مكافحة إحيائية للأعشاب الضارة

– مقدمة

تعتبر الأعشاب الضارة مشكلة حقيقة من الضروري مكافحتها ولكنه تحدي مرتفع التكاليف، حيث تكلف المكافحة الكيميائية للأعشاب الضارة حوالي أكثر من 14 بليون دولار سنوياً. وذلك بدون التكاليف المرتفعة الغير المباشرة على المنتج، المستهلك والبيئة، والتي ينتج عنها تطور أنماط عشبية مقاومة. كون مبيدات الأعشاب الكيميائية تسيطر على نباتات غير مرغوبة فإن العديد من هذه المبيدات عملياً لم تعد متوفرة بسبب قلة إعادة تسجيل، منافسة بعض المنتجات الأخرى، وتطوير العديد من المحاصيل المعدلة وراثياً مقاومة لمبيدات الأعشاب واسعة الطيف (glyphosate و glufosinate). زاد تطبيق إجراءات الزراعة الحافظة ( للتقليل من التعري وتعزيز بنية التربة أو تسهيل إدارة المحاصيل) من الاعتماد على مبيدات الأعشاب ” الحارقة – المسقطة” وأحل ضغوط انتخاب إضافية للأعشاب لتطوير المقاومة، فبعد سنوات من استخدام مبيدات الأعشاب ووجود كثافة عالية من الأعشاب، عرف حوالي 180 نوع عشبي مقاوم لمبيدات الأعشاب. تستخدم مبيدات الأعشاب غالباً في المناطق الزراعية أو الهامشية، ولكن القليل منها سجل أو بدأ تطويره لمعاملة مساحات صغيرة أو مشكلة أعشاب محدودة، مثل غزو الأعشاب لمناطق غير زراعية. بالإضافة لذلك فإن المكافحة الكيميائية للأعشاب غير مرغوبة في نظام الزراعة العضوية والبيئات الحساسة. أدت التكلفة المرتفعة لتطوير وتسجيل مبيدات الأعشاب، والوعي البيئي الحاصل تجاه المبيدات بشكل عام، لحث الباحثين على تطوير طرق إضافية لمكافحة الأعشاب مثل الممرضات النباتية. كان Charles Wilson أول من أشار عام 1969 لمكافحة الأعشاب بالاعتماد على الممرضات حيث كتب ” إن فكرة استخدام الممرضات النباتية لمكافحة الأعشاب قديمة بقدم علم أمراض النبات” ولكن ” بذور هذه الفكرة ..بقية ساكنة منذ زرعها”. مذ ذلك التقرير، حوالي 49 عام، عرف العديد من الممرضات لمكافحة الأعشاب والقليل منها لاقت نجاح تجارياً.

وظفت المكافحة الحيوية التقليدية للأعشاب الآفات الغريبة (غير محلية) لإدارة مجتمعات العشب. وهي إستراتيجية مكافحة فاعلة في العديد من النظم. يمكن تطبيق الممرض بشكل مباشر كطريقة بديلة لسحق العشب المستهدف، أو التطبيقات المتعددة للممرض. لأن هذا التكتيك يستخدم الممرض بتطبيق مشابه للمبيدات الكيميائية والتي عادة تعرف بمقاربات مبيدات أحيائية المنشأ(bioherbicidal  ) وعندما يكون الممرض فطر تسمى هذه المبيدات بمبيدات أعشاب فطرية المنشأ ( mycoherbicides ).

– استكشاف مبيدات الأعشاب أحيائية المنشأ

يجب إتباع إستراتيجية علمية في استكشاف عوامل المكافحة الأحيائية. غالباً ما تكون العشب المراد مكافحته غريب، لذا يجب أن يتم البحث بالقرب من منطقة المنشأ لإيجاد عوامل مكافحة أحيائية ذات تطور مشترك مع العشب العائل. تغربل هذه العوامل بعد ذلك لاستبعاد غير المرغوب، واسعة التأثير( على غير الهدف) ثم تدرس لانتخاب برامترات التأثير البيئي. يعتبر التخصص الشديد على العائل مطلوب ولا يمكن إهماله كما في أمراض الصدأ، ومثال على الأعمال الجارية المسعى لمكافحة نبات الشوك النجمي الأصفر (Centaurea solstitialis) بصدأ jaceae var. solstitialis Puccinia.

تعتمد مقاربة المبيدات الأحيائية، بشكل مغاير للمكافحة الأحيائية التقليدية، على الممرضات المحلية. الاعتقاد الشائع أن الممرضات شديدة الشراسة تجعل المبيدات الأحيائية أكثر فعالياً دائماً، ولكن هذا المفهوم تم تحديه علمياً. تنتج بعض تفاعلات الممرض – العائل أعراض درامية، ولكن ربما ليست كافية لخفض مجتمع العشب. بشكل مغاير،لا يسبب الفطر Colletotrichum gloeosporioides f. sp. Aeschynomene، وهو من أكثر المبيدات الأحيائية نجاحاً حتى الآن، أية أعراض مؤثرة أو قتل جزئي سريع على العشب المستهدف (Aeschynomene indica ) يعود نجاحه بدلاً من ذلك ل: (1) تكلفة إنتاج منخفضة، (2) متطلبات تركيبها بسيطة نسبياً و (3) انتشارها الثانوي السريع في الحقل. وربما هذا ليس النموذج الوحيد الناجح في المبيدات الأحيائية، لكنه يعطي نموذج ناجح لمقارنة المبيدات الأحيائية المقترحة.

تتضمن الاعتبارات العملية الأخرى للنجاح التجاري لمبيد أحيائي سهولة الحصول على براءة اختراع وتسجيل المنتج.

– الوضع الحالي لتطوير المبيدات الحيوية bioherbicide

انتخبت العديد من العوامل الميكروبية وطورت أو هي قيد التطوير للتطبيق التجاري. وصف استكشاف، تطوير، تطبيق جزئي و الاتجار بالمبيدات العشبية فطرية المنشأ Mycoherbicide بشكل واسع. تألفت مبيدات mycoherbicide من ممرضات النبات التقليدية التي تؤثر على الأجزاء الهوائية للعشب العائل مسببة أعراض مرضية مرئية. كما يمكن استزراع كمي لهذه الفطور على بيئات صناعية لإنتاج كمية كبيرة من اللقاح المطلوب للتطبيق الحقلي. يمكن تصنيف العوامل الميكروبية، التي تشكل المبيدات العشبية الأحيائية الحديثة، بشكل أوسع لتشمل المتطفلات الفطرية الإجبارية، الممرضات الفطرية المنقولة بالتربة، الفطر غير الممرضة للنباتات، البكتريا والنيماتودا. تتطلب العديد من هذه الأحياء أدوات زراعة وتطبيق مختلفة عن تلك التي تتطلبها مبيدات mycoherbicide المبكرة.

تتضمن المبيدات العشبية الأحيائية الموجودة في الجدول أحياء انتخبت بشكل واسع للتطوير التجاري متضمنة العديد من تلك المختبرة حقلياً وقيمت حسب ما مطلوب من وكالات التسجيل. اعتمد مفهوم المبيدات العشبية الأحيائية الأصلية (الفطرية) على الزراعة الكتلية الصناعية للكائن لإيجاد كمية كبيرة من اللقاح للتطبيقات غمر العشب العائل للوصول لحالة وباء سريعة ومستوى عالي من المرض. لكن بالنسبة للمبيدات الأحيائية الحديثة تغير التعريف الأصلي للمتطلبات الإنتاج الكمي والتطبيق، فقد أعيد تعريف مفهوم المبيدات الأحيائية كمنتجات حية تكافح أعشاب محددة بشكل مشابه للكيميائيات. وسيتم توضيح بعض الأمثلة لإنتاج وتطبيق لأحدث المبيدات الأحيائية.

يجب أن ينمو فطر الصدأ Puccinia canaliculata ، وهو متطفل إجباري على السعد الأصفر Cyperus esculentus، مباشرة على النباتات العائلة التي يحصد منها الأبواغ الداخلية وتخزن كاملة قبل تحضير المنتج. يجب تطبيق المبيد الأحيائي Chondrostereum purpureum على الجذوع المجروحة أو قواعد الأنواع الشجرية المعشبة لتثبيط إعادة الإشطاء عبر زيادة تعفن الأنسجة المعشبة. أصبحت الفطور المنقولة بالتربة مبيدات أحيائية مبشرة هامة، فهذه الفطور عند تطبيقها مباشرة على التربة يمكن أن تقلل من مجتمعات الأعشاب من خلال تعفن البذور في الفترة قبل الإنبات أو قتل البادرات بعد الإنبات بفترة قصيرة. كما أدت الأبحاث لتطوير مبيدات أحيائية من نيماتودا محددة لإدارة مجال واسع من الأعشاب واسعة الانتشار.

– تقانات إنتاج المبيدات العشبية فطرية المنشأ Mycoherbicide

يجب إنتاج الوحدات التكاثرية للمبيدات الأحيائية بسرعة ورخص وذلك لأسباب اقتصادية وعملية. يعتبر إنتاج الأبواغ الجنسية للفطور أو الكونيدية بشكل عام أكثر ربحية وأسهل إنتاج تحت الظروف المخبرية. ينبغي أن تكون الأبواغ، والتي تمثل الطريقة الشائعة للانتشار الطبيعي ولها بقيا طويلة، المرشح الأساسي لتكوين مبيدات Mycoherbicide، أما بالنسبة للفطور التي لا تشكل أبواغ أو أن تشكّلها ضعيف يمكن استخدام كسرات الميسليوم، ولكن يواجه استخدام كسرات الميسليوم تحدي بكونها أصعب من حيث القياس، والفصل عن بيئة الزراعة و كذلك أقل عدوى من الكونيدات. تتمتع الأبواغ بعمر تخزين أطول وأكثر تحمل لظروف تخزين دون المثالية. حددت أبواغ الميكروسكوليتا المقاومة للجفاف في فطر Mycoleptodiscus terrestris  المستخدم لمكافحة عشبة hydrilla(Hydrilla verticillata) كلقاح ينتج بسسهولة.

اختيار بيئة الزراعة:  

يمكن استخدام بيئة أغار أو عصير الخضار لإنتاج اللقاح في النظم التجريبية، ويجب على الباحثين تحديد المتطلبات الغذائية الخاصة لكل مبيد Mycoherbicideمقترح وخاصة ما يتعلق بمصادر الكربون والأزوت، pH، المتطلبات اللاعضوية وعناصر الصغرى، في بعض الأحيان الفيتامينات، حمض الأمونيوم، و الزيوت الأساسية. ولكن بالنسبة للإنتاج الكمي على نطاق واسع لتجارب حقلية أو إنتاج صناعي لهذه المبيدات فيجب أن تقاس هذه المتطلبات اقتصادياً. وغالبا ما تتحقق هذه المتطلبات باستخدام المواد الزراعية أو الصناعية الخام والتي تكون متوفرة بسهولة وبتكلفة منخفضة. من المواد التي استخدمت كمصدر للأزوت طحين فول الصويا، طحين الذرة، خميرة البيرة وبعض المواد الصلبة مثل كسبة القطن والكتان. أما مصادر الكربون تشمل اختبار دقيق الذرة، دقيق الذرة، السكر المهدرج المستخرج من الذرة ، والجلسرين والسكروز. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب بعض الفطريات الضوء لتتبوغ، والذي قد يضيف المزيد من التعقيدات وزيادة تكاليف الإنتاج. قد تعزز مصادر الكربون، التي لا تحقيق أقصى قدر من النمو الخضري، التبوغ. قد تتطلب مستويات الكربون والنتروجين والمعادن التي تحقق نمو وتبوغ أمثليين موازنة دقيقة وتجريبية، وبالإضافة لتأثير معدل الكربون : نتروجين على النمو والتبوغ فقد تأثر على البقائية وطول العمر وشراسة الفطر فمثلاً زاد النمو الخضري لفطر Fusarium solani f. sp. phaseoli بزيادة معدل C:N في حين انخفضت شراسته على عائله النباتي Phaseolus vulgaris في حين أدى معدل منخفض من C:N لخفض النمو الخضري والتبوغ وزيادة في شراسة المرض. وقد وجد Phillips and Margosan (1987) تزايد خطي في عدد الأبواغ وعدد النوى، وشراسة الفطر Botrytis cinerea على نبات الورد ( Rosa spp.) وذلك كاستجابة لزيادة تركيز الغلوكوز.

استعرض Slininger وآخرون (2003) النهج المنظم لتقييم كل من القدرات التجارية لسلالات المكافحة الإحيائية واختيار البيئة. يتضمن اختيار البيئة إنتاج كميات كبيرة من اللقاح بسرعة وبتكلفة زهيدة مع الحفاظ في الوقت نفسه على شراسة الممرضات، وجد في حالة Colletotrichum truncatum المستخدم في مكافحة عشبة Sesbania exaltata  أن المعدل المثالي من C:N لإنتاج الكونيدات لا تعطي كونيدات شرسة، لذا تم العثور على نقطة توازن للوصول للهدفين معاً. كما يمكن أن يؤثر نسبة اللقاح على تبوغ الفطر، فقد وجد Slade  وآخرون (1987) أن معدل مرتفع من اللقاح (2.5 X 106 spores/ml) من Colletotrichum gloeosporioides أنتج كتل لزجة من الكونيدات، تسمى ” البقع اللزجة” وذلك عندما نمت على بيئة إنبات عامة. ترتبط هذه البقع اللزجة بتبوغ دوري دقيق، حيث يحدث التبوغ مباشرة بعد إنبات الأبواغ في غياب لنمو الميسليوم. بالمقابل أثر خفض معدل اللقاح أو تركيز بيئة النمو في كثافة و نمو الميسلويوم الخضري وكذلك لم يحدث تبوغ دوري دقيق.

تخمير الركيزة الصلبة:

قد تكون طريقة تخمير المواد الصلبة هي الطريقة العملية الوحيدة لإنتاج الأبواغ إذا لم يك ممكن إنتاجها باستخدام التخمير المغمور. استخدمت العديد من الحبوب والمخلفات النباتية لإنتاج لقاح بشكل سهل وغير مكلف للعديد من الفطور الممرضة للنبات. استخدم Hildebrand  و McCain (1978) قش القمح المعدات بفطر Fusarium oxysporum f. sp. cannabis لمكافحة المرجوانا Cannabis sativa. استخدم  Boyette وآخرون (1984) بذور الشوفان المعدات بفطر F. solani f. sp. cucurbitae لمكافحة يقطين تكساس Cucurbita texana . يصعب تعقيم هذه الركائز الضخمة، وتلقيحها وتخزينها حتى يتم استخدامها في هذا المجال. يمكن تخطي بعض هذه المعوقات عبر فصل الأبواغ من الركيزة لتجفيف اللاحق، التحضير والتخزين. أضافت هذه  العمليات تكلفة وتعقيد لتطوير المنتج.

دمج الركائز الصلبة والتخمير المغمور:  

تم إنتاج العديد من مبيدات mycoherbicide باستخدام تقنيات جمع التخمير الصلب والمغمور. كان الممرض Alternaria macrospora المستخدم في مكافحة عشبة Anoda cristata أول ممرض يتم إنتاجه كمياً عبر زراعة ميسليوم الفطر لمدة 48 ساعة في بيئة سائلة من عصير خضار. ثم تم جمع كتلة الفطر، خلطها ثم مزجها مع الفيرميكوليت، وتوزيعا في أحواض مبطنة بالقصدير وتعريضها لضوء فلوروسنت أو أشعة الشمس مباشرة لزيادة التبوغ. بعد التجفيف الهوائي ينخل المزيج ويعبئ ويخزن عند درجة حرارة 4 . استخدمت هذه الإجراءات لإنتاج لقاح Colletotrichum malvarum لمكافحة عشبة Sida spinosa ، و فطر F. lateritium  لمكافحة Abutilon theophrasti .

استخدمت هذه الطريقة المعدلة لإنتاج أبواغ A. cassiae لاستخدامها ك mycoherbicide ضد (Senna obtusifolia) حيث نمي ميسليوم الفطر في بيئة مغمورة لمدة 24 ساعة ثم جمعت و تمت مجانستها ووضعت في صواني مبطنة بالقصدير ثم عرضت لمدة 10 دقائق لضوء فوق بنفسجي كل 12 ساعة لمدة 5 أيام لحث التبوغ. تبوغ الفطر بغزارة كما لو أن وسط جف. بعد 72 ساعة جمعت الأبواغ عن طريق مفرغ، جففت عبر كبريتات الكالسيوم و حفظت عند درجة 4. وأنتجت ما يقرب من 8 غرام من الأبواغ للتر الواحد لمتوسط النمو بهذه التقنية البسيطة لتعطي كثافة 108 بوغة / غرام.

تخمير البيئة المغمورة:  

من وجهة نظر عملية واقتصادية، تعتبر عوامل المكافحة الحيوية الفطرية التي تتبوغ في بيئة سائلة مفضلة أكثر من تلك التي تتطلب خطوات إضافية لحث التبوغ. أثبت هذا العامل لوحده أنه مفيد لتطوير mycoherbicide.  يمكن إنتاج اللقاح في دوارق هزازة، وذلك في دراسات التطوير الأولية في التجارب الضيقة النطاق، على كل حال، ولكن من الصعب تثبيت وتعديل البرامترات التي تؤثر على النمو بالنسبة للدوارق الهزازة، مثل pH الصحيح، درجة الحرارة التهوية المطلوبة للنمو المثالي والتبوغ. تعتبر أجهزة التخمير أستسية بالنسبة لكميات الضخمة من اللقاح أو الأنظمة التي تتطلب سيطرة أكثر دقة، النطاق المخبري. بعض أجهزة التخمير تراقب وتتحكم برمجياً بالعوامل البيئية المتضمنة الحرارة، التهيج، الأوكسجين المنحل و pH.

طور Slade وآخرون (1987) طريقة بسيطة لتقييم إنتاج لقاح Colletotrichum gloeosporioides في البيئات السائلة مستخدم اختبار الأطباق الصغيرة للفطور على بيئات صلبة متعددة. يمكن أن يستخدم هذا النظام لتزويدنا بوسائط مضبوطة وسريعة ورخيصة لغربلة العديد من بيئات النمو لمحصول الأبواغ والشراسة.     يمكن أن تنتج المقاربات المنظمة لتطوير النمو المتوسط عوائد اقتصادية هامة. اختبرت ميشيل (2003) 47 مصدر للكربون في تأثيرها على الإنتاج الأعظمي لأبواغ الفطر Septoria polygonorum  الممرض لنبات (Polygonum spp) smartweed. بعد تعريف بازلاء الماء المالح كأفضل مصدر للكربون، تم غربلة 38 عامل (العديد من المحسنات اللاعضوية، أحماض دهنية، مصادر نترجين معقدة، عوامل سطحية،…) لإيجاد أفضل توليفة. أعطت التركيبة النهائية أكثر من 108بوغة /مل. يمكن التوصل لأعلى مستوى إنتاج باستخدام اختبارات منهجية لمكونات مختلفة، عند تراكيز عديدة، بعدة توليفات، مع عوائد اقتصادية.

 

    

Tagged: , , ,

3 thoughts on “مكافحة إحيائية للأعشاب الضارة

  1. cryoglobulinemia 2012/04/18 عند 1:08 م Reply

    It’s hard to search out knowledgeable individuals on this subject, however you sound like you know what you’re speaking about! Thanks

  2. Long Feather Earrings 2012/07/09 عند 4:16 م Reply

    Only just stumbled upon this excellent website by another website and I will have to point out it’s overwhelming. Really good publish really I must say. Will keep this website in my favorite bookmarks without a doubt. Cheers

  3. accessories earrings 2012/07/10 عند 5:44 م Reply

    Thanks for your posting, I just read it again and was dazzled by it. Shall keep on reading through more of your posts. I hope that you will keep to express more of these blogposts. Thank you!

اترك تعليقًا

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار ووردبريس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s

هذا الموقع يستخدم خدمة أكيسميت للتقليل من البريد المزعجة. اعرف المزيد عن كيفية التعامل مع بيانات التعليقات الخاصة بك processed.

%d مدونون معجبون بهذه: