انواع سموم در كشاورزی

سم شناسی

سم شناسی (Toxicology) درباره تاثیرات زیان آور عوامل شیمیایی و فیزیکی بر روی سیستمهای زنده بحث می‌کند. یا علم راجع به سموم تولید شده بوسیله گیاهان ، جانوران و باکتریهای پاتوژن را گفته می‌شود.این کلمه از ریشه یونانی کلمه Lagos و taxicon گرفته شده که به معنای مطالعه تاثیرات منفی مواد شیمیایی روی ارگانیسمهای زنده است.

دید کلی

انسان در یک محیط شیمیایی زندگی می‌کند و بسیاری از این مواد شیمیایی را تنفس می‌کند، می‌خورد و از راه پوست جذب می‌کند. برآوردها حاکی از آنند که بیش از 60000ماده شیمیایی مورد مصرف عموم بوده و گفته می‌شود در حدود 500 ماده شیمیایی جدید در هر سال ، وارد بازار می‌گردد. همراه با پیشرفتهای تکنولوژی آلودگی نیز توسعه یافته است. صنعتی شدن و ایجاد مراکز شهری بزرگ منجر به آلودگی هوا ، آلودگی آب و خاک شده است.
علل اصلی آلودگی مربوط به تولید و مصرف انرژی مواد شیمیایی صنعتی و افزایش فعالیت کشاورزی می‌باشد. در این میان علم سم شناسی ، با بررسی تاثیرات نامطلوب ایجاد شده در انسان در اثر این آلودگیها و مشخص نمودن ایمنی یا خطر ناشی از آنها ، راه را برای فعالیتهای درمانی این آلودگیها باز می‌کند. سم شناسی دارای شاخه‌های مختلفی می‌باشد.
سموم داخلی

سموم داخلی یا سمومی که از راه معده و دستگاه گوارش حشرات را مسموم می‌کنند، مانند ترکیبات آرسنیک ، فلوئور و آنتیموان.

سموم تماسی

سموم تماسی ترکیباتی هستند که از راه پوست ، جذب بدن حشرات شده و آنها را از بین می‌برند. این سموم ممکن است، معدنی مانند گوگرد و پلی‌سولفورها ، یا گیاهی مانند نیکوتین و یا سموم آلی مصنوعی (ترکیبات کلره و فسفره) مانند ددت باشند.

سموم گاز

سموم گاز ترکیباتی هستند که به صورت گاز ، حشره را تحت تاثیر قرار می‌دهند. اگر این سموم به صورت مایع یا جامد باشند، باید به آسانی قابلیت تبخیر و یا تصعید داشته باشند تا به صورت گاز در آمده و حشرات را متاثر کنند. مهمترین این سموم عبارتند از اسید سیانیدریک ( HCN) ، برمید متیل ( CH₃Br) ، سولفید کربن CS₂ و پارادی‌کلرو بنزن C₆H₄Cl₂.

سموم دفع جوندگان

مهمترین این سموم عبارتند از:

انیدرید آرسنو (As₂O₃)

محلول 3 تا 5 درصد آن را با آب مخلوط می‌کنند. برای تهیه آن ، سولفورهای آرسنیک‌دار را در هوا می‌سوزانند و انیدرید آرسنو به صورت بخار متصاعد می‌شود که آن را در محفظه‌های مخصوصی سرد می‌کنند. قدرت کشندگی آن برای موش 75mg/kg و برای انسان130mg/kg است.

سولفات تالیم (Tl₂SO₄)

سولفات تالیم و نیز استات آن ، به عنوان سم جوندگان مصرف می‌شود. این سموم را به صورت طعمه بکار می‌برند و آن را به نسبت یک درصد با آرد مخلوط می‌کنند.

فسفید روی (Zn₃P₂)

این سم را نیز برای از بین بردن جوندگان ، با غلات یا آرد به نسبت یک تا چهار درصد مخلوط می‌کنند.

مواد شیمیایی آلی سمی

نگاه کلی

مواد شیمیایی سنتزی ترکیباتی هستند که در طبیعت یافت نمی‌شوند و اغلب توسط شیمیدانان از اجسام ساده‌تر یا فروپاشی موادی با ساختار پیچیده‌تر ، سنتز می‌شوند. اکثر این مواد مصرف تجاری دارند و بخش اعظم آنها ترکیباتی آلی هستند که از نفت بعنوان منبع اولیه کربن در ساختمان این ترکیبات استفاده شده است. از ترکیبات آلی سنتزی که سمی هم هستند در مهار انواع آفتها استفاده می‌شود و سمیت این مواد ، موجب نگرانی از لحاظ سلامتی انسان و سایر موجودات و همچنین آلودگی محیط زیست شده است.

آفت‌کشها

آفت‌‌کشها ترکیباتی هستند که یک موجود نامطلوب را از بین برده و یا با مداخله در فرایند تکثیر آنها ، جمعیتشان را مهار می‌کنند. خاصیت مشترک تمام آفت‌کش‌های شیمیایی این است که فرایند سوخت و ساز مهم موجوداتی را که این مواد برای آنها سمی است، مسدود می‌کنند. آفت‌کش‌ها بطور گسترده در مهار آفتهای کشاورزی مانند علف‌های هرز و همچنین حشرات مورد استفاده قرار می‌گیرند. آفت‌کش‌های سنتزی از همان اوایل مصرف بعلت تاثیری که در سلامت انسان در اثر مصرف مواد غذایی آغشته با این مواد شیمیایی دارند، موجب نگرانی بوده است.

تاریخچه استفاده از آفت‌کش‌ها

یونانیها حدود 1000 سال پیش از میلاد برای ضد عفونی کردن خانه‌های خود ازحاصل از سوزاندن گوگرد جامد استفاده می‌کردند. این عمل تا قرن نوزدهم با وارد کردن این عنصر در شمع مورد استفاده قرار می‌گرفت. استفاده از آرسنیک و ترکیبات آن برابر مهار حشرات حداقل به سال 900 میلادی بر می‌گردد و از اواخر قرن نوزدهم تا جنگ جهانی دوم کاملا گسترش یافت.
سبز پاریس که نمک مس با یون آرسنیک است، حشره‌کش معروفی است که در سال 1867 معرفی شد. ترکیبات آرسنیک در دهه‌های 1930 تا 1950 بطور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت تا اینکه در سالهای 1940 تا 1950 صنایع شیمیایی آمریکا مقادیر زیادی از آفت‌کش‌های جدید بویژه حشره‌کش‌ها را که ترکیبات آلی کلردار بودند، تولید کردند.

انواع آفت‌کش‌ها

آفت‌کش‌ها انواع مختلفی دارند، اما پرکاربردترین آنها عبارتند از:

حشره‌کش‌ها

حشره‌کش‌ها هزاران سال است که توسط مردم استفاده می‌شوند. انگیزه اصلی برای استفاده از آنها ، مهار امراضی است که حشرات ، ناقل آن هستند. مالاریا ، تب زرد و... نمونه‌هایی از این امراض هستند. عامل دیگر استفاده از حشره‌کش‌ها این است که حشرات به محصولات غذایی آسیب می‌رسانند.
از مهمترین حشره‌کش‌ها می‌توان ترکیبات آلی کلردار مانند ددت را نام برد که در گذشته بصورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت.توکسافنها و سیکلوپنتادی‌انهای کلردار شده مانند هپتا کلروآلدرین جزء مواد آلی حشره‌کش‌ها محسوب می‌شوند. امروزه از حشره‌کش‌های آلی فسفات‌دار که مدت زیادی در محیط زیست انبار نمی‌شوند، استفاده می‌شود.
علف‌کش‌ها

این مواد اغلب برای از بین بردن علفهای هرز بدون آسیب رساندن به محصولات اصلی بکار می‌رود.در اوایل قرن بیستم از نمکهای معدنی مثل (سدیم کلرات) بعنوان افشانه‌های علف‌کش استفاده می‌کردند. بعدها ترکیبات آلی آرسنیک‌دار جای آنها را گرفتند. ولی امروزه علف‌کش‌های معدنی و آلی فلزی بدلیل دوام آنها در خاک از دور خارج شده‌اند و ترکیبات کاملا آلی جای آنها را گرفته‌اند که می‌توان بعنوان مثال به علف‌کش‌های تری‌آزین اشاره کرد که آترازین مشهورترین عضو این گروه برای نابود کردن علفهای هرز مزارع ذرت بکار می‌رود.

قارچ‌کش‌ها

قارچ‌کش‌ها برای مهار کردن رشد انواع مختلف قارچ‌ها بکار می‌رود. گوگرد به شکل گرد و افشانه بعنوان قارچ‌کش برای مبارزه با زنگ‌زدگی گردمانند روی گیاهان استفاده می‌شود. هگزاکلروبنزن بعنوان یک قارچ‌کش کشاورزی برای محصولات گندم مصرف می‌شود. از ترکیبات آلی جیوه‌مانند متیل جیوه هم بعنوان قارچ‌کش برای محافظت دانه‌های گندم استفاده می‌شود.

تاثیر ترکیبات آلی سمی بر روی محیط زیست

در ترکیب اکثر آفت‌کش‌های آلی از کلر استفاده می‌شود. شکستن پیوند کلر و کربن دشوار است و حضور کلر باعث کم شدن واکنش‌پذیری سایر پیوندها می‌شود. هرچند این خاصیت باعث دوام بیشتر آفت‌کش می‌شود، اما با وارد شدن ترکیبات آلی کلردار به محیط زیست تخریب آنها بکندی صورت می‌گیرد و باعث تراکم آنها در محیط زیست می‌شود.ترکیبات کلردار آلی آبگریزند. اما در چربی‌ها حل می‌شوند. این خاصیت سبب جمع شدن آنها در بافت چربی انسان و موجودات دیگر می‌شود.

سم شناسی شغلی

سم شناسی شغلی با مواد شیمیایی که در محیط کار یافت می‌شوند، سروکار دارند. کارگران صنعتی ممکن است در طی تهیه ، تولید یا بسته بندی این مواد یا به واسطه استفاده از آنها در محیط شغلی ، در معرض تماس با آنها قرار بگیرند. به عنوان مثال کارگران کشاورزی ممکن است در معرض مقادیر مضر حشره کش قرار گیرند. تاکید عمده سم شناسی شغلی در جهت شناسایی عوامل مسئول ، تعیین وضعیتهای منجر به مصرف بی‌خطر آنها و پیشگیری از جذب مقادیر مضر آنها می باشد. حدود تعیین کننده ای جهت مشخص نمودن غلظت های ایمن بسیاری از مواد شیمیایی در محیط کار طرح ریزی شده‌اند تا حالات گوناگون تماس ، مشخص گردد:

1. عبارتست از غلظت جهت کار روزانه معمولی 8 ساعته که کارگران می‌توانند مرتبا در آن قرار گیرند بدون هیچ اثر منفی.
2. غلظتی که فقط باید کمتر از 15 دقیقه در آن قرار گرفت و نه بیشتر.
3. غلظتی که فقط می‌توان یک لحظه در آن قرار گرفت.

سم شناسی محیطی

سم شناسی محیطی با تاثیرات بالقوه زیانبار مواد شیمیایی ، که به صورت آلودگیهای محیط زیست به ارگانیسمهای زنده عرضه می‌شود، سروکار دارد. اصطلاح "محیط" همه مجاورتهای یک ارگانیسم را دربرمی‌گیرد، مخصوصا هوا ، آب و خاک. آلوده کننده ماده‌ای است که در محیط وجود دارد و حداقل بخشی از آن نتیجه فعالیت انسان بوده و تاثیر زیانباری روی ارگانیسمهای زنده دارد. آلودگی هوا ، حاصل صنعتی شدن، توسعه تکنولوژی و افزایش شهرنشینی می‌باشد. همچنین انسان ممکن است در معرض مواد شیمیایی مورد استفاده در محیط کشاورزی قرار گیرد، مثل حشره کشها یا مواد مصرفی در ساخت مواد غذایی به صورت باقیمانده‌ها.
سازمان غذا و کشاورزی و سازمان بهداشت جهانی ، میزان مصرف روزانه قابل قبول را چنین تعریف می‌کند: میزان مصرف روزانه یک ماده شیمیایی که در طی عمر کامل ، بر اساس کل حقایق مشخص شده در آن زمان ، ظاهرا فاقد خطر محسوس باشد. این سازمان پس از راه اندازی اطلاعات مرتبط ، میزان مصرف روزانه قابل قبول بسیاری از حشره کشها و افزودنیهای خوراکی را که ممکن است وارد زنجیره غذایی انسان شوند، در فهرست می‌آورد.

سم شناسی محیط زنده (اکو توکسیکولوژی)

این شاخه از سم شناسی اخیرا به عنوان تعمیم شاخه‌ای از سم شناسی محیط ، مشخص شده و مربوط به تاثیرات سمی عوامل فیزیکی و شیمیایی بر روی ارگانیسمهای زنده مخصوصا در جمعیتها و جوامع با اکوسیستمهای مشخص می‌باشد. این شاخه همچنین ، مسیرهای جایی شدن این عوامل و اثرات متقابل آنها محیط را نیز ، بررسی می‌کند. احتمال دارد یک حادثه محیطی که تاثیرات شدیدی روی ارگانیزمهای مجزا اعمال می‌کند، هیچ تاثیر مهمی روی جمعیتها یا یک اکوسیستم نداشته باشد. بنابراین نمی‌توان اصطلاحات سم شناسی و اکو توکسیکولوژی را بجای هم بکار برد.

راههای تماس با مواد سمی

راه ورود مواد شیمیایی به بدن در موقیعتهای تماس مختلف فرق می‌کند. در شرایط صنعتی ، استشمام راه اصلی ورود می‌باشد و راه پوستی نیز کاملا مهم است اما مصرف خوراکی ، راه نسبتا فرعی می‌باشد. در نتیجه ، معیارهای پیشگیری کننده عمدتا جهت حذف جذب از طریق استشمام یا از طریق تماس موضعی ، طرح ریزی می‌شوند. مواد آلوده کننده اتمسفر از طریق استشمام وارد می‌شوند، در حالی که در موارد آلوده کننده‌های آب و خاک ، مصرف خوراکی راه اصلی تماس در انسان است.

طول مدت تماس

واکنشهای سمی ممکن است بسته به طول مدت تماس از لحاظ کیفی متفاوت باشند. یک تماس واحد یا تماسهای متعدد طی 1 یا 2 روز صورت می‌گیرد، نمایانگر تماس حاد (acute exposure) می‌باشد. تماسهای متعدد که طی دوره طولانی‌تری از زمان ادامه یابد، نمایانگر تماس مزمن است. در شرایط شغلی هر دو تماس حاد و مزمن ممکن است رخ دهد.
در حالی که در حدود مواد شیمیایی یافت شونده در محیط ، احتمال تماس مزمن بیشتر است. در تماسهای مزمن ، تاثیرات سمی ممکن است تا چندین ماه بعد از تماسهای تکراری قابل مشاهده نباشد. تاثیرات زیانبار ناشی از تماس حاد یا مزمن ممکن است برگشت پذیر یا غیر قابل برگشت باشد. برگشت پذیری نسبی تاثیر سمی به خصوصیات قابلیت بهبود عضو آسیب دیده ، بستگی خواهد داشت.

حضور مخلوط مواد

انسان بطور معمول ، همزمان یا به شکل متوالی با چندین مواد شیمیایی مختلف تماس حاصل می‌کند. این امر ، ارزیابی موقعیتهای بالقوه خطرناک را دچار اشکال می‌کند. تاثیر بیولوژیک ناشی از تماس مرکب با چندین ماده را می‌توان به صورت افزایش ، فوق افزایش(سینرژیسم)، یا تحت افزایش (آنتاگونیسم) مشخص نمود. نوعی از فوق افزایش به نام قوت بخشی است که در این هنگام یکی از دو ماده ، هنگام تماس هیچ تاثیری اعمال نمی‌کند. اما وقتی تماس با هر دو ماده روی می‌دهد، تاثیر ماده فعال افزایش می‌یابد. همه انواع تداخل عمل در انسان مشاهده شده است.

اهمیت سموم محیطی

هنگامی که سم وارد زنجیره غذایی شود. از آنجا که یک گونه از سایرین تغذیه می‌کند، جلویابی زیستی روی داده و موجب تغلیظ ماده شیمیایی می‌شود.مواد آلوده کننده ای که وسیعترین آثار محیطی را دارند، ضعیف تجزیه می‌شوند. و در آب ، خاک و هوا ، نسبتا دارای حرکتند و تجمع زیستی از خود نشان می‌دهند. بنابراین تلاشهایی صورت گرفته تا پتانسیل تجمع زیستی مواد شیمیایی آلی موجود در محیط برآورد گردد تا مقدمه‌ای برای برخوردهای مناسب جهت مقابله یا رفع ، باشد.

مواد دفع آفات

این مواد شامل یک سری از ترکیبات معدنی و آلی می‌باشند که به طرق مختلف ، موجب از بین رفتن آفات حیوانی و گیاهی می‌گردند. از آفات حیوانی می‌توان انواع حشرات موذی ، جوندگان و از آفات گیاهی ، قارچ‌ها و علف‌های هرز را نام برد.

ارتباط مواد دفع آفات با صنایع پتروشیمی

این مواد از دو نقطه نظر با صنایع پتروشیمی ارتباط پیدا می‌کنند. اول آنکه بعضی از آنها را می‌توان مستقیما از سنتز هیدروکربنهای نفتی تهیه نمود. دوم اینکه اغلب این مواد را بایستی در حلالهای نفتی ، حل کرده و سپس مورد استفاده قرار داد.

حشره‌کشها

حشره‌کشها را در رابطه با نحوه اثر آنها به سه گروه زیر تقسیم می‌کنند.

قارچ‌کشها

قارچها به علت نداشتن کلروفیل ، قادر به تهیه مواد قندی نبوده و به صورت پارازیت بر روی درختان یا بوته‌های مجاور زندگی می‌کنند. از ترکیباتی که به عنوان سم برای مبارزه با قارچها بکار می‌روند، می‌توان دایرین و کرانیل (Chloranil ) را نام برد. کلرانیل را می‌توان از ترکیب سیکلو هگزان و اکسیژن و اسید کلریدریک بدست آورد.

علف‌کشها

این سموم موجب از بین رفتن علفهای هرزی که در مجاورت گیاهان مفید روئیده‌اند، می‌شود. گیاهان خودرو علاوه بر اینکه در مزارع مقدار زیادی آب و مواد غذایی را توسط ریشه خود جذب می‌نمایند، از میزان نور و حرارت محیط کشت گیاهان مفید کاسته و در نتیجه محصول را کم می‌کنند. همچنین علفهای هرز ، موجب افزایش هزینه کشت و برداشت می‌شوند. همچنین هرگاه از محصول بدست آمده به عنوان بذر در بهره‌برداری دیگر استفاده شود، سبب آلودگی کشت شده، در سالهای آیش نیز مقداری مواد غذایی و رطوبت زمین را مصرف می‌کنند. در مورد انتخاب نوع علف‌کش لازم است به دو نکته اساسی زیر توجه شود:
نباید علف‌کش بر روی کشت اصلی ، اثر نامطلوبی داشته باشد.

• باید بوسیله علف‌کش بتوان علفهای هرز مشخصی را از بین برد و سم بکار برده شده اثر قطعی بر روی علف هرز موجود داشته باشد.

ترکیبات معدنی که برای این منظور بکار برده می‌شوند عبارتند از آرسنیت سدیم ، بوراتها ، کلرات سدیم. نمونه سوم حاصل از ترکیبات آلی برای مبارزه با علف‌های هرز ، مشتقات اسید نفیتل فتال آمیک (M.P.A) می‌باشند، در تجارت به نامهای آلاناپ ( Alanap) یافت شده و به صورت امولسیون 23.6% در مزارع و سبزی‌زارها بکار می‌روند.

علف‌کشهای گازی

این ترکیبات ، به صورت مایع در مزارع وارد شده و سپس در حرارت به بخار یا گاز تبدیل می‌شوند. بخارات و گازهای محلول حاصل بر روی علف‌های هرز اثر نموده و موجب از بین رفتن آنها می‌گردند. از علف‌کشهای گازی می‌توان برمید متیل و سولفید کربن را نام برد.

سموم کشاورزی مانند هیدروکربنهای هالوژنه ، DDT ، آلودین ، ترکیبات فسفردار نظیر پاراتیون وجود دارد. مخصوصا ترکیبات هالوژنه بسیار خطرناک هستند و هنگامی که توام با آب کشاورزی در لایه‌های زمین نفوذ نمایند یا به بیرون از محیط کشاورزی هدایت شوند، باعث ایجاد فاضلابهای کشاورزی فوق‌العاده خطرناک می‌شوند.

مانع مصرف بى رویه سموم و افزودنى ها شوید

انجمن حمایت از مصرف كنندگان در نامه اى به وزیر جهاد كشاورزى خواستار جلوگیرى از مصرف بى رویه سموم و افزودنى هاى در مزارع، باغات و دامپرورى ها شده است. به گزارش ایسنا متن این نامه كه خطاب به اسكندرى است به شرح زیر است:« همان گونه كه مستحضرید در بسیارى از كشورهاى دنیا بكارگیرى سموم و افزودنى ها در تغذیه و رشد گیاهان و دام و طیور ممنوع است لیكن در ایران این گونه مواد نه فقط ممنوع نشده بلكه مصرف آن بیش از حد استاندارد داخلى است. به گونه اى كه اخیرا یكى از مقامات مسوول كشور مصرف سموم و افزودنى ها را در رشد محصولات كشاورزى و دامپرورى بیش از حد مجاز اعلام كرده است.این مقام مسوول هم چنین افزود، مصرف بسیارى از سمومى كه با عنوان آفت كش، محافظ یا افزایش دهند رشد براى گیاهان استفاده مى شود یا برخى از افزودنى هایى كه در ایران به غذاى دام و طیور اضافه مى شود در دنیا ممنوع شده است اما در ایران هنوز مصرف آن ها ممنوع نشده این در حالى است كه باقیمانده سموم و افزودنى ها در محصولات كشاورزى و دامپرورى موجب افزایش بیمارى از جمله مسمومیت هاى غذایى، سرطان و بعضا جهش هاى ژنتیكى در مصرف كنندگان مى شود. از سویى با توجه به حق حمایت از بهداشت، سلامت و ایمنى كه از حقوق بنیادین مصرف كنندگان بوده و به گونه اى مصرف كنندگان باید در مقابل مصرف كالا وخدمات كه سلامت و زندگى آنها را به مخاطره مى اندازد حمایت شوند انجمن حمایت از مصرف كنندگان خواهشمند است دستور فرمایند با نظارت مستمر و مسوولانه از مصرف بى رویه سموم و افزودنى هاى در مزارع، باغات و دامپرورى ها جلوگیرى به عمل آید.انجمن حمایت از مصرف كنندگان در راستاى حق مصرف مطمئنانه كه به موجب آن مصرف كنندگان كالا و خدمات را بدون دغدغه مصرف مى كنند انتظار دارد آن وزارتخانه با همكارى دست اندركاران بهداشت و سلامت كشور تسریع در ارایه راهكارهاى عملى كاهش مصرف سموم و افزودنى ها و بكارگیرى آن را از سوى كشاورزان و دامپروران مدنظر قرار دهد.

سموم آفت کش
سموم مورد استفاده در امر مبارزه با‌آفات ممکن است منشأ شیمیائی یاگیاهی داشته، که به تنهایی یا همراه باسایر مواد برای از بین بردن آنها مورد استفاده قرار می گیرند مثل سموم حشره کش، کنه کش، نماتد کش، نرم تن کش، موش کش، و غیره . حشره کشها از نقطه نظر تاثیرشان بر روی حشرات به گروه های مختلف تماسی (مثل مالاتیون)، سموم گوارشی (ترکیبات آرسنیکی)، سموم نفوذی (دیازینون)، سیستمیک (متاسیستوکس) و سموم تنفسی(متیل بروماید) تقسیم بندی میشوند.
امروزه سموم حشره کش به اشکال متنوعی از جمله سم گردی (مثل گل گوگرد)، پودر قابل تعلیق (الوزال) سم دانه ای (دیازینون)، سم امولسیون یا روغنی (گزاتیون)، سم قابل حل (دیپترکس)، سموم تدخینی (گاز متیل بروماید و قرص های فسفید آلومینیوم) و طعمه مسموم (خمیر زلیو) قابل مصرف می باشند.

آشنایی با چند آفت‌کش‌نانومقیاس

چکیده
پیشرفت روزافزون در زمینه فناوری نانو و کاربردهای گوناگون و گسترده آن در گرایش‌های مختلف علمی و صنعتی ، باعث شده است که شرکت‌های تولیدکننده سموم دفع آفات نیز برای بهبود مشخصات محصولات خود، به دنبال بهره‌گیری از این فناوری باشند. تحقیقات نشان داده است که می‌توان با استفاده از فناوری نانو مزایای فراوانی در آفت‌کش‌ها ایجاد نمود که مواردی مانند کاهش مصرف سموم، افزایش کارایی، سازگاری بیشتر با محیط زیست، بهبود کیفیت و کاهش خطرات تماسی از آن جمله است. در این مقاله فعالیت‌هایی كه شركت‌های بزرگ تولید كننده سموم دفع آفات در این مسیر انجام داده‌اند و محصولات جدید آنها معرفی شده اند.
آفت‌کش‌های نانو به شکل امولسیون
امروزه آفت‌کش‌هایی با ماده مؤثر نانومقیاس به بازار راه یافته‌اند. بسیاری از شرکت‌های شیمی کشاورزی پیشتاز در جهان ، فعالیت‌های تحقیق و توسعه خود را به سمت گسترش فرمولاسیون‌های جدید نانو مقیاس هدایت می کنند؛ برای مثال شرکت BASF آلمان ، كه رتبه چهارم شركت‌های شیمی کشاورزی و بزرگ‌ترین شرکت شیمیایی دنیا را به خود اختصاص داده است، توان بالقوه و مفید فناوری نانو را در تولید فرمولاسیون آفت‌كش‌ها مورد تأیید قرار داده و در این رابطه دست به انجام تحقیقات پایه‌ای را زده است. این شرکت پتنتی را تحت عنوان « نانوذرات بعنوان عامل محافظت از محصولات کشاورزی » ارائه كرده ، كه در آن از جزء فعال با اندازه ایده آل بین ده تا 150 نانومتر استفاده شده است [1]. این ترکیب دارای مزایایی چون حلالیت آسان تر در آب ، پایداری بیشتر و قدرت آفت کشی بهینه است.
یکی دیگر از شرکت‌های پیشرو در این زمینه ، شرکت Bayer Crop Science آلمان است كه دومین شرکت بزرگ تولیدکننده آفت‌کش در سطح جهان محسوب می‌شود. این شرکت نیز پتنتی را ارائه نموده كه در آن از شکل امولسیون با پایداری ترمودینامیکی و دارای جزء فعال نانو مقیاس در حدود ده تا 400 نانو متر استفاده شده است [2]. این شرکت پتنت خود را تحت عنوان میكروامولسیون غلیظ نام نهاده و مزیت‌هایی نظیر كاهش مقدار استفاده ، تاثیرگذاری سریع‌تر، قابل اعتمادتر، طولانی‌تر و گسترده‌تر را برای آن مدعی شده است.
شرکت سینجنتا (Syngenta)نیز که اداره مركزی آن در سوئیس واقع است، در شمار بزرگ‌ترین شرکت‌های شیمی كشاورزی قرار دارد. این شركت سومین شرکت تولید بذر دنیا است و از گذشته به فروش محصولات آفت‌كش فرموله شده به‌صورت امولسیون با جزء فعال نانو مقیاس مبادرت می‌نموده، كه تنظیم‌کننده رشد Primo MAXX و قارچ‌کش Banner MAXXاز آن جمله است. این شرکت مدعی است که این محصولات ذراتی به کوچکی حدود صد نانو متر دارند، و به همین دلیل باعث گرفتگی فیلترهای مخازن اسپری نشده و با آب کاملاً مخلوط می‌شوند؛ به طوری که داخل مخزن اسپری ته‌نشین نمی‌گردند [3]. قارچ‌کش Banner MAXX حتی بعد از گذشت یک سال از آب جدا نمی‌شود ، در حالی كه قارچ‌کش‌های دارای ذرات فعال با اندازه بزرگتر، نوعاً جهت جلوگیری از کلوخه شدن هر دو ساعت یک بار نیاز به هم زدن دارند. سینجنتا اعلام داشته که اندازه ذرات این فرمولاسیون حدود 250 مرتبه کوچک‌تر از ذرات آفتکش معمولی است. براساس ادعای شرکت مذکور، ماده مؤثره این فرمولاسیون به داخل سیستم گیاه جذب و به وسیله باران یا آبیاری نیز شسته نمی‌شود [4].
همچنین شرکت Agropharm، به عنوان یک شرکت پیشرو انگلیسی، محصولی با فرمولاسیون نانوامولسیون با نام Agrodelta به بازار ارائه كرده است که به علت استفاده از فناوری نانو در تولید آن ، این امولسیون بسیار تآثیرگذارتر از نمونه‌های معمول می‌باشد [5].
آفت‌کش‌های نانو کپسوله شده
یك روش پیشرفته جهت فرمولاسیون آفت‌كش‌ها در مقیاس نانو، کپسوله کردن آنهاست : در این روش ماده موثره نانومقیاس در داخل یك محفظه یا پوسته کوچک بسته‌بندی می‌گردد.طبق اطلاعات صنعتی، فرموله كردن آفت‌كش‌ها در کپسول‌ها باعث تغییرات انقلاب گونه‌ای می‌گردد كه توانایی کنترل رهایش آفت‌کش در شرایط مختلف را فراهم می‌آورد. همچنین این اقدام باعث بالا رفتن حلالیت، كاهش تماس مواد فعال با کاربران و حفاظت از محیط زیست می گردد [6].
شرکت مونسانتو، بزرگ‌ترین تولیدکننده بذر GM و علف‌كش پرمصرف رانداپ، در آمریكا، تاکنون تعدادی از آفت‌كش‌های میكروكپسوله شده را به فروش رسانده است. در سال 1998 مونسانتو تفاهم‌نامه‌ای را با شرکت فناوری نانو فلامل جهت گسترش نانوكپسول‌های Agsome حاوی رانداپ منعقد نمود ، كه از نظر شیمیایی باید مؤثرتر از فرمولاسیون های معمول باشد [7].
همچنین شرکت سینجنتا که خود را رهبر جهانی در فناوری میكروكپسوله کردن معرفی نموده و ادعای پیشرو بودن در به‌کارگیری این فناوری در آفت‌کش‌ها را دارد، محصولی به نام تجاری Zeon تولید می‌کند که هر لیتر از فرمولاسیون میكروكپسوله آن حاوی حدود 50 تریلیون کپسول است. طراحی این فراورده به‌صورتی است كه در تماس با برگ سریعاً آزاد می شود [6 و11]. با توجه به این كه این كپسول‌ها به سختی به برگ‌ها می‌چسبند، حتی در اثر بارش باران ، از برگ جدا نمی شوند. محصول دیگر سینجنتا که مشابه این مورد است، در مورد بذرها و به منظور کنترل آفت‌های خاكی دانه‌های جوانه زده بكار می‌رود. دانشمندان سینجنتا در حال تحقیق بر روی كپسول‌هایی هستند كه با سازوكار ماشه‌ای آزاد می‌شوند و در آنها دیواره بیرونی کپسول فقط در شرایط خاصی باز می‌گردد. برای مثال سینجنتا پتنتی را در اختیار دارد كه به آن میكروكپسول gutbuster گفته می‌شود و مزیت آن این است که تنها در محیط قلیایی، نظیر معده انواع خاصی از حشرات می‌تواند باز شود [8]. به گفته سینجنتا، میكروكپسوله کردن روشی است كه می‌تواند اثرات جدید و اعجاب‌آوری از مواد مؤثره شناخته شده کنونی را تولید كند؛ این عمل فروش را به گونه‌ای افزایش می دهد كه گویی یک ماده موثر جدید اختراع شده است [6]. به عبارت دیگر اندازه كوچك، تأثیرات یك آفت‌كش را بهینه می‌سازد و طراحی كپسول نیز می‌تواند به‌صورتی باشد كه آزاد شدن جزء فعال فقط در شرایط ویژه‌ای اتفاق افتد. این شرکت همچنین در حال تحقیق و بررسی روی آفت‌كش‌های نانو كپسوله شده است [9].
به هر حال این واضح است كه استفاده از مقیاس نانو باعث تغییرات شگرفی در رفتار محصول فرموله شده می‌شود؛ از آن جمله می‌توان به افزایش تأثیر ماده مؤثره و فعالیت بیولوژیکی طولانی‌تر آن و در خصوص آفت‌کش‌های کپسوله شده به رهایش کنترل‌شده ماده مؤثره اشاره نمود.
مزیت بزرگ فناوری کپسوله کردن سموم، ایجاد توانایی رهایش کنترل شده آنهاست که در این مسیر فناوری نانو شرکت‌ها را قادر به دستکاری کردن خواص قشر بیرونی کپسول به‌منظور کنترل رهایش ماده می سازد. رهایش کنترل شده علاوه بر صنایع شیمی-كشاورزی در صنایع دیگر همچون داروسازی نیز بسیار با اهمیت است.
فرایند رهایش ماشه‌ای ماده قرار گرفته در نانو یا میکرو کپسول را می توان با روش های مختلف انجام داد، مثال هایی از انواع آنها در ادامه آورده شده است:
رهایش تدریجی: در این شیوه كپسول محتویات خود را به‌آهستگی و در زمان بیشتری آزاد می‌كند؛ برای مثال رسانش تدریجی یك ماده به بدن [10].
رهایش سریع: در این فرایند پوسته كپسول در تماس با یك سطح می شكند؛ برای مثال هنگامی كه آفت‌كش به برگ برخورد می‌كند [11].
رهایش با رطوبت: در این شیوه پوسته کپسول در تماس با آب می شکند و محتویاتش را خالی می‌كند؛ برای مثال رهایش آفت‌کش در خاك مرطوب [12].
رهایش با حرارت: هنگامی كه دمای محیط از یك درجه حرارت به خصوص بیشتر شود پوسته کپسول می‌شكند و محتویاتش را آزاد می كند [13].
رهایش با pH:عمل شكستن نانو كپسول فقط در یك محیط اسیدی یا قلیایی اتفاق می‌افتد؛ برای مثال در داخل شكم یک حشره یا یك سلول [14].

کاربرد علفکش های غیر انتخابی برای تسریع رسیدگی فیزیولوژیکی و برداشت گندم :

کشت دوگانه گندم و سویا در جنوب ایالت بوینس آیرس آرژانتین، به علت دوره کوتاه عاری از یخبندان بعد از برداشت گندم و احتمال کمبود آب در دوره کشت سویا، امری پر خطر می باشد. عملکرد سویا با تاخیر در کاشت به سرعت کاهش می یابد. هدف از این آزمایش بررسی پتانسیل تسریع برداشت گندم با کاربرد علفکش های غیر انتخابی قبل از رسیدگی فیزیولوژیکی آن است. دو آزمایش در تاندیل در سالهای 1997 (سال مرطوب) و1998 (سال خشک) انجام شد. تیمارها شامل کاربرد علفکش (گلیفوزیت و پاراکوات) در دو رقم گندم در زمانهای مختلف قبل از رسیدگی فیزیولوژیکی آنها بود. کاربرد علفکش باعث کاهش بیشتر رطوبت دانه نسبت به شاهد شد. علفکش تماسی (پاراکوات) سرعت خشک شدن بیشتری نسبت به علفکش سیستماتیک (گلیفوزیت)، در سالی که کمبود آب داشت، نشان داد.اختلافی بین اثرات علفکشها در بین رقمها دیده نشد. درسال 1997 با کاربرد علفکش در رطوبت دانه 45% ، کاهش وزن دانه در حدود 9%

بود و برداشت 7 روز زودتر انجام شد. در همان سال کاربرد علفکش در رطوبت دانه40% اختلاف معنی داری از نظر کاهش وزن دانه نداشت و برداشت 5 روز زودتر انجام شد.در سال 1998 کاربرد علفکش با رطوبت دانه 40 و 45% رطوبت دانه، کاهش معنی داری در وزن دانه نداشت و برداشت را به اندازه 3 روز جلو انداخت. با درنظر گرفتن سالها و ارقام مختلف، تسریع در برداشت و کاهش وزن خشک دانه در اثر کاربرد علفکش رابطه بهتری با سرعت پر شدن دانه (r=0.085 و 0.76 به ترتیب برای تسریع برداشت و کاهش وزن خشک دانه، بر پایه زمان تقویمی و r=0.085 و 0.79 به ترتیب بر پایه زمان دمایی)نسبت به رطوبت دانه در خلال زمان داشت.

علل پیدایش آفات :

آفت چیست؟ چه عواملی باعث به وجود آمدن آفات می‌شوند؟
آفت موجودی است که خسارت اقتصادی داشته باشد. علل پیدایش آفت در سه موضوع اصلی خلاصه می شود:
۱) وارد شدن موجودات به مناطق جدید (تهاجم) Invasion؛
۲) تغییرات اکولوژیکی؛
۳) تغییرات اجتماعی– اقتصادی.
تهاجم یکی از موضوعات بسیار مهمی است که مخصوصاً در طی قرن اخیر بدلیل سهل‌الوصول شدن مسافرت‌ها، بسیار گسترش پیدا کرده است. در واقع تعداد بسیار زیادی از آفات مهم و کلیدی در نقاط مختلف دنیا آفاتی هستند که از یک نقطه یا منطقه پَراکنش بومی به مناطق جدید وارد شده‌اند و بدلیل اینکه این آفات بدون دشمنان طبیعی خود به مناطق جدید وارد می‌شوند عموماً تبدیل به آفت می‌شوند. مثال‌های بسیار زیادی در این زمینه در کشورهای اروپایی و در ایران وجود دارد. به عنوان مثال در راسته (Hemiptera) تعداد زیادی از شپشک‌ها مثل(Quadraspidiotus pernisiosus) یا شپشک هایسان ژوزه مثل (Chrysomphalus dictyospermi) یا شپشک سپردار قهوه‌ای، سپردار قرمز یا (Aonidiella aurantii)، و(Aonidiellacitri)، یا شپشک استرالیایی مثل(Icery apurchasi) وجود دارند.
کرم ساقه خوار برنج (Chilo suppresalis) از راسته (Lepidoptera). مگس مدیترانه‌ای میوه‌ای (Ceratitis capitata) از راسته (Diptera). از زیر رده (Acari) گونه‌هایی مثل (Panonychusulmi) و (Panonychus citri) از گونه‌های بسیار مهم هستند که از طریق گیاهان زراعی و گیاهان زینتی و احتمالاً مرکبات از نقاط مختلف دنیا وارد کشور ما شده‌اند.
* نقش قرنطینه
در ایران قرنطینه نقش مهم جلوگیری از ورود آفات جدید به کشور را به عهده دارد. برای مثال پس از بررسی‌های لازم توسط موسسه تحقیقات آفات و بیماری‌ها روی نوعی چمن وارداتی از كشور هلند (برای تعویض چمن استادیوم آزادی) از ورود آن به كشور جلوگیری بعمل آمد.
دومین عامل که باعث تبدیل موجودات به آفت می‌شود تغییرات اکولوژیکی است. تغییرات اکولوژیکی با تاریخچه کشاورزی قرین است. هر عملی که انسان در طبیعت انجام می‌دهد نوعی تغییر اکولوژیکی به همراه دارد. تغییرات اکولوژیکی در طی سده اخیر بسیار زیاد بوده است. تک کِشتی‌های وسیع، استفاده از واریته‌های پر محصول، و عملیات اَگرو تکنیکی مثل سمپاشی باعث شده است که تعادل در اکوسیستم و طبیعت به هم بخورد.
حتی کشت گیاهان زینتی در گلخانه نوعی تغییر اکولوژیکی است. معمولاً از طریق وارد کردن دشمنان طبیعی، آفات در گلخانه‌ها را کنترل می‌كنند. در اکوسیستم طبیعی و در شرایط طبیعی زنجیره‌های غذایی بسیار پیچیده توسط تعداد بسیار زیادی آفت و دشمنان طبیعی ایجاد شده‌اند. از آنجا که سموم در طی نیم قرن اخیر این زنجیره پیچیده را بر هم زده‌اند، برای ایجاد تعادل مجدد زنجیره‌های غذایی بین گونه‌های گیاهخوار، پارزیتوئیدها و پرداتورها حداقل به پنجاه سال تلاش مداوم نیاز داریم.
در بین عوامل بر هم زننده تعادل اکولوژیک، قطعاً سموم و ترکیبات شیمیایی از اهمیت بسیار زیادی برخوردارند. بطوریكه سمپاشی زیاد بخصوص برای مدت طویل در محیط باعث تقویت ژن مقاوم در برابر این ترکیب شیمیایی شده و در طی سالیان متمادی، این جمعیت از طریق زاد و ولد افزایش پیدا می‌کند. و نهایتاً بعد از مدتی یک جمعیت مقاوم به سموم در طبیعت ظاهر می‌شود.
همچنین کاربرد سموم، باعث ایجاد آفت در مواردی نیز می‌شود. آفات ثانوی آفاتی هستند که از طریق کاربرد ترکیبات شیمیایی بوجود می‌آیند. بدین صورت كه آفت خاصی در طبیعت كه دارای جمعیت پایینی نیز می‌باشد بر اثر استفاده سموم از بین رفته ولی گونه‌هایی كه آفت محسوب نمی‌شوند بعد از مدتی به آفات خطرناك تبدیل می‌شوند.

آفت غلات

مگس مینوز گندم Domomyza ambigua

(Diptera : Agromyzidae)

این آفت در اكثر نقاط كشور دیده شده و یكی از مسائل گندم كاریهای غرب كشور است. خسارت این آفت را بر روی گندم و جو داریم. تغذیه لارو این مگس از پارانشیم بین دو غشاء‌ فوقانی و تحتانی برگ ،‌ باعث ایجاد لكه های تاولی می شود كه این لكه ها به هم پیوسته نبوده و مارپیچ است . این آفت زمستان را به صورت لارو یا شفیره در داخل خاك سپری می كند و در سال یك نسل دارد . تخمگذاری مگس ماده در داخل نسج برگ صورت می گیرد . تخمها پس از طی دوره رشد جنینی باز شده و لاروها شروع به تغذیه از پارانشیم بین دو غشاء‌ می نمایند و در نهایت باعث كاهش سطح كلروفیلی برگ می شوند . خسارت ناشی از آفت ارزش اقتصادی ندارد و نیازی به مبارزه نیست .

شته معمولی گندم (شته سمی گندم)‌ Schizaphis graminum

Syn: Toxoptera graminum

(Hom.: Aphididae)

این شته در اكثر مناطق كشور وجود دارد و بیشتر در مزارع گندم آبی خسارت می زند. خسارت این آفت در قالب پیچیدگی برگ ها ، لاغری دانه ها و در انبوهی بالا زرد شدن و خشك شدن بوته هاست . حشره بی بال ماده این شته رنگ سبز یا سبز متمایل به زرد با چشم های قرمز رنگ است . طول حشره 3/2-2 میلی متر می باشد . دم شته مخروطی و كورنیكول های آن استوانه أی شكل است . این شته زمستان را به صورت تخم روی علف های هرز گندمیان می گذراند . اوایل بهار شته موسس از تخم خارج می شود و پس از چند روز شروع به تولید مثل می كند . نشو و نمای این شته با سرعت بسیار صورت می گیرد .

این شته بین20-15 نسل در سال ایجاد می كند . در صورتی كه شته روی بوته ها شدت داشته باشد و برنامه با مبازه با سن گندم هم در پیش نباشد ،‌ لازم است علیه شته با یكی از سموم شته كش مبارزه كرد.

http://poroje.org/