انتقل إلى المحتوى الرئيسي

دليل المبتدئين للمبيدات الحيوية الميكروبية: أنواعها وكيفية استخدامها

كتب بواسطة: فاني ديس فاني ديس

تمت مراجعته من قبل: ستيف ايدجنتون ستيف ايدجنتون

موضوع: أساسيات المكافحة الحيوية

موضوع: عوامل المكافحة الحيوية

نظرة عامة Overview

ما هي المبيدات الحيوية الميكروبية؟

المبيدات الحيوية الميكروبية، أو الميكروبات، هي منتجات مكافحة بيولوجية تحتوي على كائنات حية مجهرية (أو منتجاتها الثانوية) باعتبارها العنصر النشط الرئيسي.

يشبه تطبيق المبيدات الحيوية الميكروبية منتجات مكافحة الآفات الأخرى - كما هو الحال مع زجاجة الرش، في التربة، أو على أوراق الشجر، على سبيل المثال لا الحصر. وهي فعالة بشكل خاص في مكافحة الآفات مع آثار ضارة قليلة على عكس المبيدات الحشرية الاصطناعية.

بعض الأمثلة على المبيدات الميكروبية هي:

المبيدات الحيوية الميكروبية هي مجرد نوع واحد من عوامل المكافحة الحيوية. وهناك آخرون مثل:

تعتمد المبيدات الحيوية الميكروبية عادة على الفيروسات أو البكتيريا أو الفطريات، ولكنها يمكن أن تحتوي أيضًا على الفطريات أو الطحالب.

يمكننا تقسيم الميكروبات إلى مجموعتين بناءً على وظائفها:

  • خصم الميكروبات – الميكروبات التي تتحكم في مسببات الأمراض، بما في ذلك الديدان الخيطية الطفيلية
  • الميكروبات المسببة للأمراض – الميكروبات التي تكافح الآفات الحشرية  
مزارع باكستاني يرش حقل قطن بمبيد حيوي ميكروبي
مزارع يرش مبيدًا حيويًا ميكروبيًا على محصول القطن في باكستان. © كابي

كيف يعملون: طرق العمل

المبيدات الحيوية الميكروبية محددة في طرق عملها وعادة ما تستهدف مجموعة واحدة أو مجموعة صغيرة من الآفات ومسببات الأمراض. تعتمد تأثيرات وأساليب عمل الميكروبات على الآفة أو مسببات الأمراض المستهدفة والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في المنتج. هناك أيضًا طرق مباشرة وغير مباشرة يمكن لهذه المبيدات الحيوية من خلالها القضاء على الآفات ومسببات الأمراض.

آلية مباشرة

تعمل بعض المبيدات الحيوية الميكروبية على قتل أو تثبيط الآفة أو العامل الممرض بشكل مباشر، على سبيل المثال:  

  • يمكن للميكروبات الممرضة للحشرات أن تعمل ضد الآفات الحشرية والعث. عادة، يصاب مضيف الحشرة إما عن طريق أكل (ابتلاع) الميكروبات أو عن طريق اختراق الميكروبات من خلال جلده (بشرة). يمكن أن تموت الحشرة من أي منهما العدوى المباشرة أو من السموم صدر.
  • إن المضادات الميكروبية التي تتحكم في مسببات الأمراض النباتية، سواء فوق أو تحت الأرض، لها أيضًا طرق عمل مباشرة: 
    • التطفل: الخصم "يأكل" العامل الممرض. على سبيل المثال، يمكن لبعض الفطريات الحصول على العناصر الغذائية من الفطريات الأخرى وبالتالي الحد من نمو المرض.  
    • تضاد (أو إنتاج المنتجات المثبطة): المركبات المثبطة التي ينتجها المضاد تحد أو تقلل من نشاط ونمو العامل الممرض.
منظر مجهري لفطر يتطفل على فطر آخر يسبب البياض الدقيقي
مثال على فطر يتطفل على فطر آخر. الائتمان: CC BY-SA 2.0 Björn S. عبر Flickr

آلية غير مباشرة

يشير هذا إلى طرق العمل التي من خلالها لا يقتل المبيد الحيوي أو يثبط الآفة أو العامل الممرض بشكل مباشر، ولكنه بدلاً من ذلك يخلق الظروف التي تقلل من قدرة الآفة أو العامل الممرض على النمو.

يمكن للمضادات الميكروبية التحكم بشكل غير مباشر في مسببات الأمراض من خلال طريقتين رئيسيتين للعمل:

  • منافسة (أو الاستبعاد التنافسي): يمكن للمضاد أن يتنافس مع مرض النبات على الغذاء أو المكان، ويتفوق عليه في النهاية. هذا يعمل بشكل جيد ضد مسببات الأمراض الفطرية التي تستعمر جذور النباتات.
  • تحريض مقاومة النبات: يمكن للمضاد تحسين قدرة النبات على مقاومة الأمراض. يجب أن يسبق الطلب اكتشاف المرض. على سبيل المثال، استخدام منتجات معالجة البذور.

المزايا والأثر على الزراعة المستدامة

تتمتع المبيدات الحيوية الميكروبية بالعديد من الفوائد بالإضافة إلى مكافحة الآفات والأمراض بشكل فعال.

 وتشمل هذه:

  • أنها لا تترك سوى القليل من المخلفات السامة
  • تتحلل بسرعة
  • العديد منها لديها إعادة دخول صفر أو منخفضة (REI) وفترات ما قبل الحصاد (PHI).
  • لديهم طرق عمل معقدة تجعل من الصعب على الآفات ومسببات الأمراض تطوير المقاومة
  • فهي محددة في نشاطها وتستهدف واحدة أو مجموعة صغيرة من الآفات
  • وهي متوافقة مع معظم المنتجات البيولوجية والمبيدات الحشرية الاصطناعية، وبالتالي يمكن دمجها ضمن برامج الإدارة المتكاملة للآفات (IPM).  

على عكس المبيدات الكيميائية الاصطناعية، لا تشكل المبيدات الحيوية الميكروبية خطرًا كبيرًا على البيئة وتلعب دورًا رئيسيًا في الزراعة المستدامة. ويمكنها حماية التنوع البيولوجي وصحة التربة وجودة المياه مع مكافحة الآفات بشكل فعال. وعندما يتم دمج هذه المبيدات الحيوية في برامج الإدارة المتكاملة للآفات، فإنها تقلل من الحاجة إلى المواد الكيميائية وتزيد من إنتاجية المحاصيل. وبالتالي، يمكن للمبيدات الحيوية الميكروبية أن تعزز وجود نظام بيئي مرن وصحي، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى تعزيز الزراعة المستدامة. 

أنواع المبيدات الحيوية الميكروبية

المبيدات الحيوية البكتيرية

المبيدات الحيوية البكتيرية هي الشكل الأكثر شيوعاً واستخداماً للمكافحة البيولوجية الميكروبية. وأغلب هذه المنتجات عبارة عن مبيدات حشرية، أي أنها تحارب الآفات الحشرية مثل العث واليرقات والخنافس والذباب.

البكتيريا الممرضة للحشرات

غالبًا ما يتم تطبيق المبيدات الحيوية البكتيرية مباشرة على المحصول. بمجرد أن تبتلعها آفة حشرية، فإنها تصيب مضيفها. تطلق البكتيريا سمومًا داخل الحشرة تهاجم خلايا الأمعاء، مما يؤدي إلى ثقب أمعاء الحشرة. تموت الحشرة في غضون يومين.

تحتوي المبيدات الحيوية المسببة للأمراض الحشرية على بكتيريا من هذا الجنس عصية.

  • على سبيل المثال، BETK-03® (Cل، بي) هو مسحوق قابل للبلل يحتوي على بكتيريا من عصية ثورينجينزيس (فار. كورستاكي) صِنف. يتم خلط المسحوق مع الماء ورشه على أوراق الشجر التي تهاجمها الآفة. يستهدف هذا المنتج يرقات الفراشات والعث (Lepidopteran)، بما في ذلك حفار أوراق الطماطم ( توتا أبسوليوتا Tuta absoluta), عثة الفاكهة الشرقية (سيديا موليستا) وعثة الترميز (سيديا بومونيلا). عندما تبتلع اليرقات المنتج، تعمل البكتيريا على أمعاء الحشرة، مما يؤدي إلى إصابتها بالشلل. لم تعد اليرقات قادرة على التغذية وتموت في النهاية.

البكتيريا المضادة

بكتير مسبب لمرض البكتيريا شائعة أيضًا في المنتجات التي تستهدف مسببات أمراض التربة وأوراق النباتات (المنقولة بالأوراق). وتشمل هذه الديدان الخيطية الطفيلية كذلك. يمكنهم الوقاية من الأمراض ومكافحتها من خلال آليات مختلفة، مثل المنافسة والتضاد الحيوي.

  • على سبيل المثال، سيريناد® (BR) يحتوي المبيد الحيوي على أنواع بكتيرية العصوية الرقيقة. فهو يحد من نمو العديد من مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق الأوراق، مثل تلك التي تسبب البياض الدقيقي، واللفحة المبكرة، والتهاب البوتريتيس وغيرها. وهو يعمل عن طريق التضاد الحيوي، مما يعني أن البكتيريا تنتج مركبات مثبطة تحد من نمو العامل الممرض.

المبيدات الحيوية الفطرية

الفطريات الممرضة للحشرات

تدخل المبيدات الحشرية الفطرية إلى أجسام الآفات الحشرية بمجرد ملامستها. يتكاثر الفطر داخل الحشرة ويشلها عن طريق السموم الفطرية المنتجة ثم يقتلها في النهاية. هناك أربعة أجناس شائعة بين الفطريات الممرضة للحشرات: بوفاريا، إيساريا، ميتارهيزيوم و بايسيلوميسيس.

يرقات خنفساء وحيد القرن الآسيوي المصابة بفطر ميتارهيزيوم
مراحل الإصابة بخنفساء وحيد القرن الآسيوي (وحيد القرن Oryctes) بواسطة فطر Metarhizium . © ميلكسلونج عبر ويكيبيديا كومنز، CC BY-SA 4.0
  • بيوسريس EC®(US, CA) هو مبيد حيوي يحتوي على جراثيم بوفاريا باسيانا فطر. إنه يستهدف الآفات مثل الذباب الأبيض والتريبس والمن. وبمجرد رشه على الحشرات فإنه يصيبها، وبعد أيام قليلة يسبب الموت.
  • أتراكاب® (DE) هو منتج فطري يهاجم الديدان السلكية (يرقات خنافس النقر) التي تلحق الضرر بالبطاطس. هذا المنتج على شكل حبيبات تحتوي على أبواغ فطرية ميتارهيزيوم برونيوم. الحبيبات تجذب الديدان السلكية في التربة. بمجرد وصول الديدان السلكية إلى الحبيبات، فإنها تموت في غضون أيام قليلة.

الفطريات المضادة

تحتوي العديد من المنتجات الفطرية التي تستهدف الأمراض على فطريات من جنس الترايكوديرما النيابة.. أنها تعمل ضد مسببات الأمراض الجذرية مثل بالمغزلاوية (Fusarium تعفن الجذور والبياض الدقيقي.

بعض المنتجات مثل Nexy® (FR, US) تحتوي على الخمائر التي تتنافس مع مسببات الأمراض النباتية على العناصر الغذائية. وهو فعال ضد العفن الرمادي (المعنقدة spp.) أو بعض مسببات الأمراض البنسليوم الأنواع.

Afla-Guard GR® (الولايات المتحدة) هو آخر مبيد حيوي فطري يتفوق ويسيطر على الفطريات المسببة للأمراض التي تنمو في الذرة.

المبيدات الحيوية الفيروسية 

الفيروسات المسببة للأمراض الحشرية 

تحتاج الحشرات إلى أكل الفيروس قبل أن يصبح ساري المفعول. تبتلع الحشرات الفيروس عن طريق تغذيتها على النبات الذي تم تطبيق المنتج عليه. ثم يصيب الفيروس أمعاء الحشرة وينتشر عبر الحشرة التي تموت خلال يومين. بمجرد موت الحشرة، ينفجر جسمها في النهاية ويطلق الفيروس في البيئة، مما يمكن أن يصيب مضيفين جدد.

يرقة تتدلى من فرع وتظهر عليها أعراض الإصابة بفيروس باكولوفيروس.
مرض المالاكوزوما قتل اليرقة بواسطة فيروس باكولو. © جيمس سولومون عبر Bugwood.com، CC BY 3.0. 

تحتوي المبيدات الحيوية الفيروسية عادةً على فيروسات بكتيرية. تعد فيروسات تعدد التعرق النووي (NPVs) والفيروسات الحبيبية (GVs) من أكثر أجناس فيروسات البكتيريا استخدامًا.

على سبيل المثال، Capex® (FR, GB) هو منتج يعتمد على الفيروس الحبيبي الذي يعمل ضد تورتريكس الفاكهة الصيفية (أدوكسوفيس أورانا) وهي آفة تتغذى على محاصيل الفاكهة المختلفة.

كريبتكس® (KE, UG) هو منتج فيروسي آخر يتحكم في فراشة الترميز الكاذبة (ثوماتوتيبيا ليوكوتريتأ) في الحمضيات.

الفيروسات المضادة

يمكن لبعض الفيروسات معالجة أمراض النبات عن طريق تحسين قدرة النبات على محاربة مسببات الأمراض، بما في ذلك الفيروسات الأخرى.

هذا هو الحال بالنسبة لـ V10® (DE, GB, CA, ES) المبيد الحيوي، وهو مبيد حيوي فيروسي يتحكم في فيروس Pepino Mosaic Virus (PepMV) في الطماطم. هذا المنتج يعمل بمثابة لقاح للنبات. والفيروس الموجود في المنتج هو نفس الفيروس الذي يهاجم النباتات ولكنه أقل ضراوة. يمكنك استخدام هذا المنتج بشكل وقائي ومساعدة النبات على "الاستعداد" لهجوم نهائي من أحد أنواع الفيروسات الضارة.

كيف يمكن تطبيق المبيدات الحيوية الميكروبية؟

هناك طرق عديدة لتطبيق المبيدات الحيوية الميكروبية على الآفات المستهدفة. تعتمد طريقة التطبيق على المادة الفعالة (بكتيريا، فطريات، فيروسات، إلخ)، والآفة أو المرض المستهدف وتركيبة المنتج.

تأتي المبيدات الحيوية الميكروبية في تركيبات مختلفة، بما في ذلك المساحيق القابلة للبلل (WP)، والحبيبات القابلة للانتشار في الماء (WDG)، والمركزات المعلقة (SC). تميل التركيبات السائلة إلى رشها أو دمجها في نظام الري، على سبيل المثال. يمكن تسليم الميكروبات إلى البذور أو التربة أو العقل أو الشتلات أو النباتات الناضجة.

بذور القمح المعالجة بالبكتيريا وطبق بتري مستعمر بنفس البكتيريا.
بذور القمح المعالجة بالبكتيريا مثل تلك المستعمرة في طبق بيتري. © جاك ديكينغا عبر فليكر، CC BY 2.0

تتضمن بعض طرق التطبيق ما يلي:

  • معالجة البذور: يتم تطبيق المبيد الحيوي الميكروبي على البذور قبل البذر. يمنع مسببات الأمراض من استعمار الجذور ويحمي المحصول خلال مراحله المبكرة. يمكنك غمس البذور في الميكروب أو رشها به.
  • غمس الشتلات: يمكنك غمس الشتلات أو جذور الشتلات في خليط يحتوي على المنتج الميكروبي.
  • تطبيق التربة: يمكن تطبيق المبيد الحيوي الميكروبي مباشرة في التربة للسيطرة على الأمراض التي تنقلها التربة والآفات الجذرية. يمكنك دمج المنتج في التربة كما هو (على سبيل المثال، حبيبات) أو مزجه بالماء أولاً.
  • تطبيق الرش الورقي: يتم رش المنتج مباشرة على أوراق النبات، ويستهدف الأمراض الورقية والآفات التي تتغذى على الأجزاء العلوية من النبات. باستخدام هذه الطريقة، يجب الانتباه إلى الظروف البيئية، مثل المطر والأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على فعالية المنتج.

سد الفجوة: المبيدات الحيوية الميكروبية والزراعة المستدامة

ربط الكيمياء الخضراء بالتنمية المستدامة

المبيدات الحيوية الميكروبية مصنوعة من الكائنات الحية الدقيقة التي تحدث بشكل طبيعي. إن عملها المستهدف يجعلها أكثر أمانًا للكائنات الحية المفيدة والتنوع البيولوجي، في حين أن تدهورها السريع في البيئة يمنع تلوث التربة والمياه على المدى الطويل. ومن خلال تعزيز صحة التربة والحفاظ على التنوع البيولوجي، تساهم المبيدات الحيوية الميكروبية في ممارسات زراعية أكثر استدامة. إن دمج هذه المبيدات الحيوية الميكروبية في النظم الزراعية يدعم الإنتاج الغذائي المستدام ويضمن نظامًا بيئيًا أكثر صحة.

المبيدات الحيوية في الإدارة المتكاملة للآفات (IPM)

إن انخفاض مخاطر وفعالية المبيدات الحيوية الميكروبية يجعلها عنصرًا قيمًا يجب دمجه في برامج الإدارة المتكاملة للآفات. وهي متوافقة مع العديد من المنتجات البيولوجية الأخرى، بما في ذلك الكائنات المجهرية مثل الحيوانات المفترسة، كما أنها تؤدي أداءً أفضل عند دمجها مع طرق الاستكشاف والمراقبة. يمكن أن يساعد استخدام المنتجات الميكروبية في الإدارة المتكاملة للآفات في تقليل الاعتماد على المبيدات الكيماوية، ومن خلال القيام بذلك، يمكن للمزارعين إنشاء أنظمة زراعية أكثر إنتاجية واستدامة بيئيًا، مما يضمن الأمن الغذائي وصحة النظام البيئي.

مراقبة الآفات في الحقل، خطوة أساسية للإدارة المتكاملة للآفات. حقوق الطبع والنشر كابي

التحديات والآفاق المستقبلية للمبيدات الحيوية

يواجه اعتماد المبيدات الحيوية تحديات مثل مدة الصلاحية المحدودة أو الفعالية المتغيرة بسبب الظروف البيئية. بالإضافة إلى ذلك، فإن نقص الوعي بين المزارعين يمكن أن يعيق استخدامها على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن الأبحاث الجارية تبحث دائمًا عن تعزيز استقرار وفعالية المبيدات الحيوية. ومن المتوقع أن يتغلب التقدم التكنولوجي في هذا المجال على القيود الحالية.

إن سهولة الوصول إلى المعلومات وزيادة المعرفة بشأن المبيدات الحيوية يمكن أن يزيد من تعزيز اعتمادها، مما يجعل منتجات وقاية النباتات البيولوجية عنصرا أساسيا في الزراعة المستدامة. أدوات مثل منصة كابي للمكافحة الحيوية CABI BioProtection Portal  رفع مستوى الوعي وتسهيل استخدام منتجات المكافحة الحيوية والمبيدات الحيوية من خلال توفير الوصول المجاني إلى المعلومات حول المنتجات المسجلة وتقديم محتوى تعليمي للمزارعين حول الممارسات المستدامة لمكافحة الآفات.

للخطوة التالية، قم بإلقاء نظرة على مدونتنا:

مشاركة هذه الصفحة

مقالات ذات صلة

هل هذه الصفحة مفيدة؟

نأسف لأن الصفحة لم تتوافق مع
التوقعات. من فضلك دعنا نعرف كيف
يمكننا تحسينه.