کشاورزی

كنترل بيولوژيكي

كنترل بيولوژيكي

در كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز، از حشرات و بيماري‏هايي كه به‏طور طبيعي به علف­هاي‏ هرز حمله مي‏كنند، از توان رقابتي گياهان زراعي و نيز از حيوانات علف‏خوار براي كاهش يا حذف جمعيت‏هاي علف­هاي‏ هرز داراي اثرات زيان‏بار استفاده مي‏شود. اگر چه تبليغات زيادي در خصوص كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز صورت می­گیرد ولي اين روش نقش بسيار ضعيفي در كنترل علف­هاي‏ هرز دارد. بیشترين موفقيت‏هاي كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز در زمين‏هاي غير شخم خورده، مراتع و محيط­هاي آبي به‏ دست آمده است.

   به دلايل بسيار زيادي مديريت كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز، شرايط لازم براي كنترل علف­هاي‏ هرز در مزارع را ندارد. عموماً هر عامل بيولوژيكي به يك گونه علف‏هرز حمله مي‏كند. زمين‏هاي زراعي هميشه داراي علف­هاي‏ هرز متعددي هستند. يك گياه زراعي معين معمولاً داراي حدود دو دوجين علف‏هرز است كه با شرايط كشت آن گياه هماهنگي دارد. بنابراين، براي كنترل علف­هاي‏ هرزي كه عامل بيولوژيكي به آنها حمله نمي‏كند، روش­هاي ديگر كنترل، نياز خواهد بود. در مواردي كه يك علف‏هرز مشخص با تكنيك‏هاي ديگر به‏طور ضعيفي كنترل مي‏شود، شايد يك برنامه كنترل بيولوژيكي، بهترين روش باشد. ممكن است نفع ناشي از يك عامل كنترل بيولوژيكي كه فقط به يك گونه علف‏هرز حمله مي‏كند و فقط يك مشكل گياه زراعي را حل مي‏كند، كم ‏باشد. كمپاني­هاي تجارتي علاقه‏مند نيستند كه هزينه‏هاي كشف، تحقيق، توليد و بازاريابي براي يك چنين عامل كنترل بيولوژيكي را به عهده بگيرند. اكثر كارها و پرداخت هزينه‏هاي لازم براي كشف و تحقيق در كنترل بيولوژيكي در بسياري از كشورهاي پيشرفته بوسیله دولت‏ها و دانشگاه‏ها صورت مي‏گيرد.

   کارایی عوامل‏ بيولوژيكي مي‏تواند كُند باشد. سرعت تضعيف علف‏هرز ممكن است خيلي آهسته‏تر از آن باشد كه ازكاهش توليد گياه زراعي تحت رقابت با علف‏هرز جلوگيري كند. اين امر به خصوص هنگامي يك مشكل است كه هدف ازكنترل، كاهش سريع جمعيت يك علف‏هرز و رساندن آن به زير آستانه اقتصادي باشد.

   يك هدف دراز مدت كنترل بيولوژيكي مي‏تواند «استقرار يك تعادل اكولوژيكي» بين عامل كنترل بيولوژيكي و علف‏هرز باشد. هدف دراز مدت اين است كه سرانجام از رسيدن به آستانه اقتصادي جمعيت علف‏هرز جلوگيري شود.     رسيدن به تعادل اكولوژيكيِ كنترل بيولوژيكي، در عمل يك راه حل دایمي براي مشكل علف‏هرز است. به‏هرصورت، يك تعادل درازمدت بين عامل كنترل بيولوژيكي و جمعيت علف‏هرز به معني ادامه زندگي قسمتي از جمعيت علف‏هرز است. زنده ماندن قسمتي از علف­هاي‏ هرز براي اطمينان از ادامه حيات عامل بيولوژيكي لازم است. همان‏طوري كه قبلاً اشاره شد، وجود حتي مقدار بسيار ناچيزي از علف‏هرز در يك گياه يكساله زراعي مي‏تواند سبب كاهش مقدار زيادي از محصول شود.

جدول 5-1: تركيبات شيميايي موجود در گياه ذرت و علف­هاي‏ هرز آن

* ميانگين درصد تركيبات شيميايي، بر اساس وزن گياهان خشك شده در معرض هوا

گياهان زراعي چند ساله، مراتع و آبگيرها داراي اكونظام نسبتاً پايداري هستند. اين پايداري اجازه خواهد داد تا عامل بيوكنترلي جمعيت علف­هاي‏ هرز به وجود آمده و ميزان تأثير اين نوع كنترل بهبود يابد. توليد گياهان زراعي يكساله، مخالف پايداري اكونظام است. جمعيت عوامل بيوكنترلي بايد بتوانند در مقابل شخم‏هاي ساليانه، خاك‏ورزي‏ها، تناوب‏هاي زراعي و تيمارهاي سموم نباتي زنده بمانند.

   ازلحاظ اقتصادي، كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز در مراتع و آبگيرها مطلوب است. اين نقاط اغلب بسيار وسيع و دور از دسترس هستند، وكمتر مي‏توان براي كنترل علف­هاي‏ هرز در آنجا از فنآوري‏هاي موجود استفاده نمود. در مقابلش، توليدات زراعي قرار دارند كه سرمايه‏گذاري زيادتر صرفه اقتصادي داشته و درآمد بيشتر ناشي از كنترل علف­هاي‏ هرز، مشوق استفاده گسترده‏تر از راه‏كارهاي مديريتي فعال در كنترل علف­هاي‏ هرز است.

   كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز اغلب به آساني قابل اجرای بوده و مناسب براي كنترل يك گونه علف‏هرز چندساله مهاجم به مرتع يا آبگير است كه در حال گسترش مي‏باشد.

معيار انتخاب عامل‏ كنترل بيولوژيكي

مهم‏ترين معيار براي گزينش هر عامل كنترل بيولوژيكي اين است كه فقط به گونه علف‏هرز مورد هدف حمله كند و نه به هيچ گونه­ی ديگر گياهي. با افزايش شناخت ما از عوامل كنترل بيولوژيكي، خطر معرفي اتفاقي آفت‏هاي جديد به جاي عامل كنترل كاسته شده است. حشرات گياه‏خوار اكثراً گياه خاصي را مورد مصرف قرار مي‏دهند. خطر تغيير ذائـقه و ترجيح گياه ديگري به عنوان گياه مطلوب، خيلي بعيد به نظر می­رسد.

   اگر چه يك عامل موفق بيولوژيكي فقط به يك گياه حمله مي‏كند، بايد به خاطر داشت كه همان طوري كه تعريف يك علف‏هرز مي‏تواند تغيير يابد، عقايد متفاوتي از ارزشمند بودن يك گياه هم مي‏تواند وجود داشته باشد. بعضي از علف­هاي‏ هرز به عنوان گياه زينتي به يك ناحيه‏اي وارد شده‏اند و هنوز هم به اين منظور استفاده مي‏شوند. بعضي از آنها در شرايطي به عنوان منابع علوفه‏اي  وارد شده و در شرايطي ديگر به عنوان علف‏هرز مطرح مي‏باشند . كليه آثار اقتصادي عوامل كنترل بيولوژيكي قبل پخش آن بايد بررسي شود. بعد از رها سازي عامل بيولوژيكي در طي يك برنامه كنترل، جلوگيري از انتشار و برگرداندن آن بسيار مشكل است.

عامل كنترل بيولوژيكي بايد به‏طور سريع توليد مثل نموده و براي كنترل موثر، جمعيت خود را به اندازه كافي زياد كند. عامل كنترل بيولوژيكي بايد به شرايط محيط جديد تطابق يافته و از خطر انگل‏ها، شكارچي‏ها و بيماري‏ها نيز در امان باشد. اين امر تا حد زيادي به حفظ و نگه‏داري جمعيت عامل كنترل بيولوژيكي كمك مي‏كند.

عوامل كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز

* حشرات

در حال حاضر حشرات گياه‏خوار از گسترده‏ترين عوامل بيولوژيكي كنترل كننده علف­هاي‏ هرز هستند. آنها داراي ميزبان‏هاي معيني بوده و مي‏توانند جابجا شوند (قادر به پراكنش هستند)، و اندام‏هاي رويشي و زايشي علف­هاي‏ هرز را از بين مي‏برند. حمله آفات مي‏تواند علف­هاي‏ هرز را مستعد هجوم ساير عوامل كنترل مثل بيماري‏ها كند. کارایی چند عامل كنترل بيولوژيكي بر روي يك علف‏هرز موثرتر از عملكرد فقط يك عامل است.

   برجسته‏ترين مثال كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز گونه گل عقربي (كاكتوس) در استراليا است. اين گياه ابتدا به‏عنوان يك گياه تزييني وارد این کشور شد، اما به‏سرعت انتشار يافت و از سال 1839 تا 1925 بيش از 27 ميليون هكتار از اراضي را  پوشاند و بسياري از اراضي زراعي رامورد تهديد قرار داد. در پي تحقيقات دانشمندان براي يافتن شيوه كنترل، حشراتي را يافتند كه به اين گياه مي‏ تازند و آسيبي به بقيه گياهان وارد نمي‏سازند. موثرترين آنها يك حشره ساقه‏خوار كاكتوس (Cactoblastis cactirum) از آرژانتين بود . اين حشره تونل‏هايي در ساقه‏ها، پيازهاي زيرزميني و ريشه‏ها ايجاد مي‏نمودند. وقتي كه تعدادي از باكتري‏ها به‏طور تصادفي به نقاط آسيب ديده ناشي از حشرات وارد شدند، خسارات حتي بيشتر هم شد.

   اين حشره ساقه‏خوار در سال 1926 در اين اراضي رها شد و تا سال 1931 آنچنان تعداد آنها افزايش يافت كه تقريباً همه كاكتوس‏ها تا اواسط فصل از بين رفتند. در اثر فقدان يا وجود مقدار ناچيز غذا بسياري از حشرات ساقه‏خوار كاكتوس از بين رفتند. چندين سال بعد هنگامي كه گل عقربي افزايش يافت، مدتي بعد حشره ساقه خواركاكتوس افزايش يافت. چندين بار «موج» رشد هر يك پيش آمد تا اينكه سرانجام يك تعادل يا «تعادل طبيعي» به وجود آمد. به همين دليل روش بيولوژيكي «كنترل» مي‏كند نه «ريشه‏‏كن». اين امر به خصوص در مورد گونه‏هاي علف­هاي‏ هرزي صحيح است كه با بذر تكثير مي‏يابند و ممكن است در خاك براي چندين سال به صورت ركود باقي بمانند.     موارد موثر ديگري نيز در كنترل بيولوژيكي وجود دارد. در غرب ايالات متحده، گياه مرتعي علف‏چاي (Hypericum perforatum) بوسیله سوسك‏هاي برگخوار (Chrysolina spp.) كنترل مي‏شد (شكل 2-4). در هاوايي آمريكا نوعي گل ژاله (Eupatorium adenophorum) كه يك علف‏هرز مرتعي است بوسیله مگس توليد كننده گال‏ساقه (Procecidochares utilis) كنترل شد، و در فيجي علف‏هرز مرتعي ديگر؛ Clidemia hirta به ‏وسيله تريپس ساقه‏خوار Liothrips urichi كنترل گرديد.

   تحقيقات اخير بيوكنترلي امكان كنترل نوعي تاتاري (Carduus nutans) بوسیله يك سوسك سرخرطومي (Rhinobyllus conicus)، اويارسلام بنفش به وسيله شب‏پره (Barctra verutana)، علف‏هرز آبزي Alternanthera pheloxeroides بوسیله سه نوع مختلف از حشرات و علف‏هرز خارخسك بوسیله سرخرطومي بذر (Microlarinus lareynii) را بيان نمود.

* بيماري‏هاي گياهي

از دو شيوه مختلف براي به‏كارگيري بيماري‏هاي گياهي بويژه قارچ‏ها براي كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز استفاده مي‏شود كه عبارتند از شيوه معمول و شيوه گياه‏كش قارچي. در شيوه معمول و كلاسيك، يك عامل بيماري‏زاي گياهي  به‏طور «خودنگهدار» در سطح مطلوب تثبيت مي‏شود. اين روش داراي بيشترين كاربرد در نقاطي هست كه به‏طور سنتي كنترل بيولوژيكي صورت مي‏گيرد، نظير مراتع، نقاط آبگير و زمين‏هاي باير. شيوه گياه‏كش قارچي (mycoherbicide) يا استفاده از بيماري‏هاي گياهي، متكي به كاربرد مكرر مقدار زياد عامل بيماري‏زا براي كنترل مشكل علف‏هرز است. اصولاً روش گياه‏كش قارچي درحال حاضر بهترين فرصت براي توسعه كنترل بيولوژيكي علف­هاي‏ هرز در نقاط بدون شخم است. اين روش به‏طور تجاري در باغات مركبات و مزارع برنج استفاده گرديد.

شكل 5-1: كنترل علف‏ چاي بوسیله سوسك Chrysolina quadrigemina در بلاكسبورگ كاليفرنيا. بالا: عكس‏برداري شده در سال 1946. در قسمت جلو علف‏هرز با گل­هاي انبوه را نشان مي‏دهد، در حالي كه بقيه مزرعه بوسیله سوسك از بين رفته است. وسط: قسمتي از همان منطقه در سال 1949 كه با انبوهي از باريك برگان پوشيده شده است. پايين: عكس‏برداري صورت گرفته در سال 1966 نشان دهنده درجه كنترلي است كه از سال 1949 ثابت مانده است.

شكل 5-2: بالا: كپورگراس چيني با چراي علف­هاي‏ هرز آبزي سريعاً رشد مي‏كند. پايين: يكي از محصولات فرعي اين فعاليت گوشت بسيار مغزي ماهي است.

   يك نمونه شيوه كلاسيك استفاده از زنگ قارچ (Puccina chondrilla) براي كنترل علف‏هرز قندرون (Chodrilla juncea) درغرب ايالات متحده است. از اين زنگ قبلاً برای كاهش جمعيت علف‏هرز قندرون در استراليا استفاده شده بود. مشكل اين عامل بيوكنترلي در «ترويج يافتن» آن در ايالات متحده بيان اینگونه شـده است که تلاش‏هاي اوليه براي آلوده‏سازي قندرون با زنگ استراليايي ناموفق مانده­بود، اما زنگ ايتاليايي سرتاسر ايالت‏هاي كاليفرنيا و اورگان را آلوده نمود. اين قارچ ايتاليايي در ايالت آيداهو توسعه نيافت. يك نژاد ديگري هم از قارچ ايتاليايي در نواحي جنوبي گسترش يافت، اما نه در بيوتيپ قندرون نواحي شمالي در آيداهو.

   اسپورهاي زنگ گياهي لازم است براي مدت 6 ساعت در محيط مرطوب و تاريك قرار گيرد تا امكان آلوده‏سازي فراهم شود. ازاين رو، در نقاط نيمه خشك كه شرايط محيطي مطلوب محدودي دارد به پخش هوايي اسپورها نياز است تا پراكنده سازي سريع براي آلوده سازي صورت گيرد.

   يك مثال مربوط به گياه‏كش قارچي توليد قارچ (Colleotrichum gloesporiodes) با نام تجارتي Collego® است كه براي كنترل علف‏هرز (Aeschynomene virginica) در مزرعه برنج استفاده شد. Collego® مانند يك علف‏كش روي برگ علف‏هرز مورد نظر به ‏كار مي‏رود. اين گياه‏كش با فرمولاسيون دو تركيبي اسپور قارچ خشك به علاوه يك عامل مرطوب كننده مايع، كه قبل از مصرف با آن مخلوط مي‏گردد، فروخته مي‏شود. بايد دقت شود كه يك هفته قبل از مصرف گياه‏كش قارچي و سه هفته بعد از آن از مصرف هر نوع قارچ‏كش خودداري شود. به علاوه، قبل از مصرف گياه‏كش قارچي، وسايل سمپاشي هوايي با يك محلول حاوي پودر ذغال معلق، شسته شود تا از پاك شدن كامل سم‏پاش از هرگونه قارچ‏كش اطمينان حاصل گردد. اين هشدارها بيانگر مشكلات به‏كارگيري گياه‏كش قارچي در مزارعي است كه به استفاده از قارچ‏كش‏ها نياز گسترده دارند.

* گياه‏خواران

حيوانات چرنده نظير غازها، بزها، گوسفندان و گاوها براي كنترل علف­هاي‏ هرز به صورت انتخابي در مزارع، چراگاه‏ها و زمين‏هاي غير زراعي استفاده شده‏اند. از غازهاي اصلاح شده چيني و بعضي غازهاي ديگر براي كنترل گياهچه‏هاي علف­هاي‏ هرز باريك‏برگ در گياهان زراعي رديفي، به خصوص در پنبه استفاده مخصوصي به‏عمل مي‏آيد. اينها همچنين در باغباني، قلمستان‏ها و در بعضي از گياهان زراعي چند ساله مورد استفاده قرار مي‏گيرند. در صورت استفاده از غازها براي كنترل علف­هاي‏ هرز باريك‏برگ تصميمات ديگري نيز براي پهن‏برگان لازم است. براي اصلاح شرايط چراگاه براي گاوها، از گوسفندان و بزها مي‏توان استفاده نمود. اينها مي‏توانند علف­هاي‏ هرز يكساله پهن‏برگ و بوته‏ها را از بين برده و امكان بهبود رشد باريك‏برگان مرتعي براي تغذيه گاوها را فراهم نمايند. در صورت وجود بوته‏ها و پهن برگان كافي براي بزها، رقابت غذايي ناچيزي بين بزها و گاوها وجود خواهد داشت. ازگوسفندان و بزها براي جلوگيري از مسموميت گاوها نسبت به زلف‏پير (Senecio spp.) مي‏توان استفاده نمود. به اندازه 20 برابر نسبت وزني علف‏هرز زلف‏پير نياز است تا گوسفند و بز را در مقايسه با گاو مسموم سازد. گوسفند و بز سريعاً زلف‏پير را تغذيه نموده و تجمع گوسفند و بز با گاوها در مرتع از مسموميت گاوها جلوگيري مي‏كند.

احتمالاً با اندكي مديريت دامي و صرف هزينه و تلاش، استفاده از حيوانات چرنده براي كنترل علفهاي‏ هرز مزاحم ممكن مي‏گردد. از جمله اعمال مديريتي تعليف براي تعديل تغذيه، قُرُق كردن، ايجاد حفاظ مناسب، نگهباني در مقابل حيوانات شكاري و حفاظت‏هاي عمومي ديگر را مي‏توان نام برد.

   حيوانات و ماهي‏هاي تغذيه‏كننده از علف­هاي‏ هرز آبزي، مايه اميدواري در مديريت علف­هاي‏ هرز نقاط آبگير است. گاو دريايي (ماهي پستاندار علف‏خوار)، به مقدار بسيار زيادي ازسبزي تغذيه مي‏نمايند ولي استفاده از آنها به نقاط گرمسيري محدود مي‏شود.

   پرندگان آبزی نظير غازها، اردك‏ها و قوها را مي‏توان براي حذف گياهان شناور و زيرآبي در آبگيرها و استخرهاي كوچك استفاده نمود. متأسفانه، پرندگان آبي مي‏توانند با تهاجم و فاسدسازي كيفيت آب و ثبات حاشيه استخر، در استفاده ازآنها خلل وارد نمايند. از آنها در مقابل حيوانات شكارچي هم بايد حفاظت شود.

   ماهيان گياه‏خــوار اميدواركننده‏ترين شــيوه كنترل بيولوژيكي را براي كنترل گياهــان آبزي ارایه مي‏دهند. اينها ماهيان وارداتي هســتند كه به‏طور گسترده‏اي از علف­ها تغذيه مي‏نمايند. گونه ماهي جوان Tilapia spp. مي‏تواند از پلانگتون گياهي (Phytoplankton) و جلبك‏هاي تك‏سلولي تغذيه كند و گونه بزرگ آن مي‏تواند از گياهان بزرگتر هم تغذيه كند. تيلاپياها به درجه حرارت پايين حساس هستند و در حرارت 8/7 تا C° 9/8  مي‏ميرند. از توده‏هاي يكساله تيلاپياها براي كنترل علف­هاي‏ هرز آبزي در نهرهاي آبياري جنوب كاليفرنيا استفاده مي‏شود.

   كپورگراس يا آمورسفيد  (Ctenophryngodon idella)(شكل 5-2) در زير آب يخ بسته مي‏تواند زنده بماند. چرخه زيست كپورگراس چندين سال طول مي‏كشد. اين ماهي به‏طور گسترده‏اي از جلبك­هاي فيلامنتوس، خارا (Characeae)، علف­هاي‏ هرز زيرسطح آب و عدسك‏هاي آبي (Lemna spp.) تغذيه مي‏كند. اين ماهي هر روز به اندازه وزن خود تغذيه مي‏كند و مي‏تواند از 8 تا 20 كيلوگرم رشد كند. نظير همه گونه‏هاي وارداتي، نگراني‏هايي از رقابت و ساير آثار منفي زيست محيطي كپورگراس با گونه‏هاي ماهي مطلوب وجود دارد. مراكز تجارتي توليد بچه‏ماهي از تيمار هورمون­ها و شرايط محيطي مخصوصي براي پرورش و رها سازي ماهي استفاده مي‏نمايند. كپورگراس مانند كپورهاي  معمولي رسوبات کف آب را بهم نمي‏زند و آب را گل‏آلود نمي‏سازد. اگرچه در بعضي نقاط ورود كپورگراس غيرقانوني است، ولي اين ماهي درحال به‏دست آوردن مطلوبيت و استفاده بيشتر است.