نگاهی به شیوه های مناسب مبارزه با آفات کشاورزی

در كمتر از یك دهه برای اولین بار عوارض زیست محیطی این مواد بر موجودات غیرهدف آشكار شدند. دامنه تاثیرات نامناسب سموم كشاورزی كارشناسان را بر آن داشت تا برای اولین بار فلسفه جنگ تمام عیار علیه حشرات ناخواسته را مورد سئوال قرار دهند و در جست وجوی شیوه های مناسب تر مبارزه با آفات كشاورزی برآیند. تجاربی كه از اثرات مضر آفت كش ها بر محیط زیست به دست آمده است توجه و رفتار بهتر با جانوران و گیاهان را در بیوسفر مشترك انسان و سایر موجودات و نیز تلاش برای تولید آفت كش های سالم تر الزامی ساخته است. در ابتدا تصور می شد كه به دلیل سمیت فراوان آفت كش های موجود در بازار و تاثیرات سوء آنها بر روی جانوران و محیط زیست، چاره كار تنها در گرو استفاده از آفت كش های اورگانوكلره (اولین نسل از حشره كش های آلی) باشد اما دیری نپائید كه این مسئله نیز واقعیت وجودی خود را از دست داد. آگاهی عمومی بر ضد اورگانوكلره ها، با انتشار كتاب بهار خاموش راشل كارسون در سال ۱۹۶۲ افزایش یافت و به دنبال آن استفاده از چند نوع آفت كش اورگانوكلره ممنوع اعلام شد و حتی كارخانجاتی كه از فروش این محصولات سود می بردند، به عمل به این قانون تن در دادند.
حذف آفت كش های اورگانوكلره بدون جایگزینی آنها با ماده موثر دیگری كه خطر كمتری برای محیط زیست داشته باشد می توانست آسیب زیادی به كشاورزی وارد كند. بنابراین نسل جدیدی از آفت كش ها وارد بازار شد: سموم كشاورزی ارگانوفسفره.
سموم كشاورزی ارگانوفسفره (OPs) مقاومت كمتری در محیط دارند (نیمه عمر آنها در خاك با مقیاس روز اندازه گیری می شود) و بنابراین از نظر اكولوژیك نسبت به ارگانوكلره ها (OCs) حشره كش های قابل قبول تری بودند و به زودی به عنوان حشره كش، جایگزین آفت كش های ارگانوكلره شدند.
مردم از سلامت آفت كش های ارگانوفسفره اطمینان كافی نداشتند. شواهدی وجود داشت كه نشان می داد اگر آفت كش های ارگانوفسفره به طور طولانی مدت مورد استفاده قرار گیرد، به دلیل اثرات زیانبار و فراوان زیست محیطی دارای مخاطرات زیادی خواهد بود. بدین ترتیب تحقیقات برای جایگزین كردن آفت كش های سالم تر آغاز شد.
از طرفی سود مالی زیادی نیز برای شركت های تولیدكننده آفت كش های سازگار با طبیعت وجود داشت زیرا افزایش آگاهی و علاقه عموم به حفظ محیط زیست به این معنی است كه اگر چنین آفت كش هایی تولید شوند، جامعه به سرعت آنها را می پذیرد حتی اگر قیمت آنها بالاتر باشد.
انواع سازگارتر حشره كش ها تركیبات پیرتروئید (pyrethroid) هستند.
پیرتروئیدها معمولاً به عنوان نسل پیشرفته حشره كش های كم خطر و سالم در نظر گرفته می شوند. در حدود ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح چینی ها برای جلوگیری از هجوم حشرات به گیاهان زینتی این ماده را به شكل پودر شده مورد استفاده قرار می دادند. پیرتروم (pyrethrum) تركیبی از چند پیرتروئید موجود در گیاه Chrysanthemum cinerariaefolium یا C.coccineum است كه شامل پیرترین، پیرتول، پیرتروتوكسیك اسید، پیرتروزین و كریزانتمین است. خصوصیات موثر پیرتروئید به خوبی آشكار می سازد كه چرا كریزانتموم ها نسبت به حشرات مقاومند. شایع ترین آفت كه پرورش دهندگان گل داوودی را با مشكل مواجه می سازد، حشراتی هستند كه برگ ها را سوراخ می كنند. احتمالاً نوزاد كوچك حشره درست در سطح زیرین برگ سوراخ ایجاد می كند. این حشره احتمالاً به پیرتروئید مقاوم است و به گونه ای تكامل یافته است كه می تواند منحصراً این آشیان اكولوژیك را اشغال كند.
استفاده از تركیبات پیرتروئید به عنوان حشره كش در سال ۱۸۵۰ آغاز شد و در سال ۱۹۶۵ تولید پیرتروئید كل جهان از منابع طبیعی، ۲۰هزار تن بود كه ۵۰ درصد آن تنها در كنیا كه گل های Chrysanthemum cinerariaefolium در آنجا به خوبی رشد می كنند، تولید می شد. تا همین چند سال اخیر نیز حشره كش های پیرتروئید تنها از گیاهان تهیه می شدند زیرا ساختمان مولكولی این ماده بسیار پیچیده و سنتز شیمیایی آن به همان دلیل بسیار مشكل بود. امروزه این حشره كش ها به طور معمول توسط صنایع كشاورزی تولید می شوند. نوعی پیرتروئید جدید نیز اخیراً وارد بازار شده است كه سیپرمترین (Cypermethrin) نام دارد كه در آغاز تولید قیمت پایینی داشت و به نظر می رسد كه این ماده نسبت به آفت كش های ارگانوفسفره سازگاری بیشتری با محیط زیست داشته باشد. سیپرمترین یك حشره كش سنتز شده از پیرتروئید است كه معمولاً به عنوان از بین برنده انگل های سطح خارجی و در داروهای دامی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به شكل هر دو ایزومر سیس و ترانس موجود است كه اولی پتانسیل بیشتری برای از بین بردن حشرات دارد. تصور می شود كه پیرتروئیدها (از جمله سیپرمترین) با دخالت در عملكرد و تغییر ویژگی های دریچه كانال سدیم در غشای سلول های عصبی تاثیر خود را آشكار می سازند؛ اگرچه مكانیسم دقیق تعامل مولكول پیرتروئید و كانال غشایی سدیم كاملاً مشخص نشده است. پیرتروئید در پستانداران و اكوسیستم ها بسیار سریع متابولیزه می شود كه نشان دهنده سمیت پایین این مواد است با این وجود این گروه از مواد به طور انتخابی برای ماهی ها بسیار سمی هستند كه میزان تفاوت متابولیسم در گونه های مختلف را آشكار می سازد. احتمالاً پیرتروئید كانال های غشایی سدیم را مسدود می كند.
متابولیسم پیرتروئید شامل شكستن پیوند استری مركزی توسط استرازها، اكسیداسیون چند گروه بر روی مولكول توسط سیتوكروم P۴۵۰ (مثلاً گروه متیل كه به سیكلوپروپان چسبیده است) و پیوند محصولات مسیر متابولیكی فاز I در فاز دوم با گلیسین، گلوكورونیك اسید و اسید سولفوریك است. این مسیر متابولیكی بسیار گسترده است و تفاوت های زیادی در گونه های مختلف دارد. از دست رفتن سریع فعالیت سیپرمترین در اكوسیستم ها (مثلاً زمانی كه در مزرعه مورد استفاده قرار می گیرند)، احتمال وجود خصوصیات حشره كشی را در تركیب اصلی افزایش می دهد و بنابراین با مطالعه بقایای این ماده به نظر می رسد كه تنها تركیب اصلی از نظر تاكسیكولوژی دارای اهمیت باشد. جالب توجه است كه پیرتروئیدها در مورد حشرات، انتخابی عمل می كنند اما در پستانداران سمیت بسیار كمی دارند. این سمیت پایین در پستانداران نشان می دهد كه در این گروه از موجودات متابولیسم، بسیار قوی است و متابولیت ها سمیت زیادی ندارند. علاوه بر این مسیر متابولیكی باعث افزایش زیاد حلالیت پیرتروئید در آب می شود و بنابراین حذف سریع آنها را از بدن از طریق مایعات دفعی (مثل ادرار) تسهیل می كند.
بنابراین پیرتروئیدها علیرغم پتانسیل بالایی كه برای از بین بردن حشرات دارند برای محیط زیست نیز نسبتاً سالم هستند زیرا به سرعت در نتیجه فوتولیز نور UV و فعالیت میكروارگانیسم ها كاتالیز می شوند. ساختمان طراحی شده برای این حشره كش بسیار جالب است زیرا ساختمان این ماده شیمیایی پایداری كمی دارد و به سرعت تخریب می شود. از نظر تجاری، تجزیه سریع پیرتروئیدها و از دست دادن فعالیت آنها نامطلوب است و احتمالاً ساختمان مولكولی آن برای بهینه سازی فعالیت/ تجزیه شوندگی بالا تغییرخواهد كرد. در این زمینه باید به دقت فكر كرد چرا كه در غیر این صورت تناسب خوب این ماده با سلامت محیط زیست كاهش می یابد.

منبع : باشگاه اندیشه