آشنایی با مقاومت در آفات

با وجود اینکه بیش از 80 سال از کشف اولین مورد ایجاد مقاومت یک آفت کشاورزی به طور وسیع به یک آفت کش می گذرد ولی کشاورزان با این واژه تا دهه 50 میلادی که مقاومت گسترده آفات به سم (د.د.ت) اتفاق افتاد، آشنا نبودند. از آن زمان بود که کشاورزان به مرور منتظر کاهش اثر آفت کش ها به دلیل مقاومت بودند. تا اواسط دهه هشتاد میلادی رکود مقاومت حدود 450گونه آفات و همچنین کنه ها به ثبت رسید.

تعریف مقاومت در آزمایشگاه

از دیدگاه علمی، مقاومت یک صفت موروثی است که از نظر آماری، کاهش حساسیت جمعیتی از یک آفت به یک نوع سم نسبت به جمعیتی از آن آفت که هرگز در معرض این نوع سم قرار نگرفته اند، تعریف می شود. مقاومت در آزمایشگاه با مقایسه تفاوت های جمعیت حساس از یک آفت با جمعیت هایی که می توانند تا حدی اثرات آفت کش ها را تحمل کنند نشان داده می شود.

بدست آمدن شواهدی از بروز مقاومت در آزمایشگاه، لزوما به معنی عدم کارایی یک سم در مزرعه نیست. عوامل زیادی روی کارکرد یک آفت کش تاثیر گذارند و کنترل آفات مقاوم نیز وابسته به مجموعه ای از این شرایط همانند دوز مصرف آفت کش، حجم مصرفی، پوشش سم پاشی و … می باشد.

تعریف مقاومت در مزرعه

مقاومت در مزرعه به کاهش قابل سنجش اثربخشی نسبی یک آفت کش گفته می شود. تخمین زدن میزان کاهش اثربخشی یک گام مهم در مدیریت مقاومت به آفت کش ها است. برای این منظور، باید طرح های سم پاشی متداول با ادوات مشابه و در شرایط مشابه مزرعه، در مکان هایی که آفت هدف با سطوح مختلف مقاومت حضور دارد اجرا شوند. کاهش نسبی اثرگذاری یک ماده شیمیایی لزوما به معنی ایجاد مقاومت نیست. به عنوان مثال، در بعضی موارد عدم کارایی در عملکرد سموم در ابتدا به مقاومت نسبت داده می شد، اما بعدا ثابت شد که به دلیل مواردی همچون شکسته شدن ترکیب سم توسط میکروارگانیسم های خاک یا pH بالای آب استفاده شده و یا نحوه سم پاشی ناقص بوده است.

مکانیسم ایجاد مقاومت

به طور کلی دو مکانیسم برای فائق آمدن آفات و کنه ها در مقابل سمیت یک آفت کش وجود دارد که به ترتیب افزایش سم زدایی از طریق سیستم سوخت و ساز بدن حشره و کاهش حساسیت ارگان هدف قرار گرفته توسط آفت کش می باشند. آفاتی که با مکانیسم افزایش سم زدایی بدن حشره مقاوم شده اند، این توانایی را دارند که مولکول های سم را سریع تر از گونه های حساس آفت بی اثر کنند. در نتیجه، ماده موثره کمتری از محلول سم پاشیده شده روی گیاه به نقطه هدف در بدن آفت می رسد.

در مکانیسم دوم یعنی کاهش حساسیت ارگان هدف قرار گرفته شده توسط آفت کش، نقطه هدف فیزیولوژیکی در آفت مقاوم شده حساسیت کمتری نسبت به مسمومیت در مقایسه با آفات حساس دارد. مقاومت همچنین می تواند با کاهش نفوذ آفت کش از پوسته بدن حشرات افزایش یابد. هرچند این مکانیسم نسبت به موارد اشاره شده کمتر محتمل است. مکانیسم دیگری که کمتر مطالعه شده ولی به طور بالقوه اهمیت دارد، تغییر در رفتار آفات می باشد. به این معنی که ایجاد برخی مقاومت های رفتاری از طرف آفات، می تواند آن ها را از تماس با آفت کش ها در امان نگه دارد.

مقاومت چگونه ایجاد می شود؟

مقاومت در طی فرآیند انتخاب درصدی از جمعیت یک آفت بر حسب تنوع ژنتیکی در حساسیت به یک ماده موثره آفت کش ایجاد می شود. درک این که چطور این انتخاب اتفاق می افتد، ساده است. در ابتدا بخش اندکی از جمعیت آفت پس از قرار گرفتن در معرض یک آفت کش نجات پیدا می کند و پس از هر مرتبه سم پاشی بخش بیشتری از جمعیت آن آفت در مقابل آفت کش دوام می آورند. این آفات مقاوم، ژن های مقاومت را به نسل بعدی خود منتقل می کنند. کاهش کارایی نسبی یک آفت کش در اثر مقاومت به صورت توامان بستگی به فراوانی و شدت مقاومت دارد. فراوانی مقاومت به درصدی از جمعیت یک نوع آفت که به یک آفت کش خاص مقاوم شده گفته می شود و شدت مقاومت نیز به قدرت مقاومت در هرکدام از جمعیت آن آفت مقاوم اطلاق می شود. مشخصا زمانی که تعداد آفات مقاوم در جمعیت آن آفت افزایش یابد، ایجاد مقاومت به یک مشکل تبدیل می شود. ولی شدت مقاومت نیز می تواند روی کارایی یک آفت کش در باغ تاثیر بگذارد. در برخی موارد، کارایی آفت کش در کنترل آفات مقاوم به میزان کمی تحت تاثیر پدیده مقاومت قرار می گیرد و در دیگر موارد، آفت عملا در مقابل آفت کش ها ایمن می شود.

یک نوع آفت ممکن است به یک آفت کش با شدت کم، ولی در جمعیت بالایی مقاوم شوند به طوری که هیچ تاثیر معنی داری در عملکرد آن آفت کش دیده نشود. از طرف دیگر، مقاومت خیلی شدید به یک آفت کش حتی در شرایطی که فراوانی کمی در جمعیت آفت هدف داشته باشد، می تواند منجر به کاهش کارایی آن آفت کش شود.

مقاومت متقابل و مقاومت چندگانه

در بیش از نیمی از مواردی که برای آفات و کنه های مقاوم ثبت شده است، این آفات به حدود 2 تا 5 گروه مختلف از سموم مقاوم  شده اند. آفاتی که به تعداد زیادی آفت کش مقاوم شده اند، زمانی که به کنترل با آفت کش های شیمیایی نیاز باشد به مشکل حادی تبدیل خواهند شد. برای اینکه بتوانیم پیامدهای چند وجهی کنترل آفاتی که بیش از یک عامل برای مقاومت دارند را درک کنیم شناخت وجوه تمایز بین مقاومت متقابل و چندگانه اهمیت دارد.

مقاومت متقابل

بسیاری از مقاومت ها تنها توسط یک فاکتور عمده ژنتیکی که وجه تمایز بین آفات مقاوم و حساس است ایجاد می شوند. وقتی تنها یک عامل موجب ایجاد مقاومت به چندین آفت کش می شود، این نوع مقاومت، مقاومت متقابل نامیده می شود. به عنوان نمونه، مکانیسمی که موجب مقاومت آفات به سم پاراتیون می شود به طور چشم گیری حساسیت آفات را به شمار دیگری از سموم ارگانوفسفره نیز کاهش می دهند، بنابراین زمانی که پاراتیون به دلیل مقاومت، کم اثر می شود برخی دیگر از سموم ارگانوفسفره نیز به دلیل بروز مقاومت متقابل کارایی خود را از دست می دهند.

نکته کلیدی در مورد مقاومت متقابل این است که تنها یک مکانیسم مسئول ایجاد مقاومت به چندین نوع آفت کش می باشد و مقاومت متقابل می تواند موجب ایجاد مقاومت به آفت کش هایی که شما هرگز بکار نبرده اید شود. مقاوم متقابل همچنین به این معنی است که در جایی که مقاومت به هر گروه آفت کش اتفاق می افتد، ممکن است دیگر گروه های آفت کش با مکانیسم اثر مشابه نیز کارایی ککمتری نشان دهند. به عنوان مثال ارگانوفسفره ها و کاربامات ها.

مقاومت چندگانه

مقاومت های چندگانه، این گونه است که دو مکانیسم مقاومت به صورت مستقل در زمان مواجهه با دو آفت کش مختلف حاصل می شود. هرچند این مقاومت ها توسط دو تغییر ژنتیکی جداگانه حاصل شده است و حساسیت آفت به یک آفت کش تاثیری روی حساسیت آن به آفت کش دیگر ندارد.

پایداری مقاومت

پایداری یا ناپایداری مقاومت آفت در باغ به فاکتورهایی نظیر نوع آفت، مواد موثره آفت کش و روش مبارزه بستگی دارد. افزایش مقاومت پایدار در جمعیت یک آفت زمانی اتفاق می افتد که یک آفت کش استفاده شود، ولی به طور قابل ملاحظه ای جمعیت آن آفت کاهش پیدا نکند. مقاومت ناپایدار نیز به طور مشابه با کاهش کشتار توسط آفت کش همراه است، ولی در بازه های زمانی که آفت کش استفاده نمی شود، مقاومت کاهش می یابد. از پدیده مقاومت موقت می توان برای مدیریت مقاومت بهره برداری کرد. می توان تحت مجموعه ای از شرایط با انجام تحقیق، طول طمانی که نیاز است تا ماندگاری مقاومت آفت برطرف شود را تخمین زد تا مقاومت به کمترین حدی که قبل از آخرین سم پاشی بوده کاهش پیدا کند. سپس می توان یک برنامه مدیریت مقاومت برای تناوب کاربرد آفت کش ها ایجاد کرد که اثر این مقاومت از بین برود. کوتاه ترین بازه زمانی که مواد موثره مشابه می تواند مورد استفاده قرار گیرند و همچنان اجازه می دهد تا ثر مقاومت از بین برود حداقل زمان بازنشانی (MRI) نامیده می شود.

اگر فاصله بین سم پاشی ها از حداقل زمان بازنشانی کوتاه تر باشد، گام به گام مقاومت افزایش خواهد یافت، ولی اگر فاصله زمانی بین سم پاشی ها بیشتر از این بازه زمانی باشد، افزایشی در مقاومت نخواهیم داشت. این بازه زمانی در محصولات و مناطق مختلف می تواند متفاوت باشد. زمانی که حداقل زمان بازنشانی برای یک سیستم تعریف شد، انتخاب چرخشی سموم به طور صحیح می تواند موجب رسیدن به کارایی مطلوب آفت کش ها شود.

عواملی که در ایجاد مقاومت تاثیر گذارند

محققان نشان داده اند که ایجاد مقاومت در آفات تحت تاثیر عوامل بیولوژیکی، اکولوژیک، ژنتیک و عملیاتی هستند.

• عوامل بیولوژیک و اکولوژیک شامل خصوصیات آفات همانند نرخ تولیدمثل، تعداد نسل ها در سال و میزان تحرک گونه ها
• خصوصیات باغ همانند مجاورت به باغاتی که مبارزه صورت نگرفته، سازگاری آفات با گونه های گیاهان میزبان برای رشد و تکثیر، مهاجرت آفات حساس و کارایی کنترل بیولوژیک
• عوامل ژنتیکی شامل تعداد ژن های اعطاکننده و انتقال دهنده مقاومت، فراوانی و قدرت ژن های مقاوم در جمعیت آفت، توانایی هر کدام از آفات مقاوم برای رشد و تکثیر در مقایسه با جمعیت حساس به آفت کش خاص
• فاکتورهای عملیاتی شامل ویژگی های سموم بکار رفته، آستانه های جمعیتی تعریف شده برای مبارزه با آفت، روش سم پاشی و تجهیزات آن، استراتژی مصرف سموم همانند تناوب مصرف سموم و اختلاط آن ها

در عمل، کشاورزان امکان تغییر بسیاری از این عوامل را ندارند. ولی کشاورزانی که کمترین میزان آفت کش را استفاده می کنند، موثرترین برنامه های مدیریت مقاومت آفات را دارند و پدیده مقاومت در شرایطی که از یک آفت کش مکررا در یک فصل رشد استفاده شود، قابل مدیریت نیست.

منبع:

کمیته باغبانی انجمن پسته ایران (1397) مدیریت مقاومت به آفتکش ها، مجله دنیای پسته، شماره 28.