مبارزه IPM با حشرات

مبارزه بیولوژیکی در حشرات

          

از جنگ جهانى دوم به این سو تا همین اواخر، راه و روش اصلى براى مبارزه با حشرات ناقل بیمارى و آفات گیاهى کابرد حشره کشها و در بیانى عام آفت کشها بوده است.اما بعد از پى بردن به پایدارى آنها در محیط و عوارض زیست محیطى و توانایى آنها در ایجاد مسمومیت هاى مزمن در انسان و موجودات زنده، این روش مورد انتقاد وسیع قرار گرفت و بحث مبارزه تلفیقى یعنى کاربرد همزمان چند روش مبارزه بمنظور تشدید اثرات مثبت یکدیگر و کاهش اثران منفى کاربرد انفرادى هریک از آنها در دستور کار قرار گرفت.مبارزه تلفیقى را اصطلاحا مدیریت جامع آفات Integrated Pest Management یا اختصارا IPM مى نامند.یکى از این روشهاى تلفیقى همانا مبارزه بیولوژیک Biologic Conntrol است.این روش بر کابرد عوامل پاتوژن و دشمنان طبیعى آفات براى مبارزه با آنها استوار است.عوامل مورد استفاده مى تواند شامل ویروسها، باکتریها،تک یاخته ها، قارچها، گیاهان، نماتودها و ماهیاى لارو خوار گردد.
باکترى خاکزى و غیربیماریزاى باسیلوس تورین ژینسیس Bacillus thuringiensis=BT سروتایپ H14 در فاز مرگ خود اگزوتوکسینى ترشح مى کند که قابل جدا سازى است و براى سیستم گوارشى لارو برخى حشرات بویژه پشه ها سمیت زیادى دارد ولى خوشبختانه براى گیاهان، جانوران و انسان کاملا بى ضرر است. اکنون سم کریستال آن بصورت گرد قابل حل در آب یا امولوسیون با روش صنعتى و در مقادیر انبوه و تحت عناوین تجارى مختلف از جمله Teknar و Baktimos تولید مى شود. ژنهاى کد کننده این جزء سمى شناسایى و به سایر باکتریها منتقل شده است و ترکیبات قویترى تهیه شده است.
کشور ما در این زمینه بسار فعال است بطوریکه از سال ۱۳۶۳ در سازمان پژوهش هاى علمى و صنعتی، تحقیق در در این مورد آغاز و سرانجام در سال ۱۳۶۸ خانم دکتر معظمى توانست در روستایى نزدیک خرم آباد، این باکترى را از لاروهاى مرده آنوفل استفنسى جدا نماید و سم پپتیدى آن را پس از خالص سازى سنتز نماید.این محصول در ۱۵ دقیقه ۸۰ دررصد از لاروها را مى کشد.محیط کشت باکترى ملاس چغندر بوده بنابراین تکثیر آن کم هزینه است.براى هر هکتار سطح آب ۵/۱ کیلوگرم سم لازم است.
خانم دکتر نسرین معظمى مدیر گروه میکربیولوژى دانشگاه تربیت مدرس و رئیس پژوهشکده بیوتکنولوژى ایران در جزیره قشم بوده و به پاس تلاشهاى زیادشان نشان درجه یک تحقیق کشورى را و نیز جوایز ارزشمند دیگرى از مجامع بین المللى از جمله WHO دریافت کرده اند.
همه این مطالب مقدمه اى بود براى آوردنخبری تازه این باره:دانشمندان دانشگاه کاردیف Cardiff انگلیس براى مبارزه با مالاریاى پرندگان از اسپرى حاوى باکترى باسیلوس تورین ژینسیس استفاده و نتایج بسیار رضایتبخشى بدست آوردند بطوریکه دیگر هیچ نشانه اى ازلارو کولکس در محل دیده نشد. مالاریاى پرندگان اخیرا باعث مرگ دو شاه پنگوئن باارزش در باغ وحش شهر بریستول شده است و اینهم عکسى از این شاه پنگوئن ها!

مالاریاى پرندگان توسط انگهایى غیر از انگل مالاریاى انسانى ایجاد مى شود و در پرندگان اهلى چون سار و توکا بصورت آندمیک وجود دارد.بر خلاف شکل انسانى بیمارى که توسط پشه هاى آنوفل ماده منتقل مى شود، ناقل مالاریاى پرندگان پشه هاى معمولى یا کولکس ماده است که انتشار گسترده اى دارند و باز برخلاف مالاریاى انسانی، مالاریاى پرندگان در نواحى سردسیر مثلا شمال اروپا هم بصوتى تثبیت شده وجود دارد.
باکترى باسیلوس تورین ژینسیس بنحوى کاملا اختصاصى فقط به چند گونه حشره مضر و ناقل بیماریهاى مالاریا، تب زرد، و نیل غربى حمله مى کند و نیز علیه مگسهاى سیاه Blackflies ناقل کورى رودخانه اى River Blindness یا انکوسرکیازیس Onchocerciasis نیز موثر است.
در کشاورزى اکنون گیاهان دستکارى ژنى شده که اختصارا GM نامیده مى شوند ( Gene Manipulated) تولید شده اند. یعنى با روشهاى مهندسى ژنتیک، ژن مربوط به سموم آفت کش طبیعى را به داخل ژنوم آنها وارد کرده اند و در نتیجه در بافتهاى خود علاوه بر ترکیبات و پروتئین هاى معمولى خود، سموم حشره کش را نیز بیان و تولید مى کنند و به این وسیله در برابر حمله حشرات مصون مى مانند. در مورد کابرد این روش در دامپزشکى خبر هاى ضد و نقیضى شنیده مى شود.

نقش و کاربرد فناوری هسته ای در کشاورزی

                                                

انرژی هسته ای خدمات برجسته ای در زمینه های مختلف دارد که مهمترین خدمت آن را می توان در بخش کشاورزی در نظر گرفت؛ افزایش جمعیت و نیاز روز افزون به غذا، آب و حتی صادرات محصولات غذایی محتاج علمی است که بتواند به این نیازها پاسخ دهد. امروزه استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای در بسیاری از کشورهای پیشرفته و در حال توسعه متداول است و ایران نیز مانند خیلی از کشورهای در حال توسعه، تحقیقات هسته ای خود را دنبال می کند.اما آمریکا با ریختن بمب اتم بر سر مردم هیروشیما و ناکازاکی ژاپن در جنگ جهانی دوم و تهدیدهای دوران جنگ سرد و کلاهکهای اتمی در کشورهای پیشرفته پندار اغلب مردم دنیا را نسبت به انرژی هسته ای تحت تأثیر قرار داده و بسیاری بر این باورند که انرژی هسته ای یعنی "بمب .                                             

به دنبال محدود بودن منابع فسیلی و انرژی های طبیعی، ایران نیز از چند سال پیش به تحقیق و پژوهش و استفاده از انرژی پاک هسته ای در بخشهای صلح آمیز پرداخته است که به بخشی از آنها اشاره می شود. تولید برق هسته ای مهمترین هدف اعلام شده از سوی ایران است. با رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی و ارتقای سطح زندگی و بهبود شاخصهای اقتصادی و همچنین تقاضای صعودی برق در بخشهای خانگی و صنعتی، استفاده از انرژی هسته ای مقرون به صرفه است و در بخش پزشکی، بهداشتی و صنایع از دیگر کاربردهای صلح آمیز انرژی هسته ای است.اما آنچه بیشتر در این مطلب مورد توجه است، کاربردهای متفاوت انرژی هسته ای بخصوص در بخش کشاورزی است، موضوعی که ممکن است بسیاری از مردم با آن آشنا نباشند. 

  کاربردهای انرژی هسته ای در کشاورزی   

در کشور ما نیز دانشمندان و کارشناسان جوان با درک ضرورت پیشرفت در علوم، تحقیقات در بخش کشاورزی هسته ای را با جدیت دنبال می کنند، بخصوص در مورد محصولات گندم، جو، خرما، پنبه و سویا تحقیقات مفیدی انجام شده است.                 

 اما به طور کلی تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:  

-موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی (طرح بازدهی وجهش گیاهانی چون گندم ،برنج و پنبه

-کنترل و از بین بردن حشرات با استفاده از تکنیک های خاص هسته ای

-به تاخیر انداختن زمان رسیدن محصولات و انبار کردن میوه ها

-جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با استفاده از اشعه گاما

و.......  

تحقیقات در بخش کشاورزی هسته ای به فرموده رئیس این بخش در سال 1356 شروع شد، اما جنگ، تحریمهای اقتصادی و تلاش برخی کشورها برای عقب نگه داشتن ایران از قافله علم، هیچ گاه جوانان دانشمند کشور را از دستیابی به مدارج بالای علمی و تحقیق و پژوهش باز نداشت،و تا کنون با استفاده از فناوری هستهای در بخش کشاورزی پروسه های مختلفی صورت گرفته که به بخشی از آنها اشاره می کنیم: 

اصلاح ژنتیک                     

اصلاح نباتات از جمله موضوعاتی است که همواره مورد توجه کارشناسان علوم کشاورزی بوده است. تنوع گیاهان ابزار اولیه مورد نیاز اصلاح نباتات است و برای اینکه بخواهیم از نظر عملکرد، مطلوبیت و خصوصیات کیفی انتخاب کنیم، از بین این تنوع، بهترینها را انتخاب و به عنوان بذر یا گیاه منتخب برای کشت مورد استفاده قرار می دهیم، اما گاهی این تنوع برای یک صنعت مورد نظر در گیاهان وجود ندارد که آن وقت تنها راه ممکن برای دستیابی به تنوع جدید و بالا بردن ذخیره ژنتیکی استفاده از انرژی هسته ای طی کردن مسیرهای اصلاح نباتات با هدف داشتن گیاه با عملکرد بالا، گیاهان مقاوم به بیماری و آفت و مقاوم به تنشهای محیطی مثل خشکی، شوری و سردی از طریق پرتودهی و اعمال تیمارها به وسیله فرایندهای انرژی هسته ای انجام می شود.

 تقویت صفات زودرس و دیررس                  

با توجه به اینکه هر صفتی در گیاهان در کنترل یک ژن می باشد،هر کدام از صفتهای ارتفاع، رنگ، تعداد گل، زودرسی، دیررسی در کنترل یک ژن قرار دارند که می توان در بخش کشاورزی هسته ای هر کدام از این صفات را پرورش داد.تحقیقات انجام شده در این زمینه بر روی زودرسی گندم و برنج و دیررسی نارنگی انجام شده که هر کدام فواید خاص خودش را دارد. مثلاً دیررسی مرکبات باعث تداوم بازار و تثبیت قیمت و وجود این میوه در زمان بیشتری از سال می شود که از نظر اقتصادی هم برای باغدار و هم مصرف کننده مقرون به صرفه است. همچنین تحقیقاتی نیز بر روی پیازهای زعفران به منظور بالا بردن کیفیت و افزایش گل در حال انجام است.بنا به بیانات دکتر آفریده، دکترای انرژی هسته ای دانشگاه امیرکبیر با تکنیک هسته ای می توان بذر را پرمحصول کرد که این امر در کشور خودمان اتفاق افتاده و با استفاده از همین تکنیک به جای برداشت 30 تن گوجه فرنگی از یک هکتار، 50 تن تولید کردیم در حالی که مصرف آب و مصرف کود هم به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرد.                                      

تولید بذرهای مقاوم به شوری و سرما                                                                                                  

یکی دیگر از مهمترین مزیتهای استفاده از انرژی هسته ای در کشاورزی تولید بذرهای مقاوم در برابر شوری، تولید بذرهای مقاوم در برابر سرما و تولید بذرهایی مناسب برای مناطق خشک است. با استفاده ازتکنیک های موتاسیون که جهش ژنتیکی است،تنوع زیای در جمعیت گیاهی ایجاد شده واز بین آنها صفت مورد نظر مثلا مقاومت به شوری یا مقاومت به سرما را بر اثر پرتوتابی پیدا می کنیم،آنها را پرورش می دهیم و بهبود می بخشیم تا آن صفت در آن گیاه تثبیت شود.                                   

نارنگی های بدون هسته                  

مراکز تحقیقاتی جهاد کشاورزی بیشترین تعامل را با مرکز هسته ای دارد و پروژه های مشترکی را به اجرا می گذارد؛ از جمله با همکاری مرکز تحقیقات مرکبات کشور در تنکابن پرتقال و نارنگی کم هسته تولید شد که محصولی بازارپسند است.    

قابلیت انبارداری پیاز و سیب زمینی 

جوانه زدن محصولات کشاورزی هر سال خسارات زیادی به کشاورزان وارد می کند. پوسیدگی و از بین رفتن محصولات از جمله پیاز، سیر و سیب زمینی نیز در انبارها را هر سال شاهدیم، اما با پرتو تابی فعالیت جوانه ها متوقف و مدت نگهداری در انبار بالا می رود که هم جلو خسارتها را می گیرد و هم برای صادرات مناسب است.                                                                    

                                                                 
از بین بردن آفات وبیماریها با اتم                                                    

امروزه در دنیا به بهداشت محصولات غذایی اهمیت فوق العاده زیادی می دهند که دستیابی به فناوری پرتودهی هسته ای و استفاده از آن در آفت زدایی و بالا بردن زمان نگهداری محصول بدون اینکه آسیبی به محصول برسد در بهبود اقتصاد کشور نقش مهمی دارد.                                                                                        
در سالهای گذشته از برخی مواد شیمیایی و سموم تدخینی یا گازی برای ضدعفونی کردن محصولات کشاورزی و موادغذایی صادراتی استفاده می شد که هم عوارض بر محصول و مصرف کننده داشت و هم برای محیط زیست مناسب نبود.
اکنون ما می توانیم از تکنیک پرتو تابی با یک "دز" مشخص و مناسب تخم "لارو " یا حشره ای در توده بذر یا موادغذایی را از بین ببریم و محصول عاری از هر گونه آلودگی را به روش غیر شیمیایی روانه بازار کنیم این روش اکنون جایگاه خودش را در صنایع غذایی دنیا باز کرده است.                             
این در حالی است که هر سال حدود 700 هزار تن خرمای کشور به دلیل فراهم نبودن شرایط نگهداری آسیب جدی می بیند.همچنین میتوان به خسارتهای زیادی که هر ساله آفت کرم گلوگاه انار به باغداران وارد می کنداشاره کرد.کرم گلوگاه انار از طریق تاج وارد انار شده، تخم گذاری می کند و "لارو" آن در داخل انار به وسیله سمپاشی از بین نمی رود. در بخش کنترل آفات مرکز تحقیقات کشاورزی وابسته به سازمان انرژی اتمی، از طریق تکنیک عقیم سازی حشرات که در آژانس انرژی اتمی "SIT" شناخته می شود، حشره پرورش و تکثیر می شود و تخم گذاری می کند و بعد با پرتو تابی به تخم یا شفیره حشره بدون آنکه در رفتار فیزیولوژی آنها تغییری حاصل شود، آنها عقیم و سپس در طبیعت رها می شوند و با حشرات دیگر جفت گیری می کنند، اما نسلی نخواهند داشت، بدین ترتیب بعد از چند سال این آفت کنترل خواهد شد
این نوع مبارزه با آفت از نظر کشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست بسیار مورد توجه می باشد.            

پیشرفت‌های جدید در حوزه کشاورزی با به‌کارگیری فناوری‌ نانو

به موازات پیشرفت سیستم‌های کنترل، تنظیم شرایط محیطی، رسانش مواد غذایی و استفاده از آفت‌‌کش‌های مناسب، فناوری‌نانو توانسته درک ما را نسبت به بیولوژی محصولات کشاورزی و به تبع آن نسبت به ارزش مواد غذایی و محصولات کشاورزی افزایش دهد. همچنین این فناوری می‌تواند راه‌هایی برای بالا بردن ارزش محصولات کشاورزی و رفع مشکلات محیطی ارئه دهد.

تولید نانوذرات برای مصارف صنعتی از طریق پرورش گیاهان در خاک‌های مشخص، یکی از این نمونه‌هاست؛ به عنوان مثال، تحقیقات نشان داده‌ است که گیاه یونجه در خاک غنی از طلا، نانوذرات طلا را از طریق ریشه‌هایش جذب کرده و در بافت‌هایش جمع آوری می‌کند. نانوذرات طلا را می‌توان به روشی مکانیکی در زمان برداشت از گیاه جدا کرد.

همچنین از فناوری‌نانو می‌توان در تصفیه آب‌های زیرزمینی بهره گرفت. شرکت آمریکایی Argonide در حال استفاده از نانوفیبرهای اکسید آلومینیوم با اندازه 2 نانومتر برای تصفیه آب است. فیلترهایی که از این فیبرها ساخته شده‌اند، می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و کیست‌‌ها را از بین ببرند. پروژه‌‌هایی مشابه در مناطق دیگر دنیا مانند هند و آفریقای جنوبی در حال انجام است و گروه شیمیایی آلمانی BASF، مبلغ 105 میلیون دلار از بودجه خود در تحقیقات فناوری‌نانو را به تصفیه آب اختصاص داده است. شرکت فرانسوی خدمات شهری Generale des Eaux در حال توسعه فناوری‌ نانوفیلتراسیون، با همکاری شرکت Dow Chemical است. همزمان شرکت آب فرانسه، در حال نصب و راه اندازی سیستم اولترافیلتراسیون، با سوراخ‌هایی به اندازه 0.1 میکرون در یکی از کارخانجات خود در خارج از پاریس است.

در حالی که بعضی شرکت‌ها مشغول کار بر روی فیلتراسیون آب هستند، بقیه مانند Altairnano، به دنبال روش‌هایی برای پاکسازی آب می‌باشند. تولیدات این شرکت شامل نانوذرات لانتانیوم است که فسفات را از محیط‌های آبی جذب می‌کند. به‌کارگیری این نانوذرات در حوضچه‌ها و استخرهای شنا می‌تواند به طور مؤثری فسفات موجود را از بین برده و در نتیجه از رشد جلبکها جلوگیری کند. این شرکت انتظار دارد این محصول بتواند سود تجاری را برای حوضچه‌های پرورش ماهی که هزینه زیادی برای از بین بردن جلبک‌ها صرف می‌کنند دربر داشته باشد.

تحقیقات دانشگاه Lehigh آمریکا نشان می‌دهد که نانوپودرها می‌توانند به عنوان ابزاری مناسب برای پاک‌سازی خاک‌های آلوده و آب‌های زیرزمینی مورد استفاده واقع شوند. شاید مشکل هزار میلیارد دلاری آب‌های زیرزمینی آمریکا که دارای 150 هزار مخزن زیرزمینی (این منابع در منطقه ممنوعه‌ای واقع شده‌اند که دارای ضایعات خطرناک است) و تعداد زیاد گورستان‌های زباله، معدن‌های ممنوعه و مناطق صنعتی است، با کمک این نانوذرات حل شود. نانوذرات آهن موجب اکسیده و درهم شکستگی ترکیبات آلوده کننده - مانند تری‌کلرواتن، تتراکلرید کربن، دیوکسین‌ها و PCB‌ها- شده و آنها رابه ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین‌تر تبدیل می‌کند. تحقیقات دیگری در مرکز فناوری‌ نانوبیولوژیکی و زیست محیطی (CBEN) نشان داده است که ذرات نانومقیاس اکسید آهن در پاکسازی آب‌های زیرزمینی از آرسنیک (چیزی که بر آب مصرفی بسیاری از کشورهای در حال توسعه تأثیر دارد و برای آن راه حلی کاراتر از این وجود ندارد) مؤثر هستند.پیشرفت‌های دیگر در حوزه کشاورزی با به‌کارگیری فناوری‌نانوبه موازات پیشرفت سیستم‌های کنترل، تنظیم شرایط محیطی، رسانش مواد غذایی و استفاده از آفت‌‌کش‌های مناسب، فناوری‌نانو توانسته درک ما را نسبت به بیولوژی محصولات کشاورزی و به تبع آن نسبت به ارزش مواد غذایی و محصولات کشاورزی افزایش دهد. همچنین این فناوری می‌تواند راه‌هایی برای بالا بردن ارزش محصولات کشاورزی و رفع مشکلات محیطی ارئه دهد.

تولید نانوذرات برای مصارف صنعتی از طریق پرورش گیاهان در خاک‌های مشخص، یکی از این نمونه‌هاست؛ به عنوان مثال، تحقیقات نشان داده‌ است که گیاه یونجه در خاک غنی از طلا، نانوذرات طلا را از طریق ریشه‌هایش جذب کرده و در بافت‌هایش جمع آوری می‌کند. نانوذرات طلا را می‌توان به روشی مکانیکی در زمان برداشت از گیاه جدا کرد.

همچنین از فناوری‌نانو می‌توان در تصفیه آب‌های زیرزمینی بهره گرفت. شرکت آمریکایی Argonide در حال استفاده از نانوفیبرهای اکسید آلومینیوم با اندازه 2 نانومتر برای تصفیه آب است. فیلترهایی که از این فیبرها ساخته شده‌اند، می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و کیست‌‌ها را از بین ببرند. پروژه‌‌هایی مشابه در مناطق دیگر دنیا مانند هند و آفریقای جنوبی در حال انجام است و گروه شیمیایی آلمانی BASF، مبلغ 105 میلیون دلار از بودجه خود در تحقیقات فناوری‌نانو را به تصفیه آب اختصاص داده است. شرکت فرانسوی خدمات شهری Generale des Eaux در حال توسعه فناوری‌ نانوفیلتراسیون، با همکاری شرکت Dow Chemical است. همزمان شرکت آب فرانسه، در حال نصب و راه اندازی سیستم اولترافیلتراسیون، با سوراخ‌هایی به اندازه 0.1 میکرون در یکی از کارخانجات خود در خارج از پاریس است.

در حالی که بعضی شرکت‌ها مشغول کار بر روی فیلتراسیون آب هستند، بقیه مانند Altairnano، به دنبال روش‌هایی برای پاکسازی آب می‌باشند. تولیدات این شرکت شامل نانوذرات لانتانیوم است که فسفات را از محیط‌های آبی جذب می‌کند. به‌کارگیری این نانوذرات در حوضچه‌ها و استخرهای شنا می‌تواند به طور مؤثری فسفات موجود را از بین برده و در نتیجه از رشد جلبکها جلوگیری کند. این شرکت انتظار دارد این محصول بتواند سود تجاری را برای حوضچه‌های پرورش ماهی که هزینه زیادی برای از بین بردن جلبک‌ها صرف می‌کنند دربر داشته باشد.

تحقیقات دانشگاه Lehigh آمریکا نشان می‌دهد که نانوپودرها می‌توانند به عنوان ابزاری مناسب برای پاک‌سازی خاک‌های آلوده و آب‌های زیرزمینی مورد استفاده واقع شوند. شاید مشکل هزار میلیارد دلاری آب‌های زیرزمینی آمریکا که دارای 150 هزار مخزن زیرزمینی (این منابع در منطقه ممنوعه‌ای واقع شده‌اند که دارای ضایعات خطرناک است) و تعداد زیاد گورستان‌های زباله، معدن‌های ممنوعه و مناطق صنعتی است، با کمک این نانوذرات حل شود. نانوذرات آهن موجب اکسیده و درهم شکستگی ترکیبات آلوده کننده - مانند تری‌کلرواتن، تتراکلرید کربن، دیوکسین‌ها و PCB‌ها- شده و آنها رابه ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین‌تر تبدیل می‌کند. تحقیقات دیگری در مرکز فناوری‌ نانوبیولوژیکی و زیست محیطی (CBEN) نشان داده است که ذرات نانومقیاس اکسید آهن در پاکسازی آب‌های زیرزمینی از آرسنیک (چیزی که بر آب مصرفی بسیاری از کشورهای در حال توسعه تأثیر دارد و برای آن راه حلی کاراتر از این وجود ندارد) مؤثر هستند.

کاربرد های فناوری نانو در کشاورزی

فناوری نانو هیچ زمینه علمی را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزی نیز از این قاعده جدا نیستند .تا به حال کاربردهای متعددی از فناوری نانو در کشاورزی ، صنایع غذایی و علوم دامی مطرح شده است.

رابطه میان فناوری نانو وعلوم کشاورزی در زمینه های زیر قابل بررسی است :
1- نیاز به امنیت در کشاورزی و سیستم های تغذیه ای
2- ایجاد سیستم های هوشمند برای پیشگیری و درمان بیماریهای گیاهی
3- خلق وسایل جدید برای پیشرفت در تحقیقات بیولوژی و سلولی
4- بازیافت ضایعات حاصل از محصولات کشاورزی

از بین تدابیر موجود در مدیریت آفات کشاورزی استفاده از آفت کش ها و سموم سریعترین و ارزان ترین روش برای واکنش به یک وضیت اضطراری است .

روش های کنترل زیستی در حال حاضر بسیار هزینه بر هستند . در این روش ها کنترل آفت از طریق یکی از دشمنان طبیعی آن آفت صورت می گیرد . امروزه مصرف بی رویه آفت کش ها مشکلات زیادی را ایجاد کرده اند این مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ایجاد مسمومیت های حاد یا بیماری های مزمن ) ، تاثیر این مواد بر حشرات گرده افشان و حیوانات اهلی مزارع و همچنین ورود این مواد به آب و خاک و تاثیر مستقیم وغیر مستقیم آن در این نظام های زیستی می باشد .

مصرف بی رویه آفت کش ها محصولات کشاورزی را نیز به منبع ذخیره سم تبدیل می کند

مهمترین سوال در زمینه استفاده از آفت کش ها این است که :چقدر از این سموم استفاده کنیم ؟

استفاده از داروهای (سموم) هوشمند در ابعاد نانو می تواند راه حل مناسبی باشد . این داروها که قابلیت حرکت در گیاه را دارند در بسته هایی که حاوی نشانی خاصی هستند قرار میگیرند .برچسب نشانی یک کد مولکولی است که بر روی بسته نصب شده و به بسته اجازه میدهد که به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته تحویل داده شود . این ناقلین در ابعاد نانو همچنین دارای خود تنظیمی نیز می باشند به این معنی که دارو فقط به میزان لازم به بافت گیاهی تحویل داده می شود .
دقت در ردیابی بافت هدف و میزان اندک اما موثر دارو باعث می شود استفاده از سموم در کشاورزی به حداقل برسد .
همه ما میدانیم که پیشگیری بر درمان مقدم است . بیماری های گیاهی نیز از روی علائمی مانند تغییر رنگ یا تغییر شکل اندام ها شناسایی می شوند ولی مسئله اینجاست که این علائم مدتها پس از ورود عامل بیماری به بافت گیاه بروز پیدا می کنند به همین خاطر با سریعترین اقدام ها برای جلوگیری از شیوع بیماری باز هم مقداری از محصول از بین می رود . در نتیجه نیاز به ابزاری که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدایی ورود عامل بیماری، آن را کنترل و مهار کرد بسیار ضروری به نظر میرسد.نانو حسگرهای زیستی ابزارهایی هستند که که از تلفیق ابزارهای شیمیایی ، فیزیکی و زیستی بدست آمده اند.

تصویر ورود یک نانوحسگر زیستی به درون یک سلول

این حسگرها شامل ترکیبات زیستی مانند یک سلول ، آنزیم و یا آنتی بادی متصل به یک مبدل انرژی هستند و قادرند که تغییرات ایجاد شده در مولکول های اطراف خود را گزارش دهند . این گزارش ها توسط سیگنالهایی که مبدل انرژی به تناسب با مقدار آلودگی تولید میکند دریافت می شوند. بنابراین اگر تجمع زیادی از عامل بیماری در اطراف این حسگرها وجود داشته باشد سیگنال های قوی فرستاده می شوند . ارزیابی حضور آلاینده ها در محیط توسط حسگرها در چند دقیقه میسر است اما با استفاده از روش های رایج حداقل 48 ساعت زمان برای تشخیص نیاز است .
استفاده از نانوحسگرهای زیستی در بسته های غذایی نیز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذایی می توانند هشدار دهنده باشند .

از دیگر کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی ایجاد پلاستیک های جدید در صنعت بسته بندی مواد غذایی است . در تولید این پلاستیک ها از فناوری نانو ذرات استفاده شده است . اکسیژن مسئله سازترین عامل در بسته بندی مواد غذایی است زیرا این عنصر باعث فساد چربی مواد غذایی و همچنین تغییر رنگ آنها میشود . در این پلاستیک جدید نانوذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدی مانع از نفوذ اکسیژن می شوند .
به بیان دیگر مسیری که گاز باید برای ورود به بسته طی کند طولانی می شود . به همین خاطر مواد غذایی در این بسته ها تازگی خود را بیشتر حفظ می کنند .

با طولانی کردن مسیر حرکت مولکولهای اکسیژن، مواد غذایی دیرتر فاسد می شوند.

فناوری نانو با استفاده از فرایندهای طبیعی زیستی ، شیمیایی و فیزیکی در بازیافت مواد باقیمانده از محصولات کشاورزی و تبدیل آنها به انرژی و یا مواد شیمیایی صنعتی نیز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا تولید پارچه بیش از 25 % الیاف به ضایعات تبدیل می شوند . در دانشگاه کرنل در آمریکا روشی تحت عنوان «ریسندگی الکتریکی» ابداع شده که با استفاده از این روش از ضایعات پنبه محصولاتی مانند کلافهای پنبه و نخ البته با کیفیت پایین تر تولید میکنند . دانشمندان علوم پلیمر از این روش برای تولید نانو فیبرها از سلولز که 90% الیاف پنبه را تشکیل می دهد استفاده کرده اند و الیافی کمتر از 100 نانومتر تولید کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الیاف فعلی است .

یکی از کاربردهایی که برای این الیاف ریز سلولزی بیان شده جذب آفت کش ها و کودهای شیمیایی از محیط برای جلوگیری از ورود آنها به اکوسیستم و رها کردن مجدد این مواد در محیط در مواقع مورد نیاز است .

از دیگر محصولات فناوری نانو ، نانو کاتالیزورها هستند که قابلیت تبدیل روغن های گیاهی به سوخت را جهت ایجاد منابع جدید انرژی دارند .

پیشرفت در زمینه علوم گیاهی ، کشاورزی و صنایع غذایی رابطه مستقیمی با پیشرفت در تحقیقات زیست شناسی سلولی و مولکولی دارد . تولید ابزارهای جدید تحول شگرفی در تحقیقات سلولی و مولکولی ایجاد کرده است . امروزه میکروسکوپ هایی که قابلیت ایجاد مشاهده در مقیاس نانو را دارند در توسعه علوم زیستی نقش مهمی را ایفا می کنند.

سرمازدگی در باغهای پسته

همانطور که می دانیم تنشهای غیر زیستی-Abiotis stress- از جمله سرمازگی می توانند موجب خسارات روی کلیه گیاهان از جمله درختان پسته شوند.

در پسته سرمازدگی اگر شدید باشد علاوه بر جوانه ها، گلها و اندامهای لطیف تر و گاها می تواند شاخه ها را در گیر نماید. تجربه نشان داده که سرمازدگی بهاره قسمت ریشه گیاه را نمی تواند مورد آسیب قرار دهد.

بعبارت دیگر بعلت وجود خاک وافی در اطراف ریشه درختان پسته احتمال آسیب دیدن ریشه درختان پسته بسیار ضعیف است.

در پسته حداکثر خسارت سرمازدگی مربوط به جوانه های تازه رشد یافته و گلها در اویل فصل بهار است.

در باغهای پسته مواردی از سرمازدگی وجود دارد که سرما موجب از بین رفتن 100 درصد قسمته های هوایی گیاه شده اما به علت زنده و پویا بودن ریشه در سالهای بعد از کنار شاخه های خشک شده ساقه های جدید شروع به رشد نموده و درخت دوباره سرزنده شده است.

علایم ظاهری سرمازدگی در باغهای پسته عبارتند از سیاه شدگی و خشکیدگی بافت های برگی و شاخه های تازه رشد یافته در فصل بهار و شل شدگی و ریزش جوانه های زایشی و رویشی. اثرات سرما گاه ممکن است در زمان خوشه دهی نمایان شوند که در آن صورت جوانه های زایشی آسیب دیده در فصل بهار در هنگام محصول دهی خوشه های کمتری تولید کرده و تعداد دانه ها در خوشه نیز کاهش قابل ملاحظه ای را نشان می دهند.

یخ زدگی موجب قهوه ای شدن گلبرگ شکوفه ها و ریزش آنها خواهد شد. ممکن است بعد از کشته شدن جوانه اول در مواجهه با سرما بهاره جوانه دیگری روی همان شاخه رشد نماید. درختان پسته نسبت به سرمای دیررس بهاره بسیار حساس می باشند و در دمای انجماد و نزدیک به آن خسارات فراوانی به درختان وارد خواهد شد.

تجربه نشان داده که در دمای زیر 5 درجه سانتی گراد سرمازدگی بهاره قطعی خواهد بود. بر اساس آمار و تجربیات کشاورزان پسته کار سرمازدگی درختان پسته در سالیان اخیر در محدوده زمانی 26-18فروردین اتفاق افتاده است. اصولا در باغهای پسته از 18 فروردین هر سال تا 40 روز بعد احتمال سرمازدگی بهاره بسیار جدی است. بنابر نظر کشاورزان کهنه کار از 60 روز پس از نوروز هر سال خطر سرمازدگی در باغهای پسته منتفی می شود. خطر سرمازدگی در ارقام زود رس مانند کله قوچی زیادتر است و دلیل آن هم به علت رشد سریع و رویش زودتر درختان کله قوچی است. میزان خسارت سرمازدگی در سالهای مختلف متفاوت است و گاها به 100 درصد محصول نیز رسیده است اما به صورت متوسط خسارت سرمازدگی 30-25 درصد برآورد می شود. در کشورهای پیشرو مانند ایالات متحده آمریکا خسارت سرمازدگی سالیانه 4-3 درصد برآورد می شود.

مشاهدات نشان داده که میزان سرمازدگی یا خسارات ناشی از آن در درختان پسته در شاخه های بالایی نسبت به شاخه های پایینی از شدت کمتری برخوردار است و در تابستان نیز محصول در قسمتهای پایینی یا نیمه پایینی درخت کمتر است. علت این امر آن است که اولا احتمالا در نیمه بالایی درختان تهویه هوا زیادتر انجام می شود و در نتیجه هوای سرد نسبت به نیمه پایینی درخت از جابجایی بیشتری برخوردار می شود و ثانیا به علت سنگینی هوای سرد این توده هوا بیشتر قسمت های پایین تر درختان را درگیر خواهد کرد.

مطالعات و مشاهدات نشان داده که سرمازدگی در باغهایی که از نظر تغذیه ای، آبیاری و سایر روش های خاکورزی مطلوب تر هستند خسارت کمتری از سرمازدگی متحمل می شوند. نکته قابل تامل دادن کودهای پرخاصیت مخصوصا اوره در اوایل بهار بعلت بیشتر کردن رشد و نمو درختان ریسک سرمازدگی را بالاتر خواهد برد. وزش باد یا آبیاری در شب هجوم توده سرد هوایی به باغها خطر سرمازدگی را کاهش خواهد داد. در ارتباط با روش های مبارزه و یا درست تر مقابله با سرمازدگی بهاره متاسفانه راههای چندانی وجود ندارد. دود کردن لاستیک، استفاده از دستگاههایی مانند سرمابان ودمنده هوای معکوس، آبیاری، بخاری های باغی و ... کمک چندانی به کاهش خسارت ناشی از سرمازدگی نخواهند کرد. و ما در استفاده از این روش ها با محدودیت نهای زیادی مواجه هستیم. استفاده از کودهای پتاسیمی به دلیل بالابردن تحمل درختان نسبت به سرما می توانند تا حدی مفید باشد.

در مورد هرس درختان این نکته قابل ذکر است که هرس بی دلیل و غیرموجه مخصوصا در اواخر زمستان و اوایل بهار آسیب خوردگی درختان را نسبت به سرمازدگی بالا خواهد برد. به نظر بنده به عنوان کارشناس کشاورزی لازم که در جهت کاهش خسارات ناشی از سرمازدگی اهمیت بیشتری به طرح های تحقیقاتی همچون

1- استفاده از ارقام دیررس به عنوان پایه

2- کاربرد آب به صورت پاشش روی درختان یا محیط اطراف درختان

3- استفاده از مواد شیمیایی که پاشش آنها روی درختان به صورت ضد یخ یا عایق عمل کند یا موجب تاخیر در گلدهی یا رشد سریع گلها در بهار داده شود.

آشنایی با آفت کش ها و کنترل شیمیایی آفات

وضعیت سموم ثبت شده در کشور

تعداد سموم ثبت شده در کشور 258 قلم است که شامل حشره کش ها (26٪)، علف کش ها (33٪)، قارچکش ها(21٪)، کنه کش ها (5٪)، موش کشها (7٪) و سایر سموم (8٪) می شوند.از کل 14000000هکتار وسعت  اراضی کشاورزی ایران به ازای هر هکتار 780/0 کیلوگرم  ماده موثره  انواع سموم دفع آفات نباتی مصرف میشود که در مقایسه با آمارهای جهانی آمار فوق العاده بالایی است. 

تزریق مواد غذایی در تنه (TRUNK INJECTION ) درختان پسته

روشهای معمول مصرف خاکی یا محلول پاشی عناصر کودی برای تغذیه مطلوب درختان پسته خصوصاً در مورد ریز مغزی‌هایی مانند آهن، روی و... همواره با محدودیتهایی مختلف روبرو بوده است. از محدودیتهای مصرف محلول پاشی جذب کمتر آن از طریق اندام های هوایی و از محدودیتهای روش مصرف خاکی تثبیت، شستشو و اثر متقابل بعضی از عناصر در جهت کاهش جذب می باشد. تزریق مواد غذایی یا فشار بالا روش جدیدی می باشد که در آن حجم کمتری از مواد غذایی با حداقل تلفات و خسارتهای زیست محیطی به کار رفته و کل مواد تزریق شده نیز وارد گیاه می شود.

 برای مطالعه بقیه روی ادامه مطلب کلیک کنید...