکروبی برای محیط زیست و حشرات مفید کاملاً مورد اطمینان باشد.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «نگاهی به روش کنترل زیستی آفت های گیاهان»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله مهدی میرزائی در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.