אמצעי הדברה ביולוגי

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
החיפושית של עץ הבננה Pentalonia nigronervosa שמודבקת על ידי העובש האנטומופתוגי Beauveria bassiana המפרישה אנזימים הידרוליטיים (פרוטאזות, ליפאזת וכיטינאזות) ועל ידי כך ממיסה את החרק.

אמצעי הדברה ביולוגי או ביופסטיציד הוא חומר ביולוגי או אורגניזם אשר משמש להדברה ביולוגית, כלומר לפגיעה, קטילה או דחייה של אורגניזמים מזיקים. התערבות ביולוגית בניהול מזיקים משתמשת ביחסי גומלין מסוג טריפה, טפילות או הפרשת כימיקלים.

מקור השם bios ביוונית עתיקה פירושה "חיים" ומסמלת את הקשר לחיים, המילה pest בלטינית פירושה "מגפה", מה שמביא נזק. ביופסטיצידים מופקים מאורגניזמים חיים: צמחים, חיידקים, פטריות, ונמטודות.[1][2]

אמצעי ההדברה הביולוגיים הם חלק מתוכניות לניהול מזיקים (אנ') (IPM), ומשמשים כתחליפים למוצרים להגנת צמחים כימיים סינתטיים (PPPs).[3]

סיווג

לאמצעי הדברה ביולוגיים אין בדרך כלל תפקיד ידוע בפוטוסינתזה, בצמיחה או בהיבטים בסיסיים אחרים של פיזיולוגיה של הצמח. תרכובות כימיות רבות המיוצרות על ידי צמחים מגינות עליהם מפני מזיקים, והם נקראים נוגדי הזנה. חומרים אלו מתכלים ומתחדשים, מה שיכול להיות חסכוני לשימוש מעשי. מערכות חקלאות אורגניות מאמצות גישה זו להדברת מזיקים.

אורגניזמים מיקרוביאליים

חומרי הדברה מיקרוביאליים מורכבים מחיידקים, פטריות פתוגניות לחרקים או נגיפים (ולעיתים כוללים את המטבוליטים שחיידקים או פטריות מייצרים). נמטודות אנטומפתוגניות עשויות להיות מסווגות כחומרי הדברה מיקרוביאליים, אף על פי שהן רב-תאיות.[4][5][6]

תולעים

נמטודות מועילות התוקפות חרקים משמשות גם הן כאמצעי הדברה, כגון, התולעת Steinernema feltiae או שבלולים, כגון התולעת Phasmarhabditis hermaphrodita.[10]

כימיקלים מהחי

ידועים מספר חומרים שנמצאים בשימוש מסחרי: פירטרין שמקורו מעלי הכותרת של החרצית, רוטנון (אנ') איזופלבונואיד שמקורו מזרעים, גבעולים ושורשים של צמחים שונים, שמן נים שמקורו מעץ האזדרכת ההודי ושמנים אתריים שונים. אלו הם חומרים טבעיים בעלי פעילות נוגדת מזיקים ומחלות מיקרוביאליות שונות.[11][12]

לעיתים משתמשים גם בפרומונים של חרקים וחומרים סמיוכיים (Semiochemical) שונים.[13][14]

האנזים כיטוזן משרה באופן טבעי עמידות מערכתית (ISR) כדי לאפשר לצמח להגן על עצמו מפני מחלות ומזיקים.[15]

כימיקלים מהצומח

ישנם גם כימיקלים מהצומח שמשמשים כאמצעי הדברה ביולוגיים:

  • מוצרי תסיסה כגון Spinosad שהוא בעל מבנה של לקטון מקרוציקלי, המופק בתהליך תסיסה על ידי השמר Saccharopolyspora spinosa.[16]
  • מוצרים טבעיים שמקורם בצמחים, הכוללים אלקלואידים, טרפנואידים (אנ'), פנולים וכימיקלים משניים אחרים. לשמנים צמחיים כמו שמן קנולה יש תכונות הדברה לחרקים.[17] מוצרים המבוססים על תמציות צמחים, כגון שום נרשמו כעת באיחוד האירופי ובמקומות אחרים כחומרי הדברה.[18]
  • חומרים הגורמים להפעות בפעילות RNA. חומרים אלה מכונים RNAI מצויים במחקר לשימוש כקוטלי חרקים בריסוס. השימוש נעשה על ידי חברות סינג'נטה ובאייר. תרסיסים כאלה אינם משנים את הגנום של צמח המטרה. RNA היא מולקולה שבירה יחסית שמתכלה בדרך כלל תוך ימים או שבועות. חברת מונסנטו (אנ') העריכה את העלויות בסדר גודל של 5 דולר לדונם.[19] נעשה שימוש ב-RNAi כדי להדביר עשבים שוטים במוצר בשם ראונדאפ (אנ'). ניתן לערבב את RNAi עם חומר פעיל שטח סיליקון המאפשר למולקולות ה-RNA להיכנס לרירים המשמשים להחלפת אוויר על פני הצמח. על מנת לאפשר לקוטל העשבים להיות פעיל. אסטרטגיה זו תאפשר את המשך השימוש בקוטלי עשבים מבוססי גליפוסט.[19]

תהליך הגנה משולב בצמחים מכונה PIPs.[20] הוא משתמש בחומר גנטי ממינים אחרים בגידולי שדה מהונדסים GM (אנ'). השימוש בגידולים אלה שנוי במחלוקת, בפרט במדינות אירופה.[21]

יישומים

חומרי הדברה ביולוגיים נפוצים בשימוש בתחום של טיפולים בזרעים וטיפול מיטיב בקרקע. טיפולי זרעים עם קוטלי פטריות ממאפשרים לשלוט ברמת הפטריות הפתוגניות המצויות בקרקע, הגורמות לריקבון זרעים טרם נביטתם, ריקבון שורשים ונזקים לשתילים. הם יכולים לשמש גם למטרות שליטה על פתוגנים פטרייתיים פנימיים ופתוגנים פטרייתיים על פני הזרע הנישאים על ידי הזרעים. מוצרים ביו-פטרייתיים רבים מראים יכולות לעורר הגנה ולעורר תהליכים פיזיולוגיים שעשויים להפוך יבולים מטופלים לעמידים יותר בפני מחלות.

חומרי הדברה ביופסטיצידים נועדו לשימוש נגד מחלות הפוגעות ביבולים של ירקות. הם מסייעים למשל, בשליטה במחלות טחב פלומתי הנפוץ בירקות ממשפחת הדלועיים, כמו מלפפונים, הנגרם על ידי הפטרייה Podosphaera fusca xantii.[22][23] היתרונות שלהם טמונים בעובדה שניתן להפעילם במרווח של 0 ימים לפני הקציר על פי הקריטריון של מגבלת שאריות מקסימליות (אנ'), בהיותם בלתי רעילים.[24] הצלחה בטיפול מחלה ברמה "בינונית" עד "חמורה" בתוכנית מקיפה על ידי שילובם עם קוטלי פטריות אחרים. מכיוון שכמה מחקרי שוק מעריכים שעד 20% מהמכירות העולמיות של קוטלי פטריות מופנים למחלות טחב פלומתי.[25] התרונות המשמעותיים של שילוב ביופסטיצידים עם פסטיצידים סינתטיים מתבטא בהארכת החיים השימושיים של קוטלי פטריות אחרים, במיוחד אלה בקטגוריית הסיכון המופחת.

חסרונות

מבנה מולקולרי של ספינוסין Spinosyn, ביופסטיציד המופק בתהליך תסיסה על ידי האקטינומיצט המצוי בקרקעSaccharopolyspora spinosa

לביוצידים שונים יש גם חסרונות, על אף היותם בעלי תועלת רבה לאדם ולסביבה.

ספציפיות גבוהה

הביוצידית ידועים כבעלי ספציפיות גבוהה למזיקים. הספציפיות מחייבת זיהוי מדויק של הגורם המזיק והצורך בשימוש בו זמנית בכמה מוצרים בגלל הספקטרום הצר של הפעילות. הספציפיות הרבה עשויה להוות גם יתרון בכך שהחומר פוגע פחות במינים שאינם המטרה ועל ידי כך נשמרת הפלורה הטבעית בסביבת ההדברה.

פעולה איטית

האיטיות של פעולת הקטילה גורמת לאי התאמה לטיפול במקרה של התפרצות מזיקים בעלת איום מידי.

יעילות משתנה

הפעילות הביוצידית מושפעת משינויים פיזיולוגיים של הגורם ביוצידי המבוסס לעיתים על יצורים חיים, הגורמים להדברת מזיקים על ידי חלוקה והתרבות בתוך או בקרבת המזיק היעד.

עלויות

שימוש בהדברה ביולוגית עשוי להיות יקר ובעייתי בשטחים פתוחים וגדולים.[26]

השלכות לא מכוונות

מחקרים מצאו כי חומרים המשמשים לביו-הדברה עלולים להיות בעלי השלכות לא מכוונות ומהווים גורמי סיכון קטלניים עבור אורגניזמים המצויים בסביבת ההדברה, כגון מאביקים מקומיים שאינם מטרת ההדברה. לדוגמה, הביופסטיציד ספינוסד[27] שהוא תוצר תסיסה של האקטינומיצט Saccharopolyspora spinosa והפסטיציד הסינתטי אימידקלופריד הגורמים להפרעות למספר מערכות של דבורי הבר הפוגעים במערכת הנשימה, כושר התעופה והפעילות החברתית של דבורי-הבר חסרות העוקץ (אנ'), בעל כושר האבקה העולה על זה של הדבורה המתורבתת. דבורים אלה משמשות להאבקה בחממות בברזיל,[28] ופגיעה בהן משבשת את תהליכי ההאבקה המקובלים במדינה זו.

חקיקה

החקיקה בארצות הברית FIFRA

החקיקה בארצות הברית קובעת כי ביופסטיצידים המיועדים לטיפול במחלות הנגרמות על ידי פטריות, מכרסמים וחרקים חייבים להיבדק על ידי המשרד לאיכות הסביבה EPA על מנת להבטיח כי אין בו חומרים מסוכנים לבני האדם ולסביבה, לפני הכנסתם לשוק הצרכנים. על פי חקיקה זו, הביופסטיצידים חייבים לעמוד בסטנדרטים הבאים:[29]

החקיקה בישראל

שימוש בתכשירים לחקלאות אורגנית בישראל מנוהלת על ידי משרד החקלאות ופיתוח הכפר, השירותים להגנת הצומח. רשימת המוצרים המותרים לשימוש בחקלאות האורגנית מתפרסמת באתר.[30]

ראו גם

קישורים חיצוניים

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא אמצעי הדברה ביולוגי בוויקישיתוף

הערות שוליים

  1. ↑ Copping, Leonard G. (2009). The Manual of Biocontrol Agents: A World Compendium. BCPC. ISBN 978-1-901396-17-1.
  2. ↑ "Regulating Biopesticides". Pesticides. Environmental Protection Agency of the USA. 2 בנובמבר 2011. אורכב מ-המקור ב-6 בספטמבר 2012. נבדק ב-20 באפריל 2012. {{cite web}}: (עזרה)
  3. ↑ M. Kaushal and R. Prasad, ed. (2021). Microbial Biotechnology in Crop Protection. Singapore: Springer Nature. ISBN 978-981-16-0048-7.
  4. ^ 4.0 4.1 Coombs, Amy (1 ביוני 2013). "Fighting Microbes with Microbes". The Scientist. ארכיון מ-2013-01-07. נבדק ב-18 באפריל 2013. {{cite web}}: (עזרה)
  5. ↑ Malherbe, Stephanus (21 בינואר 2017). "Listing 17 microbes and their effects on soil, plant health and biopesticide functions". Explogrow. London. ארכיון מ-2016-02-19. נבדק ב-14 בפברואר 2021. {{cite web}}: (עזרה)
  6. ↑ Francis Borgio J, Sahayaraj K and Alper Susurluk I (eds). Microbial Insecticides: Principles and Applications, Nova Publishers, USA. 492pp. מסת"ב 978-1-61209-223-2
  7. ↑ Bacillus thuringiensis (Bt) | Britannica, www.britannica.com (באנגלית)
  8. ↑ Deshpande, M. V. (1999-01-01). "Mycopesticide Production by Fermentation: Potential and Challenges". Critical Reviews in Microbiology. 25 (3): 229–243. doi:10.1080/10408419991299220. ISSN 1040-841X. PMID 10524330.
  9. ↑ Caroline Knox, Sean D. Moore, Garry A. Luke, Martin P. Hill, Baculovirus-based strategies for the management of insect pests: a focus on development and application in South Africa, Biocontrol Science and Technology 25, 2015-01-02, עמ' 1–20 doi: 10.1080/09583157.2014.949222
  10. ↑ Nemaplus - Steinernema feltiae, www.bioforce.co.nz
  11. ↑ Isman, Murray B. (2006). "Botanical Insecticides, Deterrents, and Repellants in Modern Agriculture and an Increasingly Regulated World" (PDF). Annual Review of Entomology. 51: 45–66. doi:10.1146/annurev.ento.51.110104.151146. PMID 16332203 – via Semantic Scholar.
  12. ↑ Pal GK, Kumar B. "Antifungal activity of some common weed extracts against wilt causing fungi, Fusarium oxysporum" (PDF). Current Discovery. 2 (1): 62–67. אורכב מ-המקור (PDF) ב-16 בדצמבר 2013. {{cite journal}}: (עזרה)
  13. ↑ Semiochemical - an overview | ScienceDirect Topics, www.sciencedirect.com
  14. ↑ Gabriela Unigarro Villarreal, Estefânia Vangelie Ramos Campos, Jhones Luiz de Oliveira, Leonardo Fernandes Fraceto, Chapter 3 - Development and commercialization of pheromone-based biopesticides: a global perspective, Academic Press, 2023-01-01, עמ' 37–56, מסת"ב 978-0-323-95290-3
  15. ↑ Benhamou, N.; Lafontaine, P. J.; Nicole, M. (בדצמבר 2012). "Induction of Systemic Resistance to Fusarium Crown and Root Rot in Tomato Plants by Seed Treatment with Chitosan" (PDF). Phytopathology. American Phytopathological Society. 84 (12): 1432–44. doi:10.1094/Phyto-84-1432. ISSN 0031-949X. OCLC 796025684. נבדק ב-8 בפברואר 2014. {{cite journal}}: (עזרה)
  16. ↑ Thomas C. Sparks, James E. Dripps, Gerald B. Watson, Doris Paroonagian, Resistance and cross-resistance to the spinosyns – A review and analysis, Pesticide Biochemistry and Physiology 102, 2012-01, עמ' 1–10 doi: 10.1016/j.pestbp.2011.11.004
  17. ↑ "Canola Oil insectide" (PDF). 18 נוב' 2012. נבדק ב-19 בנובמבר 2020. {{cite web}}: (עזרה)
  18. ↑ "EU Pesticides database - European Commission". ec.europa.eu. נבדק ב-2020-11-19.
  19. ^ 19.0 19.1 "With BioDirect, Monsanto Hopes RNA Sprays Can Someday Deliver Drought Tolerance and Other Traits to Plants on Demand | MIT Technology Review". נבדק ב-2015-08-31.
  20. ↑ dementievgeopard, Principles and methods of Integrated Plant Protection, GeoPard - Precision agriculture Mapping software, ‏2022-04-11 (באנגלית אמריקאית)
  21. ↑ National Pesticide Information Center. Last updated November 21, 2013 Plant Incorporated Protectants (PIPs) / Genetically Modified Plants
  22. ↑ Alejandro Pérez-García, Diego Romero, Dolores Fernández-Ortuño, Francisco López-Ruiz, Antonio De Vicente, Juan A. Torés, The powdery mildew fungus Podosphaera fusca (synonym Podosphaera xanthii), a constant threat to cucurbits, Molecular Plant Pathology 10, 2009-03, עמ' 153–160 doi: 10.1111/j.1364-3703.2008.00527.x
  23. ↑ Li Ni, Zamir K. and Punja, Management of powdery mildew on greenhouse cucumber (Cucumis sativus L.) plants using biological and chemical approaches, Canadian Journal of Plant Pathology 43, 2021-01-02, עמ' 35–42 doi: 10.1080/07060661.2020.1746694
  24. ↑ Hajar Soleimani, Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa, Mustafa Ghanadian, Akbar Karami, Santa Olga Cacciola, Defense Mechanisms Induced by Celery Seed Essential Oil against Powdery Mildew Incited by Podosphaera fusca in Cucumber, Journal of Fungi 10, 2023-12-27, עמ' 17 doi: 10.3390/jof10010017
  25. ↑ חומר ההדברה הספציפי למניעה וטיפול בטחב פלומתי, נספג תוך שעה, מחזיק תקופה של עד 10 ימים - ידע, באתר il.plant-growth-regulator.com
  26. ↑ המשרד להגנת הסביבה, [המשרד להגנת הסביבה הדברה חקלאית: החשיבות והסכנות], באתר https://www.gov.il/he/pages/agricultural_pesticides
  27. ↑ Spinosad - an overview | ScienceDirect Topics, www.sciencedirect.com
  28. ↑ Tomé, Hudson Vaner V.; Barbosa, Wagner F.; Martins, Gustavo F.; Guedes, Raul Narciso C. (2015-04-01). "Spinosad in the native stingless bee Melipona quadrifasciata: Regrettable non-target toxicity of a bioinsecticide". Chemosphere. 124: 103–109. Bibcode:2015Chmsp.124..103T. doi:10.1016/j.chemosphere.2014.11.038. PMID 25496737.
  29. ↑ 2. What are the main uses of biocides?, ec.europa.eu
  30. ↑ ריקי קטנר, פאולינה קילשטיין, [השרותים להגנת הצומח, בית דגןפברואר תכשירים לחקלאות אורגנית], באתר https://www.gov.il/BlobFolder/reports/hadbara-org--2021/he/chemicals_Pesticides_hoveret_tachshirimOrgani2021.pdf, ‏פברואר 2021
הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

אמצעי הדברה ביולוגי41427479Q987575

אוחזר מתוך "https://he.hamichlol.org.il/w/index.php?title=אמצעי_הדברה_ביולוגי&oldid=3471045"