02
نوامبر

کاربرد عوامل کنترل بیولوژیکی در کنترل آفات و بیماری های گیاهی

کشاورزی پایدار
آفت کش بیولوژیکی چیست ؟
آفتکش بیولوژیکی به فرآورده هایی با پایه های بیولوژیکی و بیوشیمیایی گفته می شوند که برای کنترل آفات و بیماری های گیاهی به کار می روند.
انواع آفت کش ها : 1. آفت کش های شیمیایی               2.  آفت کش های بیولوژیکی (زیستی)
هر دو این آفتکش ها برای مدیریت و کنترل آفات ، علف های هرز و بیماری های گیاهی به کار می روند. در بیشتر موارد به جای کلمه آفت کش بیولوژیکی عبارت عوامل کنترل بیولوژیکی استفاده می شود. زیرا هدف نابودی کامل حشرات نیست ، بلکه کاهش جمعیت حشرات تا زیر سطح زیان اقتصادی است. (رهروان رویش سیز)
عوامل کنترل بیولوژیکی :
کلیه عوامل زنده اعم از ماکروارگانیسم ها و میکرو ارگانیسم ها را عوامل کنترل بیولوژیک گویند.
انواع آفت کش های بیوولوژیکی یا عوامل کنترل بیولوژیکی به 4 دسته تقسیم می شوند:
  • میکرو ارگانیسم ها (آفت کش های میکروبی) : ویروس، قارچ، باکتری، نماتد، پروتوزاها
  • ماکروارگانیسم ها : حشرات، کنه های شکارگر، پاراتوزوئیدها
  • عوامل بیوشیمیایی : مواد شیمیایی علامت دهنده (فرمون ها و آللوکمیکال ها )تنظیم کننده های رشد حشرات، تنظیم کننده های گیاهان و آنزیم ها
  • فرآورده های طبیعی : منشا طبیعی دارند یعنی از گیاهان و میکرو ارگانیسم ها به دست می آیند. که از آلکالويیدها (مشتقات اسیدآمینه ) و یا گلیکوسیدها (قندهای غیرضروری برای گیاه) که در گل، ریشه، ساقه یا حتی بذر به دست می آیند. علاوه براین عوامل کنترل بیولوژیکی یکسری گیاهان وارد بازار شدند که حاوی ژن مقاومت نسبت به یکسری آفات و بیماری ها هستند. (ارتباط با ما)
از بین این 4 عوامل کنترل بیولوژیکی، میکروارگانیسم ها بیشتر مورد استفاده را دارند. حشرات مانند سایرموجودات زنده بیمار می شوند واین بیماری باعث مرگ و میر حشرات می شود. پس با استفاده از ویروس ها، قارچ ها، باکتری ها و نماتدها می توان آن ها را بیمار کرد.
یکسری از این میکروارگانیسم ها به راحتی قابل کشت در محیط آزمایشگاه هستند. اما ویروس ها برای تکثیر احتیاج به اندام زنده دارند. بنابراین در آفت کش های میکروبی بیشتر از باکتری ها به کار می روند. پس برای کنترل بیماری های گیاهی (بیماری ریشه، ساقه، اندام های هوایی، گل ها و میوه ها ) از آنتاگونیست ها (موجودات زنده ای که با تولید ترکیبات متابولیستی منجر به انهدام و نابودی موجود زنده دیگر می شوند) استفاده می کنند. به عنوان مثال می توان برای کنترل بیماری های ریشه مانند پوسیدگی طوقه و ریشه از چند عامل آنتاگونیستی استفاده کردد. (رهروان رویش سبز)
محدودیت به کارگیری عوامل بیولوژیکی :
 این عوامل به آزمایشگاه های پیشرفته تجهیزات پیچیده و شرایط کشت استریل نیاز دارد. که فقط در کشورهای توسعه یافته امکانش هست. بنابراین کشورهای در حال توسعه به روش های ارزان تر و راحت تر احتیاج دارند.
ویروس های عامل بیماری زایی در حشرات :
بیشتر این ویروس ها از خانواده باکولوویروس ها هستند. بیماری زایی این عوامل ویروسی  بالا می باشد و  همچنین دارای عملکرد انتخابی نیز می باشند.
مزایای باکولویروس ها : بیماری زا نبودن برای انسان و سایر موجودات زنده  همچنین بیماری زایی شدید برای حشرات.
عامل کنترل کننده بیولوژیکی : Anagrapha falcifera
آفات هدف : برای کنترل لاور پولکداران
محصولات هدف : ذرت، پنبه، گوجه فرنگی، سایر سبزی ها و درختان میوه و گیاهان زینتی
نام تجاری : NPV
روش استفاده : باید در حجم زیاد به صورتی محلول پاشی استفاده شود که تمام شاخ و برگ گیاهان مورد نظر آغشته به آفتکش شود.
 درهنگام استفاده باید سطح  برگ کاملا پوشانده شود و بهترین زمان موقع تخم گذاری حشرات کامل است. عموما این آفتکش های ویروسی 7 الی 14 روز قادر به نابودی حشرات و آفات هستند. (رهروان رویش سبز)
مکانیسم عمل حشره کش های ویروسی : حشرات با خوردن باکولوویروس ها آلوده می شوند پس از ورود به بدن لارو ، وارد همولنف می شوند. در روده میانی پوشش پروتیینی ویروس حل شده و ویریون های بیماری زا آزاد می شوند. ویریون ها به سلول های روده میانی و هسته آن ها حمله ور می شوند و در آنجا تکثیر شده سپس به سطح سلول های روده میانی آمده و دوباره وارد همولنف حشره می شوند و جذب سلو ل های حساس می گردند و به هسته این سلول ها حمله ور می شوند. مدت زمان لازم از مرحله خوردن تا همانند سازی به سن لاروی حشره و دما بستگی دارد و در کل در مقایسه با حشره کش های شیمیایی کندتر عمل می کند. این ویروس ها، منجر به متوقف ساختن تغذیه آفات شده و یا اینکه کاهش می دهد و در  نهایت منجر به خسارت محصولات می گردد.
باکتری های عامل بیماری زایی در حشرات
فرآورده های تهیه شده از باکتری ها ، نسبت به ویروس ها گستردگی بیشتری دارد. تعداد باکتری هایی که قدرت حشره کشی دارند زیاد  است ولی تعداد کمی از آن ها از نطر تجاری ثبت شده اند. مهمترین آن ها باکتری  BT) Bacillus thuringiensis) است که معروف ترین و پرکاربردترین آفتکش بیولوژیکی است. امروزه BT، تنها حشره کش میکروبی است که در بیشتر کشورهای جهان مصرف می شود. (رهروان رویش سبز)
ویژگی های این آفتکش :
  1. برخلاف آفت کش های شیمیایی تا زمان برداشت محصول قابل استفاده است .
  2. دارای عملکرد انتخابی بوده و برای سایر میکروارگانیسم ها ی زنده خطری ندارد.
  3. این حشره کش های باکتریایی مثل حشره کش های ویروسی ، کاملا اختصاصی عمل کرده و آفات خاصی را روی میزبان های مشخصی کنترل می کند.
34 گونه BT شناسایی شده است که رایج ترین آن ها عبارتند از :
Japonensis  :                         آفات هدف : سخت بالپوشان خاکزی (بال جلویی سفت و کیتینی است)
                                               گیاه هدف : گیاهان زینتی فضاهای سبز و چمن ها
 Kurstaki                           آفات هدف : بالپولکداران (پروانه ها و شب پره ها مانند پروانه پشت الماسی)
                                               گیاه هدف : سبزیجات ، درختان میوه ، ذرت و غلات دانه ریز
انواع آفتکش های میکروبی :  
BT) Bacillus thuringiensis):
حشره کشی گوارشی است و در ایران بیشتر برای کنترل برگخوار نارون و ابریشم باف ناجور(به محض خروج لارو از تخم 3 – 2 نوبت ) استفاده می شود. کاربرد باکتری ها در کنترل بیماری های گیاهی نیز هست. باکتری های گوناگون و متعددی جداسازی شده اند که دارای مکانیسم های عمل قارچ کشی ، نماتدکشی و باکتری کشی است. ارتباط با ما
Bacillus subtilis:
آفات هدف: برای سفیدک های سطحی و داخلی و برخی بیماری های باکتریایی به کار می رود.
محصولات هدف: انواع انگور، درختان میوه هسته دار و دانه دار ، گردو، کدوییان سبزیجات
مکانیسم عمل: از رشد قارچ جلوگیری می کند و همچنین منجربه فعال کردن سیستم دفاعی گیاه می شود.
مکانیسم عمل آفت کش باکتریایی: بعد از ورود به دستگاه گوارش لارو حشره، باکتری منجر به فلج شدن سیستم گوارشی لارو شده و در نهایت لارو را از تغذیه باز می دارد. حتی اگر لارو سریعا کشته نشود عدم تغذیه لارو منجر به کاهش خسارات وارده می شود.
نشانه های بیماری لارو : حشراتی که به وسیله BT آلوده شده اند، سریعا تغییر رنگ داده و تیره رنگ شده و غالبا خیلی نرم می شوند. بافت ها و اندام های داخلی تخریب شده و به حالت لزج و غلیظ  شده و مدت کوتاهی پس از مرگ مقدار زیادی باکتری داخل  بدن حشره تولید می شود.
لاشه لارو حشره، چروک خورده و خشک می شود. این باکتری داخل لارو مرده تکثیر می شود ولی نمی تواند کریستال سمی تولید کند بنابراین خاصیت انتشار به سایر لاروها را ندارد. مدت زمان دوام   BT ،  7 – 5 روز است، بنابراین محلول پاشی هر 7 – 5 روز تکرار می شود تازمان برداشت محصول (در صورتی که 24 ساعت پس از محلول پاشی بارندگی صورت گیرد محلول پاشی تکرار می شود).
دز مصرف : 300 – 100 گرم در هکتار ، روی قسمت هایی از گیاه که مورد حمله لاروها قرار گرفته محلول پاشی می شود. زمان مصرف سنین اولیه ( 1 و 2 ) لاروهاست. تاثیر BT روی لاروهای سنین بالا کمتر است به طوریکه قابل توصیه نمی باشد مگر اینکه دز مصرفی افزایش داده شود. (رهروان رویش سبز)
قارچ چیست :
 قارچ نه گیاه است نه جانور ، دگرخوار بوده و زندگی انگلی دارد. در آب و خاک زیاد دیده می شود و از بقایای گیاهی و جانوری تغذیه می کند. استفاده از قارچ ها برای کنترل بیولوژیکی آفات، بیماری ها و علف های هرز در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است.
قارچ های بیمارگر حشرات غالبا در طبیعت موجب بیماری حشرات می شوند و یک عامل مهم تنظیم جمعیت حشرات است. مدت زمان لازم برای مرگ حشره بین 5 – 3 روز طول می کشد و در شرایط مزرعه مممکن است طولانی تر شود. این مساله به شرایط محیطی (تابش خورشید، دما، رطوبت نسبی، بارندگی و شرایط خاک) بستگی دارد. که ممکن است موجب طولانی شدن یا کوتاه شدن این مدت شود.
تعدادی از فرآورده های قارچی ثبت شده :
عامل کنترل کننده بیولوژیکی : Beauveria bassiana
منشا : از حشرات آلوده در طبیعت جدا شده است.
آفات هدف : سویه های این قارچ برای گونه های مختلف آفات به طور اختصاصی عمل می کند و به دلیل گستردگی میزبان
 و سازگاری با سایر آفات کش ها در سیستم کنترل افات گنجانده شده است.
مثال : سویه Bb147   برای کنترل ساقه خوار اروپایی ذرت                                     محصول هدف : ذرت
سویه GHA برای کنترل سفید بالک ها ، تریپس ها ، شته ها و شپشک های آرد آلو   محصول هدف : سبزی ها و گیاهان زینتی
 سویه ATCC 74040 برای کنترل آفات راسته ناجوربالان و سخت بالپوشان                محصول هدف : چمن ها و گیاهان زینتی
مکانیسم عمل : کنیدی های قارچ به کوتیکول خارجی حشرات حمله می کنند. روی کوتیکول جوانه می زنند و به درون بدن حشره نفود می کنند. رطوبت بالا و آب آزاد برای جوانه زنی کنیدی ها لازم است. آلودگی بسته به دما بین 48 – 24 ساعت  طول می کشد. حشرات پس از آلودگی بین 5 – 3 روز زنده می مانند و پس از مرگشان کنیدیوفورها تشکیل و کنیدی های  جدید آزاد می شوند. (ارتباط با ما)
فرمولاسیون : به صورت پودر با قابلیت ترشوندگی (WP)، سوپانسیون (SC)، ذرات جامد معلق در آب و میکروگرانول (MG) به فروش می رسد.
روش استفاده : به صورت محلول پاشی استفاده می شود.
میزان مصرف : به نوع آفات و شدت حمله بستگی دارد ولی به طور متوسط 1000- 750 میلی لیتر در هکتار مصرف می شود.
نکته: معمولا فرمولاسیون پودر با قابلیت ترشوندگی به میزان 1 کیلوگرم در 100 لیتر اب است .
نکته: این حشره کش بیولوژیکی در ایران برای کنترل آفت عسلک پنبه در مناطق محدودی از شمال کشور استفاده می شود.
عامل کنترل کننده بیولوژیکی : Lecanicillium lecanii = Verticillium lecani
منشا : از حشرات آلوده در طبیعت جدا شده است.
آفات هدف : سویه Mycotal  برای کنترل سفید بالک ها و تریپس ها           محصولات هدف : محصولات گلخانه ای
سویه : Vertalec برای کنترل گونه های محتلف شته ها بجز شته گل داوودی      محصولات هدف : محصولات گلخانه ای
مکانیسم عمل : کنیدی های قارچ به کوتیکول خارجی حشرات حمله می کند. روی کوتیکول جوانه می زند و به درون بدن حشره نفوذ می کند و در داخل و سطح بدن حشره رشد می کند و پس از 7 – 5 روز منجر به مرگ حشره می شود. لاروها و شفیره ها پیش از اینکه قابل رویت شوند از بین می روند. لاروها و شفیره های مرده چروک خورده و به رنگ زرد روشن یا تیره می باشد.پس از مدتی تحت شرایط رطوبت بالا توده قارچی روی حشرات مرده به رنگ سفید دیده می شود. (ارتباط با ما)
فرمولاسیون : به صورت پودر با قابلیت ترشوندگی
روش استفاده : معمولا زمان ظهور آفات، در حجم بالا در شرایط مرطوب بهتر اثر می کند. بیماری زا نیست و گیاهسوزی ندارد.
میزان مصرف : در محصولات با ارتفاع بلند 2000 لیتر در هکتار و در محصولات با ارتفاع کوتاه 1000 لیتر در هکتار محلول پاشی، تکرار محلول پاشی بسته به شدت آلودگی 4 – 2 بار به فاصله 7 روز.
در میان فرآورده های به ثبت رسیده، قارچ تریکودرما بیشترین کاربرد را دارد. به علت سمیت بسیار پایین و تحقیقات گسترده در مورد گونه های مختلف این قارچ است. این قارچ برای کنترل بیماری های مختلف ریشه، ساقه، اندام های هوایی و بیماری های پس از برداشت مصرف می شود. معمولا جدایه های تریکودرما اثر حفاطتی دارند و از بروز بیماری پیشگیری می کنند اگر قبل از ظهور علایم بیماری مصرف شود بیماری بهتر کنترل می شود. برخی از فرمولاسیون ها برای استفاده در محل زخم پس از هرس استفاده می شوند که بهتر است 5 دقیقه بعد از هرس مصرف شود.
عامل کنترل کننده بیولوژیکی : Trichoderma harzianum
منشا : از میکروارگانیسم های خاک می باشد که از منطقه ریزوسفرگیاهان یافت می شود.
آفات هدف : برای کنترل بیمارگرهای خاکزی و اندام های هوایی مانند (ریزوکتونیا ، فیتیوم ، فوزاریوم ….)
محصولات هدف : محصولات زراعی، سبزی ها، ذرت، سویا، گیاهان زینتی بعضی از محصولات باغی
فرمولاسیون : به صورت ضدعفونی بذر (ST) ، گرانوله ، پودر با قابلیت ترشوندگی
نام تجاری :  RootShield ، Trianum- P و Trianum- G
میزان مصرف : برای هر محصول میزان و روش مصرف متفاوت است .
 Trianum- P و  Trianum- G:
 موجب تقویت گیاه، افزایش رشد، افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش های ناشی از بیماری ها و کمبود مواد غذایی،  آبیاری و شرایط آب و هوایی می باشند و برای کسب بهترین نتیجه باید در اول فصل کاشت مصرف شود. (رهروان رویش سبز)
نماتدها
به گروهی از جانوران پرسلولی و کرمی یا نخی شکل گفته می شود که دارای ساختمان غیر بندبند هستند و در یک یا دو انتها ممکن است باریکتر شده باشد.
بیشتر نماتدها با چشم غیرمسلح دیده نمی شوند و نازک و نیمه شفاف هستند. تقریبا در هر یک گرم خاک 100-5 نماتد وجود دارد که از باکتری ها ، قارچ ها ، جلبک ها و سایر نماتد ها تغذیه می کنند. نماتدها فاقد دستگاه گردش خون و تنفس هستند و اکسیژن لازم برای تنفس را از طریق منافذ موجود در دیواره بدن به دست می آورند.
دوره زندگی نماتدها دارای یک مرحله تخم، 4 مرحله لاروی و یک مرحله بلوغ می باشند. نماتدها می توانند در انتقال باکتری و قارچ ها دخالت کنند. نماتد ها از جمله عوامل کنترل بیولوژیک متعلق به شاخه Nematoda  هستند. این جانوران پتانسیل بالایی برای کنترل آفات مختلف به ویژه آفات خاکزی دارند.این نماتدها می توانند به صورت فعال گونه های وسیعی از حشرات را ردیابی و آلوده کنند و از بین ببرند.
نماتدهای پارازیت حشرات به خانواده های Steinernematidae  و Heterohabditidae  تعلق دارند. این نماتدها به علت داشتن دامنه میزبانی گسترده، ردیابی فعال میزبان و ایمنی برای سایر ارگانیسم های زنده ، عوامل بسیار خوبی هستند و امروزه پس از BT  بیشترین سهم را در صنعت تولید آفتکش بیولوژیکی دارند.
تا چندسال گذشته استفاده از نماتدها در مقایسه با حشره کش های شیمیایی 10 الی 60 درصد گرانتر بود ولی امروزه روش ها بسیار کم هزینه شده است. نماتدهای پارازیت حشرات با بیشتر آفتکش ها سازگارند و در خاک به خوبی آفت را کنترل می کنند و در مواردی حتی از آفت کش های شیمیایی بهتر عمل می کنند ولی برای استفاده روی اندام های هوایی مناسب نیستند، زیرا به خشکی و پرتوهای فرابنفش حساسند. (ارتباط با ما)
اگرچه مطالعات وسیعی انجام شده تا ترکیباتی را اضافه کنند که در برابر خشکی و پرتو فرابنفش مقاوم باشند و بتوان برای کنترل آفات اندام های هوایی به صورت محلول پاشی از آن ها استفاده کرد. در حال حاضر 9 گونه نماتد به صورت تجاری با نام های مختلف تجاری و فرمولاسیون های مختلف علیه طیف وسیعی از حشرات و نرم تنان استفاده می شوند.
برخی از فرآورده های ثبت شده :
عامل کنترل کننده بیولوژیکی : Stinernema carpocapase
آفات هدف : برای کنترل حشرات خاکزی مانند سرخرطومی ها ، شپشک ها ، کرم برگخوار کارادرینا ، کرم های ساقه خوار و سایر آفات مصرف می شوند.
محصولات هدف : سبزی ها و گیاهان زینتی ، توت فرنگی ، انگور و چمن ها
فرمولاسیون : گرانول حاوی سن سوم لاروی نماتد
نام تجاری : SC-WDG
روش استفاده : باید گرانول در آب پخش شود و به نسبت 1 در 10 به توان 7 نماتد ، برای هر 20 مترمربع با آبیاری به سطح خاک پخش شود.
عامل کنترل کننده بیولوژیکی : Steinernema glaser
آفات هدف : برای کنترل حشرات خانواده Scarabeigae
محصولات هدف : چمن ها
فرمولاسیون : ژل پلیمر حاوی سن سوم لاروی نماتد.
نام تجاری : Greenfire ،Praxhs
روش استفاده : زمانی که دما بین 25 الی 35 درجه سانتی گراد است به نسبت 2/5 در 10 به توان 9 نماتد در هر هکتار به خاک مرطوب اضافه می شود. در دمای بین 25 الی 35 درجه بهترین نتیجه برای کنترل آفات به دست می آید. برای جلوگیری از ته نشین شدن بایدهم زده شوند. (درباره ما)
مکانیسم عمل نماتدها : هر دو جنس Steinernematidae  و Heterohabditidae تا رسیدن به سن بلوغ 4 مرحله لاروی دارند که تنها در سن سوم لاروی می توانند خارج از بدن حشره زنده بمانند و از حشره ای به حشره دیگر منتقل شوند.
این نماتدها می توانند به صورت فعال گونه های وسیعی از حشرات را ردیابی و آلوده کنند و از بین ببرند. مرگ حشرات دراثر آلودگی نماتدها به دلیل باکتری های همزیست با آن هاست که با وارد شدن نماتد به بدن حشره باکتری نیز در همولنف (مایعی شبیه به خون در بی مهرگان است) حشره آزاد می شوند. باکتری نیز با انهدام همولنف و فراهم کردن مواد غذایی مناسب و مورد علاقه نماتد شرایط را بری رشد نماتد مهیا می کند.
هم چنین با تولید مواد آنتی بیوتیک از رشد سایر میکروارگانیسم ها که شرایط را  برای رشد نماتد نامناسب می کند جلوگیری می کند. نماتد ها از طریق منافذ طبیعی حشرات مانند دهان ، منافد تنفسی ، مخرج و در برخی موارد به طور مستقیم از راه کوتیکول وارد می شوند. باکتری ها معمولا تا 72 ساعت پس از ورود به بدن حشره موجب مرگ حشره می شوند.
رابطه همزیستی بین نماتد و باکتری بسیار پیچیده است، نماتد به عنوان ناقل باکتری عمل می کند و پس از ورود به بدن حشره نیز نماتد موادی را ترشح می کند که موجب توقف سیستم ایمنی و سیستم عصبی حشره می شود و شرایط لازم را برای توسعه کلنی های باکتری فراهم می کند. در برخی موارد نماتدهای افزوده شده به خاک ، در محیط مستقر می شوند و نسل بعدی نماتدها نیر کنترل آفت مورد نظر را ادامه می دهند. (رهروان رویش سبز)