تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه حشره شناسی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

تکنیک عقیمی‌حشرات به عنوان بخشی از مدیریت پایدار، گسترده و جامع آفات در خصوص آفات حشره ای باغبانی برگزیده

خلاصه

استفاده مداوم از حشره‌کشها با طیف وسیع مشکلات اصلی و مهمی از قبیل مقاومت آفت، باقیماندن در مواد غذایی، آلودگی محیط زیست، شیوع آفات ثانویه و کاهش جمعیت حشرات مفید، را سبب می‌شوند.

این نتایج و پی‌آمدها باعث افزایش نوعی از درخواست‌های مدیریت کنترل آفات شده که برای محیط زیست موثر و مساعد هستند. تکنیک عقیم سازی ‌حشرات (SIT) به عنوان بخشی از روش مدیریت جامع آفات در یک منطقه وسیع (AW-IPM) به کار رفته و پتانسیل‌های قابل توجهی را نشان داده و با موفقیت زیادی بر علیه آفات مهم و اصلی کشاورزی به منظور ایجاد مناطقی عاری از آفت (ریشه کنی)، مناطقی با شیوع آفات کم (جلوگیری) یا برای نگهداری مناطقی دور از آفت از طریق محدود سازی یا پیشگیری استفاده شده است.

این مقاله پیشرفت‌های اخیر در تکنیک عقیم‌سازی ‌حشرات، با مثال‌های عملی از اینکه چگونه برنامه‌های SIT طراحی شده‌اند و برای کنترل متفاوت آفات مهم حشره‌ای کشاورزی به ویژه، مگس میوه مدیترانه‌ای، کرم سیب، شب پره خرما و شب پره کاکتوس، استفاده شده‌اند، را شرح می‌دهد. عناوین بحث شده شامل :

• موفقیت‌های تکنولوژیکی در سیستم تولید و تحویل;

• پیشرفت‌های اخیر در ژنتیک حشرات;

• رشد و نمو نژاد (استرین‌های) جنسی ژنتیکی;

• صرفه اقتصادی;

• نقش شرکت‌های خصوصی; و

• پتانسیل طولانی مدت منافع اقتصادی مستقیم و غیرمستقیم در ارتباط با اجرای موفق برنامه‌های مدیریت جامع آفات در یک منطقه وسیع (AW-IPM) همراه با تکنیک عقیمی‌حشرات (SIT)

نظر به افزایش درخواست در روش‌های کنترلی دوست دار محیط زیست، پیش بینی می‌شود که تکنیک عقیمی‌حشرات SIT، به عنوان روش‌های مدیریت آفات در مناطق وسیع، سبب فراهم شدن منافع مهم زیادی در سال‌ها و دهه‌های آتی شود.

کلمات کلیدی : تکنیک عقیمی (عقیم سازی) ‌حشرات، مدیریت جامع و گسترده آفات ،Lepidoptera (پولک بالان) پروانه‌ها، مگس میوه، ریشه کنی، جلوگیری، پیشگیری، محدود سازی

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

مقدمه: مسائل و مشکلات

جمعیت جهان تا ۸۰ میلیون نفر در سال در حال افزایش است. این بدان معنی است که تولیدات کشاورزی باید ظرف تقریبا سی سال دو برابر شود تا تقاضای فزاینده برای مواد غذایی اجابت شود (Hendrichs, 2000). علیرغم، استفاده سالانه از ۳ میلیون تن آفت‌کش در سراسر دنیا و یک افزایش ۵ درصدی سالیانه، هنوز ۷/۳ بیلیون نفر از سوء تغذیه رنج می‌برند (Pimentel , in press).

۱- مدیریت جامع و گسترده آفات (AW-IPM)

دیدگاه مدیریت جامع آفات در مناطق گسترده (AW-IPM)، کل جمعیت‌ حشرات را در یک منطقه جغرافیایی تعیین شده تحت بررسی قرار می‌دهد (Klassen , 2005). این روش بدون شک بعنوان بهترین روش منطقی برای کنترل آفات حشره‌ای اصلی کشاورزی بشمار می‌آید. اگر چه این روش در مناطق محدود با مدیریت قابل توجهی همراه است  و به ارتباط هماهنگ کشاورزان، دولت های محلی و مقامات منطقه‌ای نیاز دارد، اما نتیجه حاصل شده از AW-IPM سبب کنترل آفات حشره‌ای بصورت طولانی مدت و پایدار می‌گردد (Lindquist , 2000).

۲- جایگاه‌ها به عنوان یک جزء از AW-IPM

مفاهیم کنترل، مدیریت و ریشه‌کنی آفات حشره‌ای از طریق دستکاری در تولید مثل در اوایل ۱۹۳۰سال کشف شده‌اند (Knipling , 1955). در دهه‌ی ۱۹۵۰، زمانی که مطالعات آزمایشگاهی نشان دادند که با مواجه شدن مگس‌های دام نر و مادهNew World Screwworm  با نام علمی‌(Cochliomya . hominivorax (Coquerel)) با اشعه X عقیم شدگی بدون کاهش بیش از حد طول عمر و رقابت‌طلبی رخ می‌دهد، موفقیت بزرگی بود . (Bushland & Hopkins , 1953).

۳- روش‌های استراتژیک

AW-IPM به همراه SIT با موفقیت‌ زیادی جهت کنترل چندین آفت مهم باغبانی با پیگیری چهار رویکرد ذیل استفاده شده است: ریشه کنی، جلوگیری، محدود سازی و پیشگیری (Hendrichs et al , 2005).

۱-۳٫ ریشه کنی

یک نمونه از ریشه‌کنی موفق در برنامه AW-IPM مبارزه بر علیه مگس خربزه در جزیره اکیناوا (Okinawa) است. مگس خربزه اولین بار در سال ۱۹۱۹ در جزیره Yaeyama کشف شد. تا سال ۱۹۸۰ این مگس در بیشتر جزایر جنوبی ژاپن انتشار پیدا کرد. در جزایر اکیناوا (Okinawa)، نه تنها این مگس باعث آسیب زیادی به انواع مختلف میزبان‌ها شد، بلکه مانع صادرات محصولات به مناطق فاقد آلودگی شد. این مساله دولت ژاپن را بر آن داشت تا همراه با دولت‌های محلی برنامه‌ای را برای ریشه‌کنی مگس خربزه در جزایر جنوب غربی ژاپن اجرا کنند.

۲-۳٫ متوقف سازی

یک نمونه از موقوف سازی موفق آمیز یک آفت پروانه‌ای مهم با استفاده از روش AW-IPM  مبارزه بر علیه کرم سیب Codling moth با نام علمی‌(Cydia pemonella (L.)) در بریتیش کلمبیا، واقع در کانادا است. کرم سیب بیشترین آفت مهم سیب و گلابی در بریتیش کلمبیا است ( Bloem & Bloem , 2000). از سال ۱۹۷۶ تا سال ۱۹۷۸، یک برنامه آزمایشی در دهکده‌ سیمیلکامین (Similkameen Valley) انجام شد. این برنامه آزمایشی نشان داده که کرم سیب می‌تواند به طرز کارآمدی با ترکیبی از یک عامل شیمیایی و رهاسازی شب پره‌های عقیم کنترل شود (Poverbs et al , 1982) . در سال ۱۹۵۵ یک برنامه جامع در دهکده‌ Okanagan Valley آغاز شد.

۳-۳- محدود سازی

در سال‌های  ۱۹۷۶ و ۱۹۷۷، در گواتمالا، مکزیک و ایالات متحده تفاهم نامه‌ای امضاء شد که در اجرای (( Programa Moscamed)) به حد اعلی رسید. هدف این پروژه ریشه کنی مگس میوه مدیترانه‌ای در گواتمالا و جلوگیری از انتشار آن در مکزیک و ایالات متحده با استفاده از روش AW-IPM با مولفه‌ای از SIT  و حفظ صنعت باغبانی در تمامی این سه کشور بود.

در سال‌های آغازین (۱۹۸۲ – ۱۹۷۷)، این طرح، مگس میوه مدیترانه‌ای را از ^۲km 6400 که اخیرا Chiapas مکزیک را مورد هجوم قرار داده بود با تلفیقی از تدبیرهای قانونی (قرنطینه) و روش‌های شیمیایی ، مکانیکی، زراعی و ژنتیکی (SIT) ریشه‌کن کرد (Villasenor et al , 2000). از آن زمان به بعد، با موفقیت کامل، حصاری از مگس‌های عقیم ایجاد شد که مانع از انتشار آفت به سمت شمال شده است (Enkerlin , 2005).

۴-۳- پیشگیری

تا سال ۱۹۸۰، طغیان دوره‌ای مگس میوه مدیترانه در کالیفرنیا و فلوریدا  اساسا اغلب در بیشتر مناطق شهری با اسپری‌های هوایی مالاتیون به طور نامطلوبی ریشه‌کن شده بودند. این روش هزینه بر بود و به عنوان مثال در شیوع آن در سال ۱۹۸۰ و ۱۹۸۲  بیش از ۱۰۰ میلیون دلار آمریکا هزینه شد تا آن وضعیت مهار شود. شیوع‌های بعدی تنها در یک محل رخ داد که با موفقیت محدودی همراه بود و در سال ۱۹۹۶ اقدام به اجرای یک برنامه ریشه‌کنی با استفاده از روش SIT در مناطق وسیع را برانگیخت.

از آنجا که این برنامه هم موفق و هم کم هزینه بود، یک برنامه رهاسازی جلوگیری کننده همیشگی‌ در سرتاسر Los Angeles Basin را پوشش داد (Dowell et al. , 2000). از آن زمان به بعد بیش از ۴۰۰ میلیون نر عقیم، هر هفته در منطقه‌ای با مساحت ۴۸۹/۲ مایل مربع رها شده‌اند. این برنامه تقریبا ۱۵ میلیون دلار آمریکا در سال هزینه در بر دارد که در مقایسه با متوسط هزینه سالیانه روش انفعالی کنترل شیوع  که قبل از این شیوع خیلی مطلوب‌تر است (۳۰ میلیون دلار آمریکا).

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

۴- گسترش جدیدی در AW-IPM با مولفه SIT

توسعه علم، تکنولوژی و روش‌‌ها، دستورالعمل‌هایی برای بهبود تکنیک‌های تشخیص حشرات، ردیابی و جلوگیری هستند که کیفیت و کمیت حشرات را پیگیری می‌کنند و تکنیک‌هایی را برای رساندن حشرات عقیم تا حد امکان به ماده‌های باکره هدف پیشنهاد می‌کنند. در دهه‌های گذشته، پیشرفت‌های جدید زیادی به طور معنی دار زمینه‌های متنوعی از AM-IPM با جزء SIT را برای گونه‌های انتخابی مگس‌های میوه و آفات پروانه‌ای بهبود بخشیده‌اند. مرور جزئی بر تمام این پیشرفت‌ها در این مقاله آمده است اما موارد مشخص شده ذیل، قسمتی از پیشرفت‌های این برنامه را پیگیری می‌کنند.

۱-۴- مگس میوه مدیترانه‌ای

۱-۱-۴- نژادهای (استرین‌های) جنسی ژنتیکی

آشنایی با عقیمی‌سازی در یک جمعیت آفت مهاجم اصل اساسی تکنیک عقیمی‌حشرات است. برای القای عقیمی ‌در جمعیت مهاجم مگس میوه مدیترانه‌ای، رهاسازی نرها و ماده‌ها نسبت به رهاسازی نرها به تنهایی کم اثرتر است (McInnis et al. , 1986, Rendon et al , 2004). از آنجا که ماده‌های عقیم در انتقال عقیمی ‌به جمعیت بومی ‌شرکت نمی‌کنند، برای جزء SIT لازم نیستند.

۲-۱-۴- روش‌های تولید اصلاح شده

سازش پذیری با شرایط محیط ساختگی تسهیل تولید انبوه، چالش‌های زیادی را در حشرات نشان می‌دهد. آنها در معرض فشارهای گزینش و تغییرات رفتاری ناخواسته‌ای که ممکن است به آنها تحمیل شود، قرار دارند که می‌تواند به کارآیی برنامه‌ رهاسازی صدمه بزند. این مورد به ویژه برای مگس‌های میوه که رفتارهای معاشقه پیچیده‌ای دارند و سیستم جفت‌یابی آنها بر اساس انتخاب ماده است، صحت دارد. هر گونه تغییر کوچک در رفتار معاشقه آنها، مشکل آنی بر توده‌های تولید شده نرهای عقیمی که در محیط طبیعی رها می‌شوند، وارد می‌سازد.

۳-۱-۴- کنترل کیفیت و مدیریت

برای اطمینان از اینکه برنامه AW-IPM با جزئی از SIT موفقیت آمیز است، بایستی نرهای عقیم به طور موثری با نرهای مهاجم در جای گیری و جفت‌گیری با ماده‌های باکره مهاجم، رقابت ‌کنند (Vaeysen , 2005). در گذشته، بسیاری از برنامه‌ها به استراتژی ”کشتن مازاد“ متکی بودند (Krafsur, 1998)، اما اخیرا، تاکید بیشتر بر کیفیت حشرات نسبت به کمیت است (ITO & Yamamnura , 2005).

۴-۱-۴- عملکرد نر عقیم

عملکرد مگس‌های میوه نر عقیم با توزیع مواد هورمونی ، تغذیه‌ای و فراورده‌های نیمه شیمیایی به نرهای عقیم قبل از رهاسازی، به مقدار زیادی فزونی یافته است. این مواد شیمیایی ممکن است بخشی از کمبود کیفیت را که اغلب در طول ایجاد کلونی ، تولید انبوه و پرتو دهی اتفاق می‌افتد را جبران کند.

۵-۱-۴- بهبود سیستم‌های رهاسازی نرهای عقیم

در ابزار تولید، از هیچ تلاشی برای ایجاد حشرات با کیفیت بالا با تعداد کافی برای رهاسازی در منطقه مورد هدف اغماض نمی‌شود. بدیهی است که به منظور کاهش زوال در کیفیت، بایستی افراد عقیم با حداکثر مراقبت پراکنده گردند. تقریبا مگس‌های میوه همیشه با هواپیما یا هلیکوپتر رهاسازی می‌شوند. این روش از پرهزینه‌ترین روش‌های موثر رهاسازی سیستماتیکی افراد عقیم در سرتاسر مناطق جغرافیایی وسیع می‌باشد.

۶-۱-۴- جذب کننده‌های حشرات ماده‌

دستور کارهای AW-IPM، به ویژه آنهایی که با رهاسازی نرهای عقیم تلفیق می‌شوند، به روش‌های ردیابی موثری نیاز دارند که بتوانند تغییراتی در حرکت، توزیع، پراکنش، تراکم و ساختار جمعیت وحشی مورد هدف را شناسایی کنند (Vreysen , 2005). ردیابی پرهزینه است، بنابراین هنگام انتخاب روش‌های ردیابی، استفاده عاقلانه از منابع در دسترس به همراه حداکثر کیفیت داده‌های گردآوری شده ضروری است.

۲-۴- پولک بالان

 در میان حشرات شب پره‌ها  مخرب‌ترین آفت میوه‌ها و سبزیجات هستند و گزارش‌های زیر در زمینه پیشرفت‌ در ابتدا طرح SIT  را به وسیله کرم سیب، شب پره کاکتوس و شب پره خرما تنظیم کردند.

۱-۲-۴- کرم سیب

کنترل و مدیریت کیفی حشرات

توزیع کافی حشرات عقیم رهاسازی شده، پارامتر مهمی‌ جهت اجرای موثر طرح‌های برنامه AW-IPM با مولفه SIT  می‌باشد. در کرم سیب رفتار پرواز و پراکنش تابع تنوع ژنتیکی با تقریبا ۱۰% از ژنوتیپ‌هایی که با حرکت مواجه می‌شدند و ۹۰%  باقی مانده که احتمالا به عنوان غیر متحرک طبقه بندی می‌شوند . ویژگی‌های بیولوژیکی از قبیل وزن بدن، اندازه و طول عمر می‌توانند با تحرک ارتباط داشته باشند (Schumacher et al. , 1997). مفهوم انتخاب متحرک‌ها در مقابل انواع نرهای بی‌تحرک در قابلیت افزایش کارآیی یک برنامه رهاسازی نر عقیم، فاکتور مهمی‌ است که تحقیقات بیشتری را می‌طلبد.

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

علم وراثت

پیشرفت‌ قابل توجهی در نسل‌های شب پره سیب مورد بحث به عنوان مبنایی برای توسعه نژادهای جنسی ژنتیکی ایجاد شده است. خصوصیات ژنتیکی شب پره سیب شامل کروموزوم‌های ۵۶=n2 و کروموزوم‌های جنسی که از نوع  W-Z، با ماده‌های WZ و نرهای ZZ هستند، می‌باشد (Fukova et al. ,2005) . ژنوم‌هایی هیبرید شده Situ (GISH) و ژنوم هیبریدی ‌مقایسه‌ای (CGH) نشان دادند که با قرار دادن شب پره سیب به عنوان یک مورد مطلوب برای مبنای ژنتیک جنسی کروموزوم‌های جنسی، Z وW می‌توانند به راحتی از یکدیگر متمایز شوند.

۲-۲-۴- شب پره خرما (کرم گلوگاه انار)

 شب پره خرما (کرم گلوگاه انار) با نام علمی ‌(Ectomyelois ceratoniae zeller) که همچنین به عنوان شب پره خرنوب شناخته شده، آفت مخربی در نخلستان‌های تونس، مراکش، الجزایر، لیبی، ایران، عراق، عربستان سعودی و اسرائیل می‌باشد. در تونس، شب پره خرما باعث اتلاف اقتصاد متناوب با هجوم ۹۰% در انارستان‌ها، به ویژه در جنوب این کشور، ۷۵% در پسته‌زارها و ۲۰% در نخلستان‌ها می‌شود (Mediouni & Dhoubi in Press).

دولت ماکزیمم سطح آلودگی ۵% را برای خرما صادراتی تعیین کرده است. در طی چندین سال، استفاده از حشره کش‌های اورگانوکلره کاملا ممنوع شده و در حال حاضر کنترل شب پره خرما به میزان زیادی بر محاسبات زیر متکی است.

۳-۲-۴- شب پره کاکتوس

شب پره کاکتوس (Cactoblastic cactorum (Berg)) که بومی‌آرژانتین است، اولین بار در فلوریدای ایالات متحده آمریکا در سال ۱۹۸۹ کشف شد (Habeck & Bennet , 1990). در استرالیا و جزایر دریای کاریب، شب پره کاکتوس به طور موفقیت آمیزی برای کنترل pear cacti مهاجم (Opuntia) استفاده شده است.

شیوع شب پره کاکتوس در آمریکای شمالی موارد زیر را تهدید می‌کند:

به علاوه، مدت مدیدی Opuntia توسط مردم منطقه در داروهای سنتی، به عنوان منبع سایه و در ساختن حصارها (Vigueras & Portillo , 2001) مورد استفاده واقع شده است.

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

۵- منافع اقتصادی

۱-۵- برنامه‌های مگس میوه

تلفیق SIT در خط مشی‌های AW-IPM  به منظور کنترل مگس‌های میوه، منافع اقتصادی زیادی ‌را در پی داشته است. به ویژه این مورد برای برنامه‌های ریشه کنی صحت دارد که تأثیر اقتصادی آن به طور مستقیم قابل محاسبه می‌باشد. (Hendrichs , 2000). میزان سود نسبت به هزینه گزارش شده خیلی دلگرم کننده بوده و محاسبه شده‌اند:

۲-۵-  طرح‌های کنترل شب پره‌ها

داده‌های کمی در مورد مزیت‌های بالقوه طرح‌های AW-PIM با مولفهSIT که به منظور کنترل شب پره‌های آفت طراحی شده، در دسترس می‌باشد. در یک مطالعه، تاثیر اقتصادی یک طرح ریشه کنی کرم سیب از کشور سوریه بررسی شده بود. طرحی که از SIT همراه با آفت‌کش‌ها در یک دوره بیش از ۱۵ ساله استفاده کرد. اعداد گزارش شده بر اساس منافع مستقیم و غیرمستقیم، نسبت سود به هزینه برابر با ۹۸/۳ و نسبت برگشت داخلی ۴۲% و  نسبت سهم سود ۹/۵ را در بر داشتند (Walther Enkerlin , unpublished IAEA report).

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

۶- خصوصی سازی

سود زیادی که از طریق بخش خصوصی در زمینه تولید و فروش حشرات عقیم در سال‌های گذشته حاصل شد، یک روند جالب توجه و دلگرم‌کننده است. به عوان مثال، شرکت‌هایی که اخیرا تولید و فروش تجاری مگس میوه مدیترانه‌ای را شروع کرده‌اند،  Africa, Ltd SIT را در آفریقای جنوبی و Bio-Fly را در اسرائیل در برمی‌گیرد.

ایده خصوصی‌سازی پرورش و تجارت حشرات عقیم جدید نیست، به عنوان مثال توسط «DeGroene Vlieg»، یک شرکت خصوصی هلندی مگس‌های پیاز عقیم با نام علمی ‌(Delia antique Meigen) را از سال ۱۹۸۱ تولید کرده‌است .(Loosjes, 2000). وسایل تولیدی می‌توانند ۴۰۰ میلیون شفیره مگس پیاز در سال تولید کنند که برای تیمار ۲۶۰۰ هکتار یا ۱۶% از کل محصول پیاز هلندی کافی است.

SIT Africa, Ltd.

در درهHex  واقع در آفریقای جنوبی از سال ۱۹۹۹ تا ۲۰۰۳ یک برنامه آزمایشی AW-IPM با مولفه‌ای از SIT انجام شد. هدف این برنامه جلوگیری از تراکم جمعیت مگس میوه مدیترانه‌ای در ۱۰۰۰ هکتار انگور داربستی بود. سودمندی اولین پاداش بود. ابتدا برنامه آزمایشی با بودجه کمی از سوی دولت، توسط سازمان‌های تولید کننده سرمایه‌گذاری شد (Barnes et al. , 2004).

Bio-Bee/Bio-Fly (زنبورهای زیستی / مگس‌های زیستی)

تکنیک عقیمی حشرات مدیریت پایدار آفات حشره ای باغبانی

۷- چشم اندازهای آینده

تمایل به سمت نوعی از کشاورزی که منتج به آلودگی کمتر و سطوح پایین‌تری از سموم برجای مانده می‌شود، تقاضا برای بهره‌گیری از تاکتیک‌های کنترل آفات با قدرت تهاجمی کم‌تر را افزایش می‌دهد (Robinson and Hendrichs, 2005). با این حال، نه تنها بایستی چنین تاکتیک‌هایی با محیط زیست سازگار باشند بلکه باید از تاثیر بسزایی نیز برخوردار باشند.

با رعایت آن، مطمئنا سیستم مدیریت AW-IPM با بهره‌گیری از مولفه SIT، نقش مهمی را در مبارزه بر علیه تعدادی از آفت‌های باغی خاص از قبیل مگس میوه و کرم سیب ایفا خواهد نمود. متأسفانه، در اروپا توجه کمی به AW-IPM معطوف ‌شده است. بنابراین تلاش‌های بیشتری لازم است تا جوامع سیاسی و علمی ‌به میزان بیشتری از پتانسیل، مزایای پایداری و اصول اقتصادی مرتبط با AW-IPM آگاهی یابند.