تحقیق مقاله کنترل بیولوژیک آفت

مقدمه :

تاریخچه علم بیولوژیک :

کنترل بیولوژیک آفت در ایران قدمتی بیش از 50 سال دارد که به کنترل شپشک ها با استفاده از کفشدوزک در شمال باز می گردد . این تلاش ها ادامه داشته و در سالهای اخیر مورد توجه بیشتری نیز قرار گرفته است .

تعریف کنترل بیولوژیک :

کنترل بیولوژیک یعنی استفاده از پارازیتوئیدها ، پرداتورها ، پاتوژن ها ، آنتاگونیست ها و یا میکروارگانیسم های رقیب برای کاهش جمعیت یک آفت ، به طوری که آفت فراوانی کمتری داشته باشد و خساراتی کمتر از آنچه ممکن می بود وارد سازد .

کنترل بیولوژیک ممکن است با دخالت هدفمند انسان صورت پذیرد و یا نتیجه عملی یک نیروی طبیعی خودجوش باشد . کنترل بیولوژیک ممکن است برای پایین آوردن جمعیت آفت مزارع یا جنگل ها و یا برای تعدیل ناهماهنگی های به وجود آمده در اثر ورود یک عامل جدید به محیطی طبیعی صورت پذیرد .

البته همه روش های غیرشیمیایی ، کنترل بیولوژیکی محسوب نمی شوند . اصلاح نژاد گیاهان ، مبارزه زراعی و کاربرد مواد شیمیایی علامتی اگر با قصد تاثیرگذاری بر آفت به کار رود ، کنترل بیولوژیک نیست . این موارد زمانی کنترل بیولوژیک محسوب می گردند که با هدف حمایت از دشمنان طبیعی به کار گرفته شوند. برای مثال اصلاح نژاد گیاهان به صورتی که برای آفات مسموم کننده بوده و یا به طریق دیگری موجب کاهش جمعیت آفات گردد ، مبارزه بیولوژیک نیست . اما اگر این اصلاح با هدف به وجود آوردن شرایطی بهتر برای زندگی و بقای پارازیتوئیدها یا پرداتورها و فراهم شدن شرایط برای میزبان یابی و حمله به آفات باشد ، مبارزه بیولوژیکی به شمار می رود .

مواد شیمیایی حاصل از عصاره گیاهان یا میکروب ها که علیه آفات به کار می برند نیز مبارزه بیولوژیک نیست . کنترل بیولوژیک یعنی پدید آوردن مجموعه ای که در آن جمعیت یک گونه توسط افرا گونه ای دیگر با مکانیزم هایی نظیر شکارگری ، پارازیتیسم ، بیماری زایی یا رقابت محدود می شود.

مبارزه بیولوژیک و مدیریت تلفیقی آفات (IPM) :

مبارزه بیولوژیک به خصوص در اراضی غیر مزروعی جنگل ، مرتع و نباتات زینتی ممکن است جدا از سایر اقدامات دفع آفاتی صورت پذیرد اما بسیاری از آفات در یک محصول بایستی به طور همزمان کنترل شوند تا محصول خوبی عاید گردد . در چنین مواردی ضرورت می یابد تا چندین روش متضاد دریک برنامه به اجرا در آید. سؤال اساسی در تلفیق روشهای مختلف این است که کدام روش اولویت بیشتری دارد . در سالهای پس از 1945 که استفاده از آفت کش ها بسیار رایج بود ، غالباً استفاده از سموم در اولویت بود و مبارزه بیولوژیک یک اقدام فرعی محسوب می شد و غالباً هم به دلیل اثرات سوء سموم مصرفی بر دشمنان طبیعی نتیجه مطلوبی از مبارزه بیولوژیک به دست نمی آمد و این عدم کارآیی را به حساب ناتوانی دشمنان طبیعی می گذاشتند .

در سالهای اخیر یعنی از 1980 به بعد این معادله به نفع مبارزه بیولوژیک تغییر یافته و نظریه اداره انبوهی آفات بر مبارزه بیولوژیک تأکید بیشتری دارد و بر این اساس حفظ دشمنان طبیعی و استفاده از مبارزه بیولوژیک از اولویت برخوردار است .

برخلاف گذشته اکنون استفاده از روشهایی که موجب از بین رفتن ویا تضعیف دشمنان طبیعی می گردد مجاز نیست . کوشش در برقراری سیستمهای کنترل آفات که مبتنی بر مبارزه بیولوژیک باشد در بسیاری موارد مراحل مقدماتی را طی می کند ولی در موارد متعددی نیز بسیار پیشرفته و کامل است .

اهداف مبارزه بیولوژیک :

حشرات ، کنه ها ، علف های هرز ، عوامل بیماری زا و مهره داران جملگی ممکن است از اهداف کنترل بیولوژیک باشند .

حشرات :

حشرات آفت از مهمترین اهداف مبارزه بیولوژیک بوده اند . بیش از 543 گونه حشره در جهان توسط 1200 برنامه مبارزه بیلوژیکی از طریق معرفی ( ورود ) حشره مفید مورد مبارزه قرار گرفته است . علاوه بر آن برنامه های حفاظت و تکثیر انبوه عوامل بومی نیز به اجرا در آمده است . این حشرات متعلق به راسته های جوربالان ، دوبالان ، بال غشائیان ، سخت بالپوشان ، بالپولک داران و تعدادی از راسته های دیگر بوده اند.     

جوربالان از جمله حشراتی هستند که بیشترین موفقیت در مبارزه بیولوژیکی با آنها از طریق معرفی حشرات مفید حاصل شده است . از دلایل این موفقیت می توان جابه جایی زیاد این حشرات همراه با محموله های تجاری به لحاظ ریزی و از دید پنهان ماندن و همچنین وجود گونه های زیادی آز آفات مهم در این رده و فراوانی و تنوع دشمنان طبیعی آنها برشمرد .

روشهای کلی کنترل بیولوژیک :

مبارزه بیولوژیکی به مفهوم به کارگیری دشمنان طبیعی به منظور تقلیل جمعیت آفت (به معنای اعم) است . سه روش عمده برای استفاده از دشمنان طبیعی وجود دارد . حفاظت ، معرفی و انبوه سازی یاافزون سازی . از میان این روش ها معرفی روشی است که بیشترین اثر را در حل مشکلات مبارزه با حشرات و علفهای هرز داشته ولی به ندرت برای کنترل بیماری های گیاهی به کار رفته است .

حفاظت :

رفتاربشر به نحو بسیار مؤثری قدرت دشمنان طبیعی را در تقلیل جمعیت آفات به منصه ظهور برساند . محافظت به عنوان یک روش مبارزه بیولوژیکی به مفهوم شناخت چنین رفتارها و کاربرد آنهاست . برای دستیابی به این هدف بایستی رفتارهای مخرب را شناسایی و از اعمال آنها جلوگیری نموده و مزرعه و سایر مکان ها را برای زندگی دشمنان طبیعی مساعد ساخت. در مبارزه بیولوژیکی با روش حفاظت ، اصل بر این است که همیشه گونه هایی از دشمنان طبیعی وجود دارند که اگر به آنها فرصت داده شود قادرند به طور مؤثری جمعیت آفت را کاهش دهند . این فرضیه در مورد بسیاری از آفات بومی صادق است اما در مورد آفات غیر بومی زمانی صدق می یابد که دشمن طبیعی مناسب از موطن آن وارد شده باشد .

یکی از مهمترین مواردی که بر دشمنان طبیعی اثر سوء دارد سمپاشی هاست . به خصوص سمومی که طیف تأثیر آنها گسترده است و دوام زیادی دارند . وجود لایه گرد و خاک در سطح برگ نیز یکی دیگر از عوامل منفی به شمار می رود . همچنین مورچه هایی که به خاطر بهره برداری از ترشحات شته ها و شپشک ها به شدت از آنها دفاع کرده و مزاحمین و مهاجمین را دفع می کنند . سایر عواملی که ممکن است بر دشمنان طبیعی اثر منفی داشته باشند شامل زمان و نحوه شخم ، از بین بردن بقایای محصول ، کاشت محصول در اراضی یکپارچه و از بین بردن مکان های زمستانگذرانی دشمنان طبیعی مانند پرچین ها و رستنیهای اطراف مزرعه است .

 محافظت مؤثر مشتمل بر کوشش هایی است که نیازهای طبیعی دشمنان طبیعی را برای شکفتن و ثمر دادن در یک سیستم تأمین می سازد . از جمله این کوشش ها ایجاد و نگهداری پایگاه های فیزیکی ، تأمین میزبان های واسط یا منابع کربوهیدراتها ، تعدیل شرایط فیزیکی از طریق ایجاد پوشش در سطح خاک ، پیش بینی مکان هایی برای پناه گرفتن و یا برداست نواری محصول است . موفقیت روشهای حفاظتی در مرحله اول وابسته به اطلاعاتی است که از مؤثر بودن یک روش در شرایط خاص محلی در دست داریم .این موضوع ممکن است نیاز به تحقیقات گسترده و آزمایش های زیاد ناحیه ای داشته باشد . اغلب می توان روش مؤثر را حتی در یک مزرعه نیز جدا از مسائل یک منطقه به کار بست .

معرفی ( ورود ) دشمنان طبیعی جدید :

در بسیاری از مناطق بخش مهمی از آفات را گونه های غیر بومی تشکیل می دهند . مثلاً در آمریکا تنها 2% ازکل فون بندپایان منطقه را گونه های مهاجر تشکیل می دهند در حالی که 35% از 700 نوع آفت گونه های مهاجر محسوب می شوند .برای این گونه آفات غیر بومی روشهای حفاظت کافی به نظر نمی رسد زیرا بسیاری از دشمنان طبیعی آنها حضور ندارند .

در چنین مواردی وارد نمودن دشمنان طبیعی که بر علیه آفت مؤثر باشند از ضروریات بوده و اقدامی است که سابقه موفقیت های درخشانی دارد . معمولاً با جستجو و شناسایی ، دشمنان طبیعی را در موطن اصلی آفت یافته سپس این دشمنان طبیعی جمع آوری و به کشور مورد نظر منتقل و پس از اعمال مقررات قرنطینه ای و اطمینان یافتن از بی زیان بودن آن رها می شوند .

معرفی به عنوان یک روش مبارزه بیولوژیک منجر به کنترل کامل ویا بخشی از بیش از 200 گونه آفت شده است . معرفی مزیتی را نسبت به سایر روش ها در بردارد و آن این که نیاز به نگهداری نداشته و لذا در دراز مدت بسیار ارزانتر تمام می شود . البته پس از آنکه دشمن طبیعی جدید یافت شد ممکن است اقدامات محافظتی برای مؤثر واقع شدن آن ضروری باشد . برنامه های مبارزه بیولوژیک ، برای آن که به نحو احسن انجام گیرد نیاز به تخصص و مهارت بالایی دارد ؛ به همین لحاظ معمولاً چنین برنامه هایی توسط مؤسسات دولتی انجام می گیرد .

انبوه سازی ( افزون سازی ) :

هر جا که دشمنان طبیعی به آن راه نداشته باشند و یا گونه های مفیدی که دیر هنگام ظاهر        می شوند ویا گونه هایی که اصولاً جمعیت آنها کمتر از آن است که اثر کنترل کننده داشته باشند ، لازم می آید تا جمعیت دشمنان طبیعی از طریق تکثیر و رهاسازی افزایش داده شود ؛ این روش را انبوه سازی می نامند .

انبوه سازی چندین جنبه دارد :

یکی رهاسازی تقویتی است که هدف از آن تقویت یک عامل در اوایل فصل بوده و ضمن آن تعداد نسبتاً کمی از گونه مورد نظر در شروع فصل رهاسازی می شوند با این امید که پس از آن خود تکثیر شوند و نسل های بعدی آفت را برای مدتی تحت کنترل درآورند .

دیگری رهاسازی انبوه است و زمانی اعمال می گردد که تکثیر طبیعی عامل برای افزایش جمعیت آن کافی نبوده و لازم باشد دشمن طبیعی مورد نظر به تعداد زیاد تکثیر و رهاسازی گردد تا آفت توسط همین افراد رها شده کنترل گردد.

فرق انبوه سازی پاتوژن ها و نماتدها با پارازیتوئیدها و پرداتورها در این است که پاتوژن ها و نماتدها از نظر بسته بندی ، جابجایی ، نگهداری و روش مصرف همانند آفت کش ها می باشند . البته وقتی موادی مربوط به پاتوژن ها ، مثل توکسین ها جدا از خود پاتوژن برای کنترل آفت به کار رود شباهت بیشتری با آفت کشها خواهد داشت تا مبارزه بیولوژیکی ، چرا که عامل زنده خود در این امر دخالت مستقیم ندارد. انبوه سازی ممکن است بر علیه آفات بومی ویا آفات غیر بومی اعمال گردد .

عوامل محدودکننده این کار هزینه ها ، کیفیت و کارآیی عامل تکثیر شده می باشد . هزینه های تکثیر انبوه ممکن است کار را به عواملی که تکثیر آنها ارزانتر است و یا محصولاتی که گران قیمت بوده و روش های ارزانتری برای کنترل آفات آنها در اختیار نیست محدود سازد . تنها در چنین شرایطی است که بخش خصوصی می تواند هزینه ها را جبران نموده و از نظر اقتصادی با روشهای دیگر رقابت نماید .

در جایی که مؤسسات دولتی به تکثیر انبوه بپردازند امکان کاربرد این روش وسیع تر خواهد بود . در هردو حال تولید دشمنان طبیعی با کیفیت بالا ضروری بوده و همچنین تحقیقات اولیه برای برآورد کارآیی عامل در شرایط مزرعه لازم است .

حشرات پارازیتوئید :

 پارازیتوئیدها حشراتی هستند که میزبان خود را می کشند ، برخلاف پارازیتها یا انگل ها که قادرند تمام دوره زندگی خود را بر روی یک میزبان به سر برده و کامل سازند مثل کک ها و کرمهای پهن و برخلاف پرداتورها که در طول زندگی تعدادی طعمه را مورد استفاده قرار می دهند .

پارازیتوئیدها فراوان ترین نوع دشمنان طبیعی هستند که برای مبارزه بیولوژیک مورد استفاده قرار گرفته اند . بیشترین پارازیتوئیدها از رده زنبورها بوده و دوبالان در درجه بعدی قرار دارند .

گروه های اصلی پارازیتوئیدها :

بیشترین گروه پارازیتوئیدها از زنبورهای متعلق به خانواده های Ichneumonidae ,Chalcididae , Braconidae و خانواده های Aphelinidae , Eulophiodae , Pteromalidae بوده اند. از راسته دوبالان بیشترین عوامل استفاده شدا از خانواده Tachinidae بوده اند.

دوبالان :

علاوه بر تاکینیدهاکه شامل مهمترین خانواده دوبالان در مبارزه بیولوژکی است در این راسته چندین خانواده پارازیت دیگر نیز وجود دارند که شامل خانواده های Cyrtidae , Nemestrinidae , Pipunculidae , Pyrgotidae , Conopidae می باشند . اکثریت افراد خانواده Bombylliidae پارازیت هستند و گونه های پارازیت در تعداد زیادی از خانواده هایی یافت می شوند که اصولاً دارای عادات دیگری هستند . در عین حال تاکینیدها اصلی ترین خانواده پارازیت این راسته را چه از نظر تعداد گونه و چه از نظر اهمیت اقتصادی تشکیل می دهند و تنها گروهی هستند که در طرح های وارداتی مبارزه بیولوژیکی به صورت وسیعی مورد استفاده قرار         گرفته اند .

Tachinidae :

این خانواده ، خانواده خیلی بزرگی است که تعدادی زیرخانواده را در بر می گیرد و دارای گونه های مهمی است که در مبارزه بیولوژیکی طبیعی و کاربردی مورد استفاده قرار می گیرند.  گونه های هیپرپارازیت در این خانواده وجود ندارد . همان طور که از یک گروه بزرگ انتظارمی رود ترجیح میزبانی این خانواده طیف وسیعی را در بر می گیرد .

تعداد قابل توجهی از گونه ها از نظر ترجیح میزبانی بسیار تخصصی عمل می کنند در حالی که تعداد زیادی از آنها همه چیزخوار هستند . بعضی از گونه ها وسیع ترین دامنه میزبانی شناخته شده در هر گروه پارازیت را دارند .

برای مثال Copsilura concinnata یک پارازیت است که برای کنترل ابریشم باف ناجور وارد گردید و تنها در کشور آمریکا از روی 100 گونه میزبان گزارش شده است . در کل به نظر می رسد که تاکینیدها در مقایسه با بال غشائیان کمتر تخصص میزبانی دارند

در شکل زیر یک مگس تاکینید نشان داده شده است .

زیر خانواده Exoristinae مهمترین زیرخانواده چه از نظر تعداد و چه از نظر اقتصادی می باشند و شامل جنس های معروفی است که به آفات گیاهی مهم حمله می نمایند . میزبان ها اغلب لاروهای بالپولکداران و سوسک های بالغ از خانواده های Chrysomelidae , Scarabaeidae  Carabidaeمی باشند.

زیرخانواده Tachininae شامل گونه هایی است که لاروهای بالپولکداران مینوز ویا مخفی شده را پارازیته می کنند.

زیر خانواده Grymnosomatinae اکثراً میزبان های بالغ ، اما گاهی پوره های برخی از خانواده های سن ها را پارازیته می کنند .

لاروهای اسکارابئی ده عموماً توسط گونه های Dexiinae مورد حمله قرار می گیرند . همچنین ترجیح میزبانی این زیرخانواده شامل بالغین سوسک های اسکارابئی ده و لاروهای مینوز ، سوسک ها و شب پره هاست .

گونه های زیادی از خانواده Tachinidae برای مبارزه با آفات مهاجر معرفی شده اند . برای مثال Lydella thompsoni به منظور مبارزه با ساقه خوار اروپایی ذرت    Ostrinia nubilalis به آمریکا وارد شده است .

Cyzenis albicans برای کنترل گونه مهاجر Operophtera brumata به کانادا وارد شده است . مگس های تاکینید مثل Lixophaga diatrraeae به صورت انبوه سازی مورد استفاده قرار گرفته اند . گونه های دیگری به صورت پارازیتوئیدهای بومی مورد توجه بوده اند مثل مگس Bessa barveyi که به زنبور چوبخوار درخت راش  Pristiphora diatraeae حمله       می کند.

تاکینیدها بر حسب نحوه تخمگذاری به چند دسته تقسیم شده اند . گروهی از آنها تخم خود را در داخل یا روی بدن میزبان قرار می دند و گروهی دیگر تخم خود را نگهداشته و لاروهای سن اول را در داخل یا روی بدن میزبان قرار می دهند . گروهی دیگر تخم یا لارو خود را بر روی برگ و یا خاک می گذارند . تخم هایی که بر روی برگ قرار می گیرند در مکان هایی خواهند بود که احتمال خورده شدن آن به وسیله میزبان زیاد باشد . تخم هایی که بر روی برگ قرار داده می شوند بسیار ریز بوده و در مقایسه با گونه هایی که تخم های درشت تر داشته و روی بدن یا داخل میزبان قرار می دهند به تعداد بیشتری تخمریزی می کنند.