تحقیق در مورد مبارزه بیولوژیک با آفات گندم

مبارزه بیولوژیک با آفات گندم
مقدمه
امروزه با استفاده گسترده از مواد شیمیایی در باغات و مزارع که منجر به ریشه کن شدن نسل موجودات و عوامل بیماری زا میشود بیم این است که حشرات ومیکرو ارگانیسمهای مفید نیز برای همیشه از بین بروند. این در حالی است که واژه مفید و غیر مفید را ما انسانها بر حسب نیاز های مصرفی خود ابداع کرده ایم .اعتقاد بسیاری از دانشمندان این است که تنوع زیستی بیشتر بین موجودات برابر است با سلامتی بیشتر محیط زیست.

کنترل بیولوژیک
کنترل بیو لوژیک عبارت است از استفاده از یک عامل بیماریزا یا یک حشره به منظور کاهش خسارت ناشی از یک نوع آفت هدف از کنترل بیولوژیکی اداره کردن آفت و محیط زیست آن در مسیری که جمعیت آفت زیر آستانه اقتصادی بماند است. در حقیقت این روشی است که با عکس العمل محیطی بین موجودات زنده آفات را کنترل می کند. یکی از عوامل مهم برای شروع کار کنترل بیولوژیک آشنایی با مراحل مختلف رشد آفات و شناسایی مرحله ای است که آنها بیشترین خسارت را به گیاهان وارد می کنند.موجودات زنده ای که بیشتر برای کنترل بیولوژیک استفاده می شوندعبارتند از انگل ها، شکارچی ها، پاتوژن ها و خورنده علف های هرز(Weed feeder)

کنترل بیولوژیک از دیدگاه اقتصادی
کنترل بیولوژیک از نظر اقتصادی روشی بهینه است. حتی در صورت عدم موفقیت کامل در مزرعه نسبت سود به هزینه B/C در این روش 11:1 است. بر اساس یک مطالعه تخمین زده می شود که در این روش برنامه های با موفقیت کامل در ازای یک واحد سرمایه 32 واحد سود را باز می گردانند.( 32:1) B/C این درحالی است که در تحقیق مشابهی نسبت سود به سرمایه در کنترل شیمیایی آفات فقط 5/2 به 1 است.

کنترل بیولوژیک با استفاده از حشرات
برای شروع این روش باید از روش زندگی حشرات یعنی انگل یا شکارچی بودن، سیکل زندگی و مکان هایی که آنها برای زندگی ترجیح می دهند مطلع باشیم .

پارازیت و پارازیتوئید
شکارچی ها (پارازیتوئید) مستقیما حمله میکنند و قربانی خود را می بلعند در حالی که انگل ها (پارازیت ها) در روی بدن حشره دیگر تخم گذاری می کنند و هنگامی که لارو ها از تخم بیرون آمدند از اندام های داخلی بدن حشره میزبان تغذیه می کنند.
ائوفاژها ( تخم خوارها )
پارازیتوئیدهای تخم خوار (ائوفاژها) معمولا به دلایل زیر در مبارزه بیولوژیکی مورد توجه قرار گرفته اند:
• نسل جدید آفت را قبل از اینکه به محصول آسیب برساند از بین می برند.
• برای انسان و حشرات دیگر مضر نیستند
• با قیمت و هزینه کمتری می توان آنها را تکثیر و تولید انبوه کرد به عبارتی اقتصادی اند.
• آنها می توانند بیشتر از یک سال در دوره دیاپوز ذخیره سرمایی داشته باشند. با استفاده از جانشین کردن میزبانهایی که تکثیرشان آسان است تکثیر نمود مثل Graphosoma semipunctata.
نکته:در یک روش مبارزه بیولوژیکی انتخاب گونه های مناسبی که به خوبی با آفت و محیط زیست آن سازگاری پیدا کرده باشد بسیار مهم و با اهمیت است و احتیاج به مطالعات سیستماتیکی و دقیقی بر روی مکان اصلی مبارزه و مناطقی که گونه بیولوژیک در آنجا کشت شده است دارد. رها سازی دشمنان طبیعی زمانی می تواند موفقیت آمیز باشد که در ابتدا محیط کشت را خالص سازی کرده باشیم (مثل محیط کشت ائوفاژها). ائوفاژها می بایستی قادر باشند که آفت را تشخیص داده و در یک سطح مزرعه پخش شوند.

انتخاب ائوفاژها
در انتخاب ائوفاژهای تخصصی موارد ذیل باید رعایت شود:
زودرس بودن ائوفاژها حساسیت بویایی آنها محل و جایگاه طبیعی آنها برای زیستن طول دوره تخم گذاری آنها مراحل تکوینی ورشدی ائوفاژهابرای مطالعه موارد ذکر شده بالا می توان با استفاده از جمع آوری دسته تخم های آفات (که بصورت طبیعی تخم گذاری شده باشد) و قرار دادن این دسته تخم ها در بیوتیپ های (محیط های زیستی) مختلف که در این صورت با بررسی میزان تاثیر ائوفاژ ها بر روی تخم ها، ائوفاژ مناسب و تخصصی را می توان انتخاب نمود.

راست بالان زیان آور گندم
ملخ مراکشی Dociostaurus maroccanus
ملخ صحرایی Schistocerca gregaria
ملخ آسیایی Locusta migratoria

دشمنان طبیعی راست بالان زیان آور گندم
پرندگان مخـتلف از شـکارگران عمومی ملـخ ها به شمار می آیند. لارو چند گونه از سوسک های جنس Meloe و چند گونه از سوسک های جنس Mylabris گزارش شده اند که از تخم ملخ ها تغذیه می کنند. زنبورScelio flavibabis M. از پارازیتوئید های مهم تخم ملخ ها به شمار می آید(خواجه زاده، 1381) و گونه هایی از مگس های Tachinidae نیز گزارش شده اند که پارازیتوئید پوره ها و حشرات کامل ملخ ها هستند.
سن گندم
گسترش و طغیان سن گندم در اثر تخریب مراتع به عنوان زیستگاه های دائمی این حشره و تبدیل آنها به اراضی دیم کم بازده و فراهم آوردن بستر زیست مناسب تر برای تغذیه و تولید مثل آن، مثال خوبی برای نشان دادن چگونگی ایجاد یک آفت در اثر تغییر اکوسیستم توسط انسان است.

دشمنان طبیعی Eurygaster integriceps
سن گندم دشمنان طبیعی فراوانی دارد و در بین آنها زنبورهای پارازیتوئید تخم و مگس های پارازیتوئید سن گندم از نظر کاهش جمعیت این آفت از اهمیت بیشتری برخوردارند
مهم ترین گونه های زنبورهای پارازیتوئید تخم سن گندم به خانواده Scelionidae وجنس Trissolcus تعلق دارند و مهم ترین گونه های آن به شرح زیرمی باشند
v Trissolcus grandis
v Trissolcus semistriatus
v Trissolcus vassilievi
v Trissolcus rufiventris
v Trissolcus basalis

در بین گونه های فوق T. grandis گونه غالب این زنبورها در اکثر مناطق کشور می باشد. میزان پارازیتیسم تخم توسط این زنبورها از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت است و در اکثر مناطق کشور این زنبورها یکی از عوامل کلیدی کاهش جمعیت سن گندم به شمار می آیند. این زنبورها بیشتر در زیر پوستک درختان میوه سردسیری زمستان گذرانی می کنند و قبل از ورود به مزارع از شهد گل های این درختان تغذیه می کنند(رجبی، 1379). جلوگیری از سمپاشی های بی رویه و ایجاد تنوع در اکوسیستم های زراعی از طریق ایجاد باغ و یا کاشت درختانی مثل بید و بادام و غیره در کنار نهر های حاشیه مزارع، روشی مناسبی برای حفظ و حمایت این زنبورها و افزایش کارایی آنها است.
کنترل بیولوژیکی سن گندم با استفاده از پرورش انبوه زنبورهای پارازیتوئید تخم طی سال های (43-1325) در ورامین و اصفهان صورت گرفته است(زمردی،1340 و زمردی، 1371). دیاپوز اجباری سن گندم و عدم امکان پرورش انبوه آن برای تکثیر زنبورها، عدم اطلاع دقیق از بیواکولوژی این زنبورها و گرایش به سمت استفاده از سموم شیمیایی به دلیل سهولت کاربرد و کم اطلاع بودن از اثرات جانبی مصرف این سموم، کنترل بیولوژیکی سن گندم با استفاده از این عوامل متوقف شد.

مگس های پارازیتویید سن گندم
دسته دوم دشمنان طبیعی سن گندم که از اهمیت زیادی برخوردارند، مگس های پارازیتوئید سن گندم هستند که به خانواده Tachinidae تعلق دارند. این مگس ها پوره های سنین 4 و 5 و سن های بالغ را پارازیته می کنند و میزان پارازیتیسم آنها با توجه به شرایط منطقه از 2-25 درصد (در موارد استثنایی تا 40 درصد) گزارش شده است. اسامی علمی گونه های مهم مگس های پارازیتوئید سن گندم در زیر آمده است:
Heliozeta helluo
Phasis subcoleoptrata
Ectophasia crassipenis
Elomyia lateralis
Ectophasia oblonga
در اکثر مناطق کشور گونه H. helluo گونه غالب می باشد.
این مگس ها پارازیتوئید داخلی هستند و سیستم تنفسی خود را به سیستم تنفسی میزبان وصل می کنند
حشرات کامل این مگس ها برروی گیاهان شهد داری مثل ازمک ،گشنیز، برخی دیگراز گیاهان مرتعی و علف های هرز حاشیه مزارع تغذیه می کنند و با تغذیه از این گیاهان میزان تخم ریزی آنها افزایش می یابد. بالا بردن کارایی این مگس ها از طریق ایجاد تنوع در اکوسیستم های زراعی، و حفظ و حمایت آنها از طریق جلوگیری از سمپاشی های بی رویه از مواردی است که در برنامه مدیریت کنترل سن گندم می بایست به آنها توجه کرد.
چند جدایه از قارچ بیماری زای Beauveria bassiana Vuill. از سن گندم جداسازی شده است و بررسی هایی در رابطه با حساسیت مراحل مختلف رشدی سن گندم در برابر این قارچ صورت گرفته است.
برداشت سریع گندم یکی دیگر از روش های توصیه شده برای کاهش جمعیت و خسارت سن گندم است. طبق بررسی های رجبی(1372) سن های نسل جدید به هنگام ظهور حدود 70 میلی گرم وزن دارند و در زمان رسیدن محصول، وزن آنها به 113 میلی گرم و در زمان مهاجرت آنها به پناهگاه های زمستانه وزن آنها به 130-150 میلی گرم می رسد. از طرفی قسمت اعظم سن زدگی دانه ها توسط سن های نسل جدید ایجاد می شود و بیشترچربی ذخیره شده در بدن سن ها، حاصل تغذیه آنها در این دوره است. برداشت سریع گندم ضمن ایجاد تلفات در جمعیت پوره هایی که در مرحله رسیدن گندم کامل نشده اند، کاهش سن زدگی، کاهش وزن سن ها و در نتیجه تلفات بیشتر آنها در پناهگاه های زمستانه را به همراه خواهد داشت.

شته روسی گندم Diuraphis noxia
گونه های مختلفی ازجنس هایCoccinella,Scymnus Hippodomia ,Adalia ازخانوادهCoccinellidae جمع آوری و شناسایی شده اند که در کاهش جمعیت شته های غلات نقش موثری دارند. در بین بالتوری های خانواده Chrysopidae گونه هایی از جنس Chrysoperla خصوصآ Chrysoperla carnea در کنترل طبیعی شته های غلات اهمیت دارند. لارو گونه های مختلفی از مگس های Syrphidae از شکارگرهای خوب شته های غلات به شمار می آیند. در بین زنبورهای پارازیتوئید شته های غلات گونه هایی از جنس Aphelinus از خانواده Aphelinidaeو گونه هایی از جنس های Aphidius Diaertiella,Ephedrus ,Lysiphlebus و Praon جمع آوری و شناسایی شده اند

سوسک سیاه گندم zabrus tenebrioides
مورچه ها به عنوان یکی از شکارگرهای مهم تخم و لاروهای ریز این آفت هستند. سوسکی از خانواده Carabidae نیز شکارگر لاروهای درشت و شفیره های آن بوده و کلاغ ها و دیگر پرندگان نیز به هنگام شخم زدن خاک از لاروها و سوسک های باقیمانده در زمین تغذیه می کنند.
زنبور ساقه خوار گندم Cephus pygmaeus
زنبورهای پارازیتوئیدی از جنس Aprostocetus از خانواده Eulophidae و Elachertus از خانواده Chalcididae جمع آوری شده اند که لاروهای آن را پارازیته می کنند و در کاهش جمعیت آن موثرند.
پروتئین های حشره کشB.t ونحوه ی عمل آنها acillus thuringiensis
یک باکتری بیماری زا در حشرات است که عنصر فعال برخی حشره کش ها را تشکیل می دهد. این باکتری گرم مثبت و خاکزی به عرض 1.2-1 و طول 4-3 میکرون با اسپور نیمه انتهایی و بیضی شکل می باشد . این باکتری همزمان با تشکیل اسپور در داخل اسپورانژیوم تولید بلور های سمی (Cry=crystal) می کند. این باکتری برای رشد به نور نیاز ندارد این باکتری در بسیاری از محیط های کشت ساده ی آزمایشگاهی مانند محلول آبگوشت (Nutrient broth ) در شرایط هوازی ودر دمای بین 15 تا 40 درجه سانتی گراد اپتیمم 30 درجه سانتی گراد به راحتی رشد می کند. این باکتری چندین توکسین تولید می کند که شامل:
1- آلفا اگزو توکسین: این سم علاوه بر حشرات برای موش و دیگر مهره داران سمی می باشد
2- بتا اگزوتوکسین: در برخی نژاد های این باکتری تولید شده وبر روی پستانداران عوارض عمده ای دارد.
3- گاما اگزو توکسین: این توکسین برای حشرات سمی نمی باشد
4- دلتا اندو توکسین (Delta-endotoxin): در مرحله مرگ باکتری و تشکیل اسپور تشکیل می شود.
توکسین های آلفا اگزوتوکسین و بتا اگزوتوکسین علاوه بر حشرات، برای پستانداران مضر بوده و در نتیجه،امروزه از زیر گونه های Bacillus thuringiensis که این دو توکسین را تولید می کنند، استفاده نمی شود سومین توکسین نیز به دلیل عدم سمیت برای حشرات استفاده نمی شود. امروزه در فراورده های تجاری B.t از استرین هایی از باکتری، که دلتا اندو توکسین تولید می نمایند ، استفاده می شود.
امروزه از B.t به دو طریق استفاده می شود:
1- تولید سموم میکروبی حشره کش: فرآورده های تجاری B.t به عنوان حشره کش میکروبی به صورت گرد یا پودر های وتابل قابل تعلیق در آب ارائه می شود و امروزه جزء پر مصرف ترین عوامل کنترل میکروبی حشرات به شمار می آید.
2 – تولید گیاهان B.t : این گیاهان حاوی ژن تولید کننده توکسین که از باکتری Bacillus thuringiensis بدست آمده است، می باشد. این گیاهان خود قادر به تولید سم بوده و آفات حشره ای را که از این گیاهان تغذیه کنند، از بین می روند.

ساختار و چگونگی تاثیر پروتئین های حشره کش B.t
روده ی میانی عده ای از لارو ها ی حشرات، مانند بال پولک داران و برخی از دو بالان و قاب بالان، دارای محیط قلیایی بسیار بالایی است
(PH= 10/2-10/15) در این شرایط(حداقل PH مورد نیاز8.9 می باشد)، کریستال های سمی حل شده و توکسین لازم به وسیله ی آنزیم های تجزیه کننده پروتئین آزاد می شود و فرم فعال توکسین تولید می شود.
مطالعات بلورشناسی پروتئین های Cry نشان می دهد که این پروتئین دارای سه ناحیه ویژه می باشد. ناحیه I شامل هفت آلفا هلیکس که در فعل و انفعالات غشا و تشکیل منافذ نقش دارد، ناحیه II از یک ستون سه گوش شامل سه بتا شیت که در اتصال سم به سلول های پوشش روده نقش دارد و ناحیه III شامل دو رشته ی آنتی پارالل بتا است که همانند ناحیه II در ثبات سم روی گیرنده و تنظیم کانال یونی نقش دارد . در روده ی حشر اتی که دارای شرایط قلیایی می باشند، سیگما اندو توکسین به فرم فعال خود یعنی دلتا اندو توکسین تبدیل شده و توسط ناحیه II به سطح سلول های پوششی روده وصل شده و توسط ناحیه I باعث ایجاد منافذی در غشای سلول شده که موجب اختلال یونی بین خون و روده می شود.
گونه های آلوده شده می توانند دو نوع عکس العمل متفاوت نسبت به توکسین از خود نشان دهند . در اکثر موارد بعد از تغذیه ، فلج سریع دستگاه گوارش در مدت یک ساعت یا کمی بیش از آن اتفاق می افتد و در نتیجه حشره دچار مرگ می شود. بسیاری از حشرات تنها به وسیله ی اثر کریستال سمی از بین می روند ، ولی در برخی موارد ، ترکیبی از اسپور و کریستال مورد نیا ز است و این ترکیب همیشه در فرمولاسیون ماده ی تجارتی سم ارائه می شود.

منابع و ماخذ :
1- آهون منش، علی. 1371. سیاست تولید گندم در کشور و معرفی طرح محوری گندم. گزارش کنفرانس سن گندم، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران. صفحه 14-28
2-احمدی، علی اصغر و علیمراد سر افرازی .1372. انتشار و دشمنان طبیعی شته روسی گندم
3-امیرمعافی، مسعود. 1379. بررسی سیستم میزبان-پارازیتوئید بین ‏Trissolcus grandis Thom. و تخم سن گندم. رساله دکتری دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.220
4-امیرمعافی، مسعود. 1370. شناسایی و بررسی کارائی مگس های پارازیتوئید سن گندم(Tachinidae) در منطقه کرج. پایان نامه کارشناسی ارشد حشره شناسی کشاورزی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.160 صفحه.
5-ایرانی پور، شهزاد.1375.بررسی تغییرات فصلی جمعیت زنبور های پارازیتوئید تخم سن گندم (Eurygaster integriceps Put.) در کرج، کمال آباد و فشند . پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.

15