کنترل بيولوژيک

مقدمه :

تاريخچه علم بيولوژيک :
کنترل بيولوژيک آفت در ايران قدمتی بيش از ۵۰ سال دارد که به کنترل شپشک ها با استفاده از کفشدوزک در شمال باز می گردد . اين تلاش ها ادامه داشته و در سالهای اخير مورد توجه بيشتری نيز قرار گرفته است .

تعريف کنترل بيولوژيک :
کنترل بيولوژيک يعنی استفاده از پارازيتوئيدها ، پرداتورها ، پاتوژن ها ، آنتاگونيست ها و يا ميکروارگانيسم های رقيب برای کاهش جمعيت يک آفت ، به طوری که آفت فراوانی کمتری داشته باشد و خساراتی کمتر از آنچه ممکن می بود وارد سازد .

کنترل بيولوژيک ممکن است با دخالت هدفمند انسان صورت پذيرد و يا نتيجه عملی يک نيروی طبيعی خودجوش باشد . کنترل بيولوژيک ممکن است برای پايين آوردن جمعيت آفت مزارع يا جنگل ها و يا برای تعديل ناهماهنگی های به وجود آمده در اثر ورود يک عامل جديد به محيطی طبيعی صورت پذيرد .

البته همه روش های غيرشيميايی ، کنترل بيولوژيکی محسوب نمی شوند . اصلاح نژاد گياهان ، مبارزه زراعی و کاربرد مواد شيميايی علامتی اگر با قصد تاثيرگذاری بر آفت به کار رود ، کنترل بيولوژيک نيست . اين موارد زمانی کنترل بيولوژيک محسوب می گردند که با هدف حمايت از دشمنان طبيعی به کار گرفته شوند. برای مثال اصلاح نژاد گياهان به صورتی که برای آفات مسموم کننده بوده و يا به طريق ديگری موجب کاهش جمعيت آفات گردد ، مبارزه بيولوژيک نيست . اما اگر اين اصلاح با هدف به وجود آوردن شرايطی بهتر برای زندگی و بقای پارازيتوئيدها يا پرداتورها و فراهم شدن شرايط برای ميزبان يابی و حمله به آفات باشد ، مبارزه بيولوژيکی به شمار می رود .

مواد شيميايی حاصل از عصاره گياهان يا ميکروب ها که عليه آفات به کار می برند نيز مبارزه بيولوژيک نيست . کنترل بيولوژيک يعنی پديد آوردن مجموعه ای که در آن جمعيت يک گونه توسط افرا گونه ای ديگر با مکانيزم هايی نظير شکارگری ، پارازيتيسم ، بيماری زايی يا رقابت محدود می شود.

مبارزه بيولوژيک و مديريت تلفيقی آفات (IPM) :

مبارزه بيولوژيک به خصوص در اراضی غير مزروعی جنگل ، مرتع و نباتات زينتی ممکن است جدا از ساير اقدامات دفع آفاتی صورت پذيرد اما بسياری از آفات در يک محصول بايستی به طور همزمان کنترل شوند تا محصول خوبی عايد گردد . در چنين مواردی ضرورت می يابد تا چندين روش متضاد دريک برنامه به اجرا در آيد. سؤال اساسی در تلفيق روشهای مختلف اين است که کدام روش اولويت بيشتری دارد . در سالهای پس از ۱۹۴۵ که استفاده از آفت کش ها بسيار رايج بود ، غالباً استفاده از سموم در اولويت بود و مبارزه بيولوژيک يک اقدام فرعی محسوب می شد و غالباً هم به دليل اثرات سوء سموم مصرفی بر دشمنان طبيعی نتيجه مطلوبی از مبارزه بيولوژيک به دست نمی آمد و اين عدم کارآيی را به حساب ناتوانی دشمنان طبيعی می گذاشتند .

در سالهای اخير يعنی از ۱۹۸۰ به بعد اين معادله به نفع مبارزه بيولوژيک تغيير يافته و نظريه اداره انبوهی آفات بر مبارزه بيولوژيک تأکيد بيشتری دارد و بر اين اساس حفظ دشمنان طبيعی و استفاده از مبارزه بيولوژيک از اولويت برخوردار است .

برخلاف گذشته اکنون استفاده از روشهايی که موجب از بين رفتن ويا تضعيف دشمنان طبيعی می گردد مجاز نيست . کوشش در برقراری سيستمهای کنترل آفات که مبتنی بر مبارزه بيولوژيک باشد در بسياری موارد مراحل مقدماتی را طی می کند ولی در موارد متعددی نيز بسيار پيشرفته و کامل است .

اهداف مبارزه بيولوژيک :

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

حشرات :
حشرات آفت از مهمترين اهداف مبارزه بيولوژيک بوده اند . بيش از ۵۴۳ گونه حشره در جهان توسط ۱۲۰۰ برنامه مبارزه بيلوژيکی از طريق معرفی ( ورود ) حشره مفيد مورد مبارزه قرار گرفته است . علاوه بر آن برنامه های حفاظت و تکثير انبوه عوامل بومی نيز به اجرا در آمده است . اين حشرات متعلق به راسته های جوربالان ، دوبالان ، بال غشائيان ، سخت بالپوشان ، بالپولک داران و تعدادی از راسته های ديگر بوده اند.

جوربالان از جمله حشراتی هستند که بيشترين موفقيت در مبارزه بيولوژيکی با آنها از طريق معرفی حشرات مفيد حاصل شده است . از دلايل اين موفقيت می توان جابه جايی زياد اين حشرات همراه با محموله های تجاری به لحاظ ريزی و از ديد پنهان ماندن و همچنين وجود گونه های زيادی آز آفات مهم در اين رده و فراوانی و تنوع دشمنان طبيعی آنها برشمرد .

روشهای کلی کنترل بيولوژيک :

مبارزه بيولوژيکی به مفهوم به کارگيری دشمنان طبيعی به منظور تقليل جمعيت آفت (به معنای اعم) است . سه روش عمده برای استفاده از دشمنان طبيعی وجود دارد . حفاظت ، معرفی و انبوه سازی ياافزون سازی . از ميان اين روش ها معرفی روشی است که بيشترين اثر را در حل مشکلات مبارزه با حشرات و علفهای هرز داشته ولی به ندرت برای کنترل بيماری های گياهی به کار رفته است .

حفاظت :

رفتاربشر به نحو بسيار مؤثری قدرت دشمنان طبيعی را در تقليل جمعيت آفات به منصه ظهور برساند . محافظت به عنوان يک روش مبارزه بيولوژيکی به مفهوم شناخت چنين رفتارها و کاربرد آنهاست . برای دستيابی به اين هدف بايستی رفتارهای مخرب را شناسايی و از اعمال آنها جلوگيری نموده و مزرعه و ساير مکان ها را برای زندگی دشمنان طبيعی مساعد ساخت. در مبارزه بيولوژيکی با روش حفاظت ، اصل بر اين است که هميشه گونه هايی از دشمنان طبيعی وجود دارند که اگر به آنها فرصت داده شود قادرند به طور مؤثری جمعيت آفت را کاهش دهند . اين فرضيه در مورد بسياری از آفات بومی صادق است اما در مورد آفات غير بومی زمانی صدق می يابد که دشمن طبيعی مناسب از موطن آن وارد شده باشد .

يکی از مهمترين مواردی که بر دشمنان طبيعی اثر سوء دارد سمپاشی هاست . به خصوص سمومی که طيف تأثير آنها گسترده است و دوام زيادی دارند . وجود لايه گرد و خاک در سطح برگ نيز يکی ديگر از عوامل منفی به شمار می رود . همچنين مورچه هايی که به خاطر بهره برداری از ترشحات شته ها و شپشک ها به شدت از آنها دفاع کرده و مزاحمين و مهاجمين را دفع می کنند . ساير عواملی که ممکن است بر دشمنان طبيعی اثر منفی داشته باشند شامل زمان و نحوه شخم ، از بين بردن بقايای محصول ، کاشت محصول در اراضی يکپارچه و از بين بردن مکان های زمستانگذرانی دشمنان طبيعی مانند پرچين ها و رستنيهای اطراف مزرعه است .

محافظت مؤثر مشتمل بر کوشش هايی است که نيازهای طبيعی دشمنان طبيعی را برای شکفتن و ثمر دادن در يک سيستم تأمين می سازد . از جمله اين کوشش ها ايجاد و نگهداری پايگاه های فيزيکی ، تأمين ميزبان های واسط يا منابع کربوهيدراتها ، تعديل شرايط فيزيکی از طريق ايجاد پوشش در سطح خاک ، پيش بينی مکان هايی برای پناه گرفتن و يا برداست نواری محصول است . موفقيت روشهای حفاظتی در مرحله اول وابسته به اطلاعاتی است که از مؤثر بودن يک روش در شرايط خاص محلی در دست داريم .اين موضوع ممکن است نياز به تحقيقات گسترده و آزمايش های زياد ناحيه ای داشته باشد . اغلب می توان روش مؤثر را حتی در يک مزرعه نيز جدا از مسائل يک منطقه به کار بست .

 

معرفی ( ورود ) دشمنان طبيعی جديد :

در بسياری از مناطق بخش مهمی از آفات را گونه های غير بومی تشکيل می دهند . مثلاً در آمريکا تنها ۲% ازکل فون بندپايان منطقه را گونه های مهاجر تشکيل می دهند در حالی که ۳۵% از ۷۰۰ نوع آفت گونه های مهاجر محسوب می شوند .برای اين گونه آفات غير بومی روشهای حفاظت کافی به نظر نمی رسد زيرا بسياری از دشمنان طبيعی آنها حضور ندارند .

در چنين مواردی وارد نمودن دشمنان طبيعی که بر عليه آفت مؤثر باشند از ضروريات بوده و اقدامی است که سابقه موفقيت های درخشانی دارد . معمولاً با جستجو و شناسايی ، دشمنان طبيعی را در موطن اصلی آفت يافته سپس اين دشمنان طبيعی جمع آوری و به کشور مورد نظر منتقل و پس از اعمال مقررات قرنطينه ای و اطمينان يافتن از بی زيان بودن آن رها می شوند .

معرفی به عنوان يک روش مبارزه بيولوژيک منجر به کنترل کامل ويا بخشی از بيش از ۲۰۰ گونه آفت شده است . معرفی مزيتی را نسبت به ساير روش ها در بردارد و آن اين که نياز به نگهداری نداشته و لذا در دراز مدت بسيار ارزانتر تمام می شود . البته پس از آنکه دشمن طبيعی جديد يافت شد ممکن است اقدامات محافظتی برای مؤثر واقع شدن آن ضروری باشد . برنامه های مبارزه بيولوژيک ، برای آن که به نحو احسن انجام گيرد نياز به تخصص و مهارت بالايی دارد ؛ به همين لحاظ معمولاً چنين برنامه هايی توسط مؤسسات دولتی انجام می گيرد .

 

انبوه سازی ( افزون سازی ) :

هر جا که دشمنان طبيعی به آن راه نداشته باشند و يا گونه های مفيدی که دير هنگام ظاهر می شوند ويا گونه هايی که اصولاً جمعيت آنها کمتر از آن است که اثر کنترل کننده داشته باشند ، لازم می آيد تا جمعيت دشمنان طبيعی از طريق تکثير و رهاسازی افزايش داده شود ؛ اين روش را انبوه سازی می نامند .
انبوه سازی چندين جنبه دارد :

يکی رهاسازی تقويتی است که هدف از آن تقويت يک عامل در اوايل فصل بوده و ضمن آن تعداد نسبتاً کمی از گونه مورد نظر در شروع فصل رهاسازی می شوند با اين اميد که پس از آن خود تکثير شوند و نسل های بعدی آفت را برای مدتی تحت کنترل درآورند .

ديگری رهاسازی انبوه است و زمانی اعمال می گردد که تکثير طبيعی عامل برای افزايش جمعيت آن کافی نبوده و لازم باشد دشمن طبيعی مورد نظر به تعداد زياد تکثير و رهاسازی گردد تا آفت توسط همين افراد رها شده کنترل گردد.

فرق انبوه سازی پاتوژن ها و نماتدها با پارازيتوئيدها و پرداتورها در اين است که پاتوژن ها و نماتدها از نظر بسته بندی ، جابجايی ، نگهداری و روش مصرف همانند آفت کش ها می باشند . البته وقتی موادی مربوط به پاتوژن ها ، مثل توکسين ها جدا از خود پاتوژن برای کنترل آفت به کار رود شباهت بيشتری با آفت کشها خواهد داشت تا مبارزه بيولوژيکی ، چرا که عامل زنده خود در اين امر دخالت مستقيم ندارد. انبوه سازی ممکن است بر عليه آفات بومی ويا آفات غير بومی اعمال گردد .

عوامل محدودکننده اين کار هزينه ها ، کيفيت و کارآيی عامل تکثير شده می باشد . هزينه های تکثير انبوه ممکن است کار را به عواملی که تکثير آنها ارزانتر است و يا محصولاتی که گران قيمت بوده و روش های ارزانتری برای کنترل آفات آنها در اختيار نيست محدود سازد . تنها در چنين شرايطی است که بخش خصوصی می تواند هزينه ها را جبران نموده و از نظر اقتصادی با روشهای ديگر رقابت نمايد .

در جايی که مؤسسات دولتی به تکثير انبوه بپردازند امکان کاربرد اين روش وسيع تر خواهد بود . در هردو حال توليد دشمنان طبيعی با کيفيت بالا ضروری بوده و همچنين تحقيقات اوليه برای برآورد کارآيی عامل در شرايط مزرعه لازم است .

حشرات پارازيتوئيد :

پارازيتوئيدها حشراتی هستند که ميزبان خود را می کشند ، برخلاف پارازيتها يا انگل ها که قادرند تمام دوره زندگی خود را بر روی يک ميزبان 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 .
پارازيتوئيدها فراوان ترين نوع دشمنان طبيعی هستند كه برای مبارزه بيولوژيک مورد استفاده قرار گرفته اند . بيشترين پارازيتوئيدها از رده زنبورها بوده و دوبالان در درجه بعدی قرار دارند .

گروه های اصلی پارازيتوئيدها :

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

دوبالان :

علاوه بر تاکينيدهاکه شامل مهمترين خانواده دوبالان در مبارزه بيولوژکی است در اين راسته چندين خانواده پارازيت ديگر نيز وجود دارند که شامل خانواده های Cyrtidae , Nemestrinidae , Pipunculidae , Pyrgotidae , Conopidae می باشند . اکثريت افراد خانواده Bombylliidae پارازيت هستند و گونه های پارازيت در تعداد زيادی از خانواده هايی يافت می شوند که اصولاً دارای عادات ديگری هستند . در عين حال تاکينيدها اصلی ترين خانواده پارازيت اين راسته را چه از نظر تعداد گونه و چه از نظر اهميت اقتصادی تشکيل می دهند و تنها گروهی هستند که در طرح های وارداتی مبارزه بيولوژيکی به صورت وسيعی مورد استفاده قرار گرفته اند .

Tachinidae :

اين خانواده ، خانواده خيلی بزرگی است که تعدادی زيرخانواده را در بر می گيرد و دارای گونه های مهمی است که در مبارزه بيولوژيکی طبيعی و کاربردی مورد استفاده قرار می گيرند. گونه های هيپرپارازيت در اين خانواده وجود ندارد . همان طور که از يک گروه بزرگ انتظارمی رود ترجيح ميزبانی اين خانواده طيف وسيعی را در بر می گيرد .
تعداد قابل توجهی از گونه ها از نظر ترجيح ميزبانی بسيار تخصصی عمل می کنند در حالی که تعداد زيادی از آنها همه چيزخوار هستند . بعضی از گونه ها وسيع ترين دامنه ميزبانی شناخته شده در هر گروه پارازيت را دارند .
برای مثال Copsilura concinnata يک پارازيت است که برای کنترل ابريشم باف ناجور وارد گرديد و تنها در کشور آمريکا از روی ۱۰۰ گونه ميزبان گزارش شده است . در کل به نظر می رسد که تاکينيدها در مقايسه با بال غشائيان کمتر تخصص ميزبانی دارند

در شکل زير يک مگس تاکينيد نشان داده شده است .

زير خانواده Exoristinae مهمترين زيرخانواده چه از نظر تعداد و چه از نظر اقتصادی می باشند و شامل جنس های معروفی است که به آفات گياهی مهم حمله می نمايند . ميزبان ها اغلب لاروهای بالپولکداران و سوسک های بالغ از خانواده های Chrysomelidae , Scarabaeidae Carabidaeمی باشند.
زيرخانواده Tachininae شامل گونه هايی است که لاروهای بالپولکداران مينوز ويا مخفی شده را پارازيته می کنند.

زير خانواده Grymnosomatinae اکثراً ميزبان های بالغ ، اما گاهی پوره های برخی از خانواده های سن ها را پارازيته می کنند .
لاروهای اسکارابئی ده عموماً توسط گونه های Dexiinae مورد حمله قرار می گيرند . همچنين ترجيح ميزبانی اين زيرخانواده شامل بالغين سوسک های اسکارابئی ده و لاروهای مينوز ، سوسک ها و شب پره هاست .

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

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

تاکينيدها بر حسب نحوه تخمگذاری به چند دسته تقسيم شده اند . گروهی از آنها تخم خود را در داخل يا روی بدن ميزبان قرار می دند و گروهی ديگر تخم خود را نگهداشته و لاروهای سن اول را در داخل يا روی بدن ميزبان قرار می دهند . گروهی ديگر تخم يا لارو خود را بر روی برگ و يا خاک می گذارند . تخم هايی که بر روی برگ قرار می گيرند در مکان هايی خواهند بود که احتمال خورده شدن آن به وسيله ميزبان زياد باشد . تخم هايی که بر روی برگ قرار داده می شوند بسيار ريز بوده و در مقايسه با گونه هايی که تخم های درشت تر داشته و روی بدن يا داخل ميزبان قرار می دهند به تعداد بيشتری تخمريزی می کنند.