المكافحة الحيوية للآفات Biological Control
أولاً : مقدمة
استخدم اصطلاح Biological control ( المكافحة الحيوية ) بواسطة العالم Smith عام 1919 عند مكافحة الآفات بواسطة الطفيليات Parasites ، والمفترسات Predators ، ومسببات الأمراض Pathogens . وتعنى هذه الطريقة الاستفادة بالأعداء الحيوية للآفات Natural enemies في تنظيم تعداد عوائلها . ويمكن تعريفها بأنها الوسيلة التي تهدف إلى استخدام أو تشجيع الكائنات النافعة Beneficial living organisms لتقليل تعداد الكائنات الحية الضارة .
ولعل المكافحة الحيوية تعتبر ظاهرة طبيعية مسئولة عن تنظيم النباتات والحيوانات ، وهي عنصر أساسي في كفة الميزان للمحافظة على التوازن الحيوي . ويعتمد نجاح التطبيق على فهم بيولوجي وبيئي لكل من الآفة والكائنات الحية النافعة . وتعتبر المكافحة الحيوية مفتاح نجاح برامج IPM. وتتميز المكافحة البيولوجية بأمانها وثباتها واقتصادياتها . ويجب أن تؤخذ في الاعتبار أنه من الصعوبة بمكان تطبيق المكافحة الحيوية ضد جميع الآفات ، وقد تنجح هذه الوسيلة في تقليل تعداد آفة أو عدة آفات ، ولكنها قد لا تكون الوسيلة الفعالة ضد عديد من الآفات الأخرى . وسوف نشير في هذا الجزء إلى الطفيليات والمفترسات كعناصر هامة في المكافحة الحيوية . أما مسببات الأمراض ، فسوف تتم الإشارة إليها في باب المكافحة الميكروبية .
قام الصينيون قبل عدة قرون من الميلاد باستخدام الأعداء الحيوية لتقليل تعداد الآفات الحشرية . وفى عام 300 بعد الميلاد تمكنوا من إدخال نوع من النمل المفترس لمكافحة الخنافس الثاقبة لأشجار الفاكهة ، كما أدخل العرب في الجاهلية نوعاً من النمل المفترس لمكافحة النمل العادي الذي يصيب نخيل البلح وثماره . وفى عام 1889 استوردت الولايات المتحدة في أول محاولة منظمة للمكافحة الحيوية حشرة أبي العبد روداليا Rodalio cardinalis من أستراليا لمكافحة البق الدقيقي الأسترالي على أشجار الموالح بولاية كاليفورنيا .
ويرجع تاريخ استخدام المكافحة الحيوية في مصر إلى عام 1892 عندما استوردت الجمعية الزراعية حشرة ابي العيد فيداليا من الولايات المتحدة للقضاء على البق الدقيقي الأسترالي . وقد نجحت هذه الحشرة نجاحاً باهراً وهي تؤدى دورها الآن ، دون الحاجة إلى إكثارها في المعمل . وفى عام 1927 أنشأت وزارة الزراعة المصرية معمل أبحاث الطفيليات والمفترسات بالجيزة الذي قام باستيراد حشرة الكربتوليمس ( من أنواع أبى العيد ) . لمكافحة بق القصب الدقيقي ، كما استخدمت بعد ذلك لمكافحة بق الهبسكس الدقيقي ، كما تم استيراد طفيل الأفيلينيس Aphalinus mali من أمريكا عام 1934 لمكافحة من التفاح الصوفي ، كما رُبِّى في مصر عديد من المفترسات والطفيليات المحلية ، بالإضافة إلى استيراد العديد من الأعداء الحيوية ، ومحاولة أقلمتها في مصر . ويساهم بعضها في القضاء على العديد من الآفات . وقد استوردت حتى الآن أعداء حيوية نافعة لمكافحة دودة ورق القطن ، وديدان اللوز ، وثاقبات الذرة ، والقصب ، والمن والبق الدقيقي ، وذبابة الفاكهة ، والحشرات القشرية .
ثانياً : عناصر المكافحة الحيوية
(أ) التطفل Parasitism
التطفل هو أن يعيش كائن حي يسمى طفيل Parasite وبصفة مؤقتة Temporary أو دائمة Permenant على جسم كائن حي آخر ( العائل ) ، ويسمى تطفلاً خارجيا Ectoparasitiam ، أو داخله ويسمى تطفلا داخليا Endoparasitism . ويحصل الطفيل على غذائه من العائل . وفى التطفل يلازم طور من أطوار الحشرة ( غالباً الطور اليرقي ) طوراً من أطوار حشرة أخرى ، ويعتمد عليها في معيشته . ولا يشترط موت العائل نتيجة التطفل ، ولو أنه قد يحدث الموت في أغلب الأحيان . أما الطور البالغ للحشرة المتطفلة ، فيعيش حرا طليقاً ، إلا في حالات نادرة ، وفي هذه الحالة تسلك الحشرة الكاملة طبائع غذائية مختلفة ، فمثلاً . يرقة ذبابة التاكينا تتطفل داخليا على يرقات دودة ورق القطن ، بينما تطير الحشرة الكاملة وتتغذى على رحيق الأزهار . وغالباً ما يكون الطفيل أقل حجماً وقوة ونشاطاً من العائل . ويحتاج الطفيل إلى عائل واحد لتكملة دورة حياته ، ويسمى ذلك بالتطفل الفردي Monoxonous ، أو عائلين على الأكثر ، ويسمى ذلك بالتطفل المختلط Heteroxonous . وقد يصاب العائل بنوعين أو أكثر من الطفيليات في نفس الوقت ، ويعرف ذلك بالتطفل المتضاعف Multiparasitism نتيجة لعدم إمكان أنثى الطفيل من التمييز بين العائل السليم والعائل الذي سبق التطفل عليه ، وذلك عند وضعها للبيض ، أو قد يصيب فردان من نوع واحد عائلاً واحداً ، ويسمى ذلك بتكرار التطفل Super-parasitism . وقد يتطفل على الطفيل طفيل آخر ، ويطلق على هذه الحالة فرط التطفل Hyper parasitism .
(ب) الافتراس Predatism
الافتراس هو مهاجمة حشرة ما ، أو أحد أطوارها لحشرة أخرى أو طور من أطوارها والتغلب عليها ، ثم التغذية عليها. وتسمى الحشرة المهاجمة بالمفترس Predator ، والأخرى بالفريسة أو الضحية Prey . ويعيش الطور اليرقي للحشرة المفترسة حرا طليقاً . وتقتل الفريسة عادة بعد مهاجمتها بفترة قصيرة . وتحتاج الحشرة المفترسة إلى التغذية على عدة أفراد من العائل لتمدها بالغذاء الكافي لاكتمال نموها . ولا يقتصر الافتراس على طور اليرقة أو الحورية ، بل قد تكون الحشرة البالغة مفترسة أيضاً ، فمثلاً نجد أن كلا من اليرقات والحشرات الكاملة الخنفساء الكالوسوما مفترسة ، بينما نجد أيضاً أن يرقات الخنافس المعروفة باسم Blister beetles هي الطور المفترس ، بينما تتغذى أطوارها الكاملة على النبات . وغالباً ما يكون المفترس أكبر حجماً وأكثر نشاطاً وقوة من الضحية أو الفريسة .
ويمكن الاستفادة من الأعداء الحيوية بنوعيها باستعمال الحشرات المستوطنة من الطفيليات والمفترسات ، وذلك بجمع أعداد كبيرة منها ، وإطلاقها ، أو بتربية أعداد منها صناعيا أو تحت ظروف مناسبة ، ونشرها في الحقول عند اشتداد الإصابة المراد مكافحتها ، كما يمكن استيراد الحشرات المتطفلة والمفترسة من مواطنها الأصلية إلى مواطن جديدة ، والعمل على أقلمتها وإكثارها .
(جـ) العلاقة بين الحشرة وأعدائها الحيوية
لكل حشرة مواسم للتكاثر والنمو ، تزداد فيها أعدادها ونشاطها ، وبالتالي ضررها على النبات ، كما أن لكل حشرة فترات معينة تقل فيها أعدادها ، وبالتالي ينخفض ضررها . وقد يدخل بعضها في أدوار التوقف العرضي أو البيات أو السكون . وتزداد الأعداء الحيوية بزيادة تعداد الآفة في مواسم النمو والتكاثر والنشاط . وتقوم الأعداء الحيوية بالتغذية على الحشرات ، فتعمل على نقص أعدادها في الطبيعة ، وبالتالي هبوط مستوى تعداد الآفة إلى حد معين . ومتى تناقصت أعداد الآفة ، فإن الطفيل أو المفترس يحرم من عائله أو فريسته ، فيحدث تنافس بين الأفراد على الغذاء المحدود ، ويقل معدل التكاثر ، مما يؤدى إلى خفض تعداد الأعداء الحيوية بانخفاض مستوى الكثافة العددية للآفة .
وتعاود الزيادة في أعداد الآفة ، وذلك ببداية موسم تال للنشاط والتكاثر ، تقابلها زيادة في تعداد الأعداء الحيوية المناهضة لها ، والتي تتطفل عليها أو تفترس أفرادها ، مما يعمل على خفض مستوى تعدادها ، وبالتالي ينخفض مستوى تعداد العدو الحيوي . وتستمر هذه الحلقة الارتفاع والهبوط . ولا يمكن للآفة أن تتزايد أعدادها باضطراد ( أي لا يمكن أن تكون العلاقة خطية بين مستوى تعدادها ومواسم نشاطها على مدار السنة ) ، ويرجع ذلك إلى دور الأعداء الحيوية على مستوى تعداد الآفة .
(د) حفظ وزيادة الأعداء الحيوية Conservation and Augmentation
يتم حفظ وزيادة الكثافة العددية للأعداء الحيوية وفقاً لخطوات علمية مدروسة ، وذلك بغرض حماية وحفظ تعداد الأعداء الحيوية أو زيادتها إلى الحد الذي يحدث آثاراً اقتصادية ملموسة . ومن أهم الوسائل التي تتبع للوصول إلى ذلك الهدف ما يلى :
1 - إضافة أغذية بديلة إلى البيئة ، وذلك لحفظ وجذب الأعداء الحيوية عندما ينخفض تعداد عوائلها .
2 - توفير أو تنظيم أماكن اختباء وحماية الأعداء الحيوية ، مثل تجهيز أماكن لها عند حواف الحقول ، أو على الأشجار .
3 - استخدام أغذية كيميائية متخصصة لزيادة فاعلية الأعداء الحيوية .
وتعمل الأغذية البديلة على زيادة فاعلية الأعداء الحيوية ، وهو اتجاه حديث تم تطبيقه على بعض مفترسات الحشرات والأكاروسات التي تصيب المحاصيل الزراعية . وقد أجريت المعاملة بالندوة العسلية الصناعية (إفراز المن) وحبوب لقاح النحل في صورة أغذية مرشوشة . وأدت هذه المعاملات إلى تبكير وضع البيض لنوعين من المفترسات ، هما : أسد المن ، والخنافس . وأظهرت هذه المعاملات انخفاض المن وديدان اللوز في حقول القطن المعاملة .
وتتم زيادة تعداد الأعداء الحيوية Augmentation بتوفير أماكن الاختبار والحماية للأعداء الحيوية. ولم تلق هذه الوسيلة الاهتمام الكافي حتى الآن ، رغم أن التجارب التي أجريت عليها أظهرت كفاءتها ضد بعض الآفات ، ففي شمال كارولينا انخفض تعداد حشرة الدخان Tobacco horn worm كنتيجة لتوفير أعشاش وأماكن اختباء الدبور المفترس Polistes على حواف الحقل .
وتجرى عملية حفظ الأعداء الحيوية Conservation ، وذلك باستخدام المبيدات الحشرية المتخصصة باستخدام جرعات منخفضة من المبيد الحشري لمكافحة الآفة المستهدفة ، أو بمعاملة مناطق محددة من الحقل بالمبيد الحشري ، حيث يمكن ترك بعض المساحات في وسط الحقل على شكل شرائط دون معاملة ، على أساس أن يبدأ منها انتشار الأعداء الحيوية ، حتى تعوض النقص في المساحات التي عوملت بالمبيد ، كما أن اختيار التوقيت المناسب لاستعمال المبيد يمكن أن يحقق تأثيراً اختياريا على الآفة ، دون التعرض لأعدائها الحيوية . ويتوقف ذلك على معرفة سلوك الآفات وأعدائها الحيوية ودورة حياتها ، ومن ذلك اختيار التوقيت الذي تكون فيه الأعداء الحيوية في طور غير حساس للمبيدات ( مثل طور العذراء ) .
(هـ) إطلاق الأعداء الحيوية Inndative and inoculative releases
تعنى عملية تجهيز وإطلاق الأعداء الحيوية تربيتها بأعداد كبيرة ، ثم إطلاقها ، بحيث يتم القضاء على الآفة مجال المكافحة في فترة زمنية قصيرة ، أو استمرار التربية وتكرار مرات الإطلاق في حدود أعداد قليلة نسبيا من الأعداء الحيوية ، بحيث يتم تحقيق الهدف بعد عدة أجيال . ويوجد الآن بالولايات المتحدة الأمريكية شركات تتولى تسويق وبيع الأعداء الحيوية للمزارعين ومالكي الحدائق .
ولعل الحفظ الجيد للأعداء الحيوية، وعدد مرات الاطلاق، وتوقيت التربية، والعمر، واستخدام العدو الحيوي النموذجي من العوامل الهامة في نجاح المكافحة الحيوية . ومن اهم الوسائل الفعالة في مكافحة الذباب المنزلي اطلاق الطفيل Spelamgla endims ، وهو يتطفل في طور اليرقة على عذارى الذباب المنزلي. وتتم عملية اطلاقة ثلاث مرات أسبوعيا في مزارع الدواجن بولاية فلوريدا ، وقد أدى ذلك الى خفض تعداد الذباب المنزلي الى الحد الامن في خلال 35 يوما من بداية الاطلاق. والشكل (1) يوضح ذلك.
شكل (1) : تأثير اطلاق الأعداء الحيوية (طفيل الدبور) على تعداد الذباب المنزلي في مزرعة للدواجن.
(و) وسائل تقدير القيمة النسبية للأعداء الحيوية لأفة معينة
1 - اجراء دراسات بيولوجية معملية لتقدير فعالية احد المفترسات او الطفيليات بالتعرف على بعض القيم المعينة، كطول دورة حياته، بالمقارنة مع دورة حياة الفريسة او العائل، ومدى قدرته على الافتراس والتكاثر.
2 - إجراء دراسات على المفترسات أو الطفيليات في الأقفاص تهدف إلى مقارنة تعدادات محددة من آفة معينة ( سواء وضعت بطرق صناعية ، أم جمعت من الطبيعة ) في حالة وجود أحد المفترسات أو الطفيليات ، أو في حالة غياب العدو الحيوي .
3 ـ إجراء دراسات ميدانية وتجريبية تتضمن تقليل أعداد الأعداء الطبيعية أو استبعادها تماماً وذلك بواسطة المعاملة بالمبيدات ( وهى طريق التحقيق بواسطة المبيدات الحشرية ).
4 - إجراء حصر دوري مستمر في الحقل للحصول على البيانات الخاصة بمدى الإصابة بالآفات ، وكثافة أعداد المفترسات ، ومستويات التطفل .
5 - الاستفادة من التحليل الانحداري للبيانات التي جمعت عن طريق المشاهدات الروتينية في الحقل .
6 ـ وضع جداول الحياة للحشرات ، وهي الجداول التي تعد بواسطة البيانات المجمعة من الحقل وفقاً لخطة معينة . ويتيح تحليل مثل تلك الجداول التعرف على العوامل المسببة للموت ، كما تبين مدى تأثير مختلف الأعداء الطبيعية . وقد يكون من الأفضل أحياناً مقارنة البيانات التي يتم جمعها تحت مجموعتين مختلفتين من الظروف ، حيث تساعد العلاقات القائمة بين الكائنات التي تقتات على الحشرات في إلقاء مزيد من الضوء على تأثير الأعداء الحيوية .
ومن الضروري إجراء دراسات بيولوجية على كل نوع من أنواع الأعداء الطبيعية الهامة للتعرف على إمكانيات تلك الأنواع ، فمعرفة طول دورة حياة الطفيل أو المفترس ، ومدى اعتماد هذه الدورة على درجة الحرارة ، وعلى العوامل الأخرى الخاضعة للتقلبات الموسمية ، وكذلك معرفة القدرة على التكاثر والافتراس لهما تأثير كبير في تحديد مدى قدرة الطفيليات أو المفترسات في الحد من أعداد عائلها أو فريستها . وحتى في حالة دراسة نوع من الأنواع تحت ظروف صناعية ، فإن ذلك يساعد في فهم مدى فعالية ذلك النوع كعدو طبيعي . وعلى سبيل المثال .. فقد أجريت دراسات مقارنة على أحد مفترسات البيض ، وأحد طفيليات البيض ، وأحد طفيليات اليرقات التي تهاجم دودة ورق القطن الصغرى في بيرو . وعلى ضوء الشواهد المستمدة من الحقل .. قد يكون من الصعب تحديد أي هذه الأعداء الطبيعية هو الأكثر أهمية ، إلا أن المعلومات التي أمكن جمعها عن الصفات البيولوجية لتلك ، والانواع الثلاثة أظهرت تفوق طفيليات اليرقة ، حيث تتمتع بعدد فائق من الأجيال ( بمعدل جيلين لل.. جيل واحد من الآفة ) ، ولا يستغرق تطورها من البيض حتى الحشرة الكاملة سوى 14 يوم وهي تتوالد بكريا ، بالإضافة إلى أن قدرتها على التكاثر تفوق قدرة كل من طفيل البيض ومفترس البيض .
(ز) مراحل إدخال العدو الحيوي إلى البيئة الجديدة
1 - دراسة الآفة من النواحي البيولوجية والبيئية والفسيولوجية ، ومعرفة مدى تأثرها بأعدائها الحيوية المحلية ، وأنواع هذه الأعداء ، وأثر كل منها على حدة في خفض الكثافة العددية للآفة . في حين تعجز الأعداء الحيوية المحلية في مكافحتها . ومن الصعب الحصول على حكم سريع لمدى نجاح العدو الحيوي المستورد في مكافحة الآفة . ومع ذلك .. فإن أثر العدو الحيوي يظهر بشكل ملحوظ في تقليل أعداد الآفة باضطراد من عام لآخر .
2 - البحث عن الموطن الأصلي للآفة مجال المكافحة ، ودراسة حالتها وأعدائها الحيوية من الطفيليات والمفترسات ، ومعرفة الأسباب التي تحول دون ظهورها كافة خطيرة . وكذا أنواع الأعداء الحيوية التي تؤثر عليها ، ودراسة تأثير كل منها في المحافظة على التوازن الطبيعي ، ومنع الحشرة التي تؤثر عليها ، ودراسة تأثير كل منها في المحافظة على التوازن الطبيعي ، ومنع الحشرة من الازدياد حتى تصل إلى مرتبة الآفة . ولا يقتصر الأمر على دراسة الموطن الأصلي للآفة ، بل يتعداه إلى المناطق الأخرى من العالم ، والتي توجد فيها الآفة وتتشابه ظروفها مع ظروف البلد المراد استيراد العدو الحيوي إليه .
3 - استيراد الأعداء الحيوية التي تثبت صلاحيتها من الدراسة السابقة ، ومحاولة الاستفادة منها في البيئة الجديدة ، ثم يربى العدو الحيوي في المعمل ، وتجرى الدراسات للوصول إلى أفضل السبل لإكثاره ، وكذا أفضل العوائل التي تساعد على استمرار تربيته في المعمل ، والحصول على أعداد كبيرة منه .
4 - بعد الحصول على مستعمرات كبيرة من العدو الحيوي المستورد تجرى عمليات الإطلاق ، حيث يوزع على الحقول بأعداد كبيرة في المناطق التي تشتد فيها الإصابة بالآفة المراد مكافحتها . تتم عملية المراقبة والملاحظة المستمرة ، وتسجل النتائج التي يتم الحصول عليها تحت الظروف الحقلية . وتستمر عمليات الإكثار والإطلاق للأعداء الحيوية لعدة سنوات ، حتى تثبت إمكانية تكيف وأقلمة وانتشار العدو الحيوي ، أو حتى يثبت عدم نجاحه واستحالة الحصول على نتائج اقتصادية منه ، فتوقف الأعمال الخاصة به .
ومن الأمثلة التي اتبعت فيها الخطوات السابقة استيراد الدبور الفارسي من العراق وإيران إلى ولاية كاليفورنيا لمكافحة حشرة الزيتون القشرية . وقد نجح هذا الطفيل في اختزال الإصابة إلى 2٪ .
(جـ) صفات العدو الحيوي الناجح
1 - أن يتميز بقدرته على الحركة حتى يمكن العثور على عائله بسهولة .
2 - يلزم أن يتميز العدو الحيوي الناجح بمقدرة عالية على تحمل الظروف البيئية غير الملائمة.
3 - أن تكون للعدو الحيوي عوائل ثانوية يمكنه التغذية عليها عند غياب العائل الأصلي .
4 - ألا يكون للطفيل أو المفترس أعداء حيوية في بيئته تقضى عليه .
5 ـ ألا يتغذى على العوائل النباتية أو يسبب لها ضرراً .
6 - ألا يتطفل أو يفترس الحشرات النافعة أو الأعداء الحيوية الأخرى .
7 ـ أن تكون لأنثى الطفيل القدرة على استعمال آلة وضع البيض . وهذا يتوقف على قوتها ، وطولها ، ومرونتها . والمدة اللازمة لغرسها ، والمكان المناسب لوضع البيض ، وعلى قدرة الطفيل على تخدير العائل .
8 - أن تكون للطفيل القدرة على تنظيم معدل وضع البيض والنسبة الجنسية ، حيث إنه في حالة وجود العائل بأعداد قليلة يجب أن تزداد نسبة إناث الطفيل عن ذكوره .
9 - أن توافق دورة حياة الطفيل دورة حياة العائل المراد مكافحته .
10 - أن يقضى على الآفة المراد مكافحتها .
(ط) الصعوبات التي تعترض التوسع في استخدام الطفيليات والمفترسات في المكافحة .
1 - تحتاج هذه العملية إلى خبراء متخصصين على مستوى عال من الكفاءة .
2 - تحتاج إلى فترة زمنية طويلة حتى تظهر نتائجها .
3 - من الضروري استيراد أكثر من طفيل أو مفترس واحد للآفة مجال المكافحة ، وذلك ضماناً لنجاحها .
4 - قد لا تلائم الظروف البيئية المحلية نشاط العدو الحيوي المستورد بقدر ملاءمتها لنشاط الآفة ، وبالتالي يكون مستوى نشاط العدو الحيوي أقل من نشاط الآفة .
5 - يعتمد الطفيل أو المفترس كلية على عائل واحد . وبعضها يعتمد على عوائل أخرى بجانب العائل الأصلي . وغياب هذه العوائل الأخرى يحدد أو يقلل من نجاح إدخال أو أقلمة العدو الحيوي في البيئة الجديدة .
6 ـ قد يكون العدو الحيوي المستورد عرضة لأن يتطفل عليه أو تفترسه حشرات أخرى موجودة في موطنه الجديد .
7 - تصلح فقط في حالات الآفات ذات الحد الحرج الاقتصادي العالي .
الاكثر قراءة في مواضيع متنوعة عن آفات النبات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
