La kërkimi i alternativave të qëndrueshme ndaj pesticideve kimike Kjo është një nga sfidat kryesore me të cilat përballet bujqësia moderne. Vite të tëra përdorimi intensiv i insekticideve dhe herbicideve na kanë lejuar të ushqejmë një popullsi globale në rritje, por ato kanë lënë gjithashtu një gjurmë shqetësuese në ujë, biodiversitet dhe shëndetin e njeriut. Prandaj, çdo teknologji që zvogëlon varësinë tonë nga këto substanca duke ruajtur produktivitetin e të korrave shihet me shumë interes.
Në atë kontekst, Kontroll i dëmtuesve duke përdorur dridhje dhe ultratinguj Nga një kuriozitet shkencor, është shndërruar në një mjet të vërtetë brenda menaxhimit të integruar të dëmtuesve. Nga pajisjet që imitojnë sinjalet vibruese që përdorin insektet për t'u riprodhuar, te emetuesit tejzanorë që simulojnë praninë e grabitqarëve, hulumtimet e fundit po tregojnë se është e mundur të "flitet gjuha" e dëmtuesve për t'i tërhequr, ngatërruar ose larguar ata, të gjitha pa e spërkatur fushën me kimikate.
Pse bujqësia po kërkon alternativa ndaj pesticideve
La Bujqësia intensive moderne është në mënyrë të pashmangshme agresive ndaj mjedisit.Kjo ndodh sepse bazohet në favorizimin e një specie të vetme të kultivuar mbi çdo konkurrent: barërat e këqija, insektet, kërpudhat ose gjitarët e vegjël. Me mekanizimin dhe nevojën për të prodhuar më shumë për hektar, zgjidhja e shpejtë ishin pesticidet, të cilat për dekada kanë qenë aleatë thelbësorë në sigurimin e të korrave.
Megjithatë, përdorimi i gjerë i këtyre substancave ka krijuar probleme shumë serioze mjedisore dhe shëndetësoreNdotja e akuifereve, dëmtimi i faunës jo-target (duke përfshirë pjalmuesit si bletët dhe bletët e njoma), shfaqja e rezistencës tek shumë dëmtues dhe rreziqet shëndetësore për individët e ekspozuar. Është një shpatë klasike me dy tehe: ato ndihmojnë në prodhimin e ushqimit, por në të njëjtën kohë, ato mund të na lënë pasojat.
Kjo situatë ka nxitur zhvillimin e zgjidhje biologjike siç janë bio-plehrat dhe biopesticidetKëto metoda bazohen në mikroorganizma ose insekte të dobishme që konkurrojnë me ose sulmojnë dëmtuesit. Edhe pse ato përfaqësojnë një përparim të rëndësishëm, ato prapëseprapë nuk mund t'i zëvendësojnë plotësisht agrokimikatet pa humbur efektivitetin, veçanërisht në sistemet shumë intensive.
Prandaj interesi për strategji inovative si p.sh. kontroll fizik ose sjelljesor i dëmtuesve përmes dridhjevegjë që lejon ndërhyrjen në komunikimin e insekteve ose simulimin e pranisë së grabitqarëve, duke zvogëluar dëmet pa lënë mbetje toksike në mjedis.
Roli i dridhjeve dhe ultrazërit në komunikimin me dëmtuesit
Shumë dëmtues bujqësorë përdorin dridhjet dhe sinjalet akustike për t'u orientuar, për të gjetur një partner ose për të zbuluar grabitqarët. Disa specie komunikojnë nëpërmjet vibracioneve të transmetuara nga bimët (nëpërmjet kërcejve dhe gjetheve), ndërsa të tjerat përdorin ultratinguj të emetuar në ajër, të padëgjueshëm për njerëzit, por të dallueshëm plotësisht nga kafshët e tjera.
Në rastin e insekte që thithin drithëraDëmtuesit e rëndësishëm të sojës, misrit, grurit dhe fasuleve kanë treguar se kombinojnë dy sisteme: në distanca të gjata, deri në rreth 100 metra, ata përdorin feromonet për të tërhequr partnerë potencialë. Kur afrohen, ata ndryshojnë kanalin dhe fillojnë transmetimin sinjale vibruese përmes uzinës për të treguar pozicionin e saj të saktë, një mesazh që do të ishte diçka si "Unë jam këtu, ejani drejt meje".
Këto vibrime udhëtojnë nëpër trupin e bimës, e cila vepron si një e vërtetë "kabllo" natyror që transmeton sinjalinGjëja interesante është se disa femra, si dhe meshkuj të tjerë, mund t'i përgjigjen të njëjtit sinjal, kështu që "dialogu vibrues" në një kulturë mund të jetë mjaft kompleks.
Në dëmtues të tjerë, si p.sh. tenja nate e gjinisë SpodopteraUltratingulli luan një rol kyç. Këto flutura janë pre e zakonshme për lakuriqët e natës, të cilët i lokalizojnë ato me saktësi falë ekolokacionit tejzanor. Ato, nga ana tjetër, kanë zhvilluar një sërë përgjigjesh akustike që mund të për të ngatërruar ekolokacionin e lakuriqëve të natës ose t’i ndihmojnë të zbulojnë praninë e tyre në kohë për t’u arratisur. Me fjalë të tjera, në qiellin e natës zhvillohet një “luftë akustike” e vërtetë.
Të kuptuarit e këtyre sistemeve të komunikimit i ka lejuar studiuesit të propozojnë një ide shumë të fuqishme: Nëse e dimë se çfarë dëgjojnë dëmtuesit dhe si komunikojnë ataNe mund të krijojmë pajisje që imitojnë, ndryshojnë ose bllokojnë ato sinjale për t'i manipuluar ato në avantazhin tonë.
Pajisja braziliane që përdor mikro-dridhje për të tërhequr pleshtat e shtratit
Një nga përparimet më të habitshme në kontrollin e dëmtuesve duke përdorur dridhjet vjen nga Brazili, ku një ekip nga Korporata Braziliane e Kërkimeve Bujqësore (Embrapa) dhe Universiteti Shtetëror i Mato Grosso ka zhvilluar një pajisje elektronike të aftë për të riprodhuar sinjalet vibruese të përdorura nga insektet që thithin drithërat në fazën e tyre riprodhuese.
Teknologjia bazohet në vite vëzhgimi të sjellja riprodhuese e këtyre insekteveShkencëtarët analizuan frekuencat specifike të vibracioneve që ato lëshojnë kur kërkojnë një partner dhe arritën t'i regjistrojnë, ruajnë dhe riprodhojnë ato në një mënyrë të kontrolluar me një prototip elektronik që ngjitet në kurthe në terren.
Këto kurthe kombinojnë dy lloje karremash: feromonet sintetiketë cilat veprojnë nga një distancë e gjatë për të tërhequr pleshtat e shtratit me anë të "nuhatjes", dhe një pajisje e vogël vibruese që imiton sinjale të sakta dridhjeje të cilën insektet e interpretojnë si një thirrje çiftëzimi. Rezultati është një lloj "sinjali i rremë" që i përqendron insektet në kurth në vend që t'i shpërndajë ato në të gjithë të korrat.
Sipas biologut Raúl Alberto Laumann, nga Laboratori i Semiokimikateve të Burimeve Gjenetike dhe Bioteknologjisë në Embrapa, përdorimi i kombinuar i vibracionet dhe feromonet Kjo lejon jo vetëm kapjen e pleqve të shtratit, por edhe marrjen e informacionit shumë të saktë mbi dendësinë dhe shpërndarjen hapësinore të popullatave të dëmtuesve në parcelë.
Në provat në terren që janë duke u zhvilluar aktualisht, kurthet me pajisjen vendosen afërsisht çdo pesë hektarëMë pas, insektet e kapura në secilën pikë numërohen dhe modelet matematikore përdoren për të vlerësuar dendësinë aktuale të dëmtuesve në të gjithë të korrat. Kjo qasje i bën kurthet vibruese një mjet monitorimi i imët, çelësi për të vendosur se kur dhe si të ndërhyhet.
Avantazhet dhe potenciali i kontrollit të morrave të shtratit me anë të dridhjeve
Pleshtat e shtratit dhe vemjet janë dy nga dëmtuesit më të dëmshëm në soje dhe kultura të tjera drithërore. Ndërsa bimët transgjenike dhe mikroorganizmat entomopatogjenë përdoren, ndër të tjera, për të kontrolluar vemjet, kontrolli i insekteve të erës ende mbështetet shumë në insekticidet kimike. Prandaj, gjetja e metodave alternative që janë më pak agresive dhe më të sigurta për mjedisin dhe shëndetin e njeriut është një sfidë strategjike.
Pajisja braziliane vibruese tregon pikërisht në atë drejtim. Tërheqja e saj e madhe është se mund të bëhet një Një alternativë e vërtetë ndaj insekticideve konvencionaleose të paktën të zvogëlojnë ndjeshëm përdorimin e tyre duke i integruar në programet e integruara të menaxhimit të dëmtuesve. Kurthet do të shërbenin si për të monitoruar ashtu edhe për të zvogëluar popullatat e pleshtave të shtratit në nivele nën pragun e dëmit ekonomik.
Për më tepër, është një teknologji shumë specifike për dëmtuesin e synuarNdryshe nga një insekticid me spektër të gjerë, i cili mund të zhdukë edhe insektet e dobishme siç janë grabitqarët natyrorë ose pjalmuesit, dridhjet dhe feromonet drejtohen vetëm te insektet që thithin drithërat dhe i njohin këto sinjale. Kjo minimizon ndikimin te insektet e dobishme.
Sipas rezultateve paraprake të publikuara nga ekipi i Embrapës, përdorimi i kombinuar i feromoneve sintetike dhe vibracioneve ka lejuar zvogëlon qartë praninë e pleshtave të shtratit në fusha të provave, dhe e gjithë kjo pa ndërhyrë në aktivitetin e insekteve të dobishme si bletët ose bletët. Në një skenar ku FAO vlerëson se dëmtuesit mund të shkaktojnë një ulje deri në 40% të prodhimit bujqësor global, çdo përparim në këtë fushë ka një ndikim i rëndësishëm ekonomik dhe ekologjik.
Patenta për këtë teknologji u paraqit në fund të vitit 2023 në Institutin Kombëtar Brazilian të Pronësisë Industriale dhe, për momentin, Nuk është ende i disponueshëm komercialishtStudiuesit po kërkojnë partnerë industrialë, veçanërisht kompani të dedikuara për zhvillimin e kurtheve të automatizuara, me qëllim rritjen e prodhimit dhe sjelljen e këtyre pajisjeve në tregun bujqësor.
Sfidat e aplikimit të mikrovibrimeve në një shkallë të gjerë
Pavarësisht entuziazmit të gjeneruar nga kjo risi, janë ngritur edhe disa shqetësime. dyshime të arsyeshme në lidhje me qëndrueshmërinë e saj në shkallë të gjerëEntomologu José Maurício Simões Bento, një ekspert në ekologjinë kimike dhe sjelljen e insekteve në Universitetin e São Paulo-s, e vlerëson shumë punën e Embrapa-s, veçanërisht identifikimin e saktë të frekuencave vibruese të përdorura nga pleshtat e shtratit.
Megjithatë, Simões thekson se e panjohura e madhe është Si ta replikojmë këtë sistem në plantacione që mbulojnë qindra mijëra hektarëKy është rasti me sojën në Brazil, ku kultivohen mbi 45 milionë hektarë. Instalimi i pajisjeve në një numër të mjaftueshëm vendesh mund të jetë i kushtueshëm dhe kompleks nga ana logjistike, dhe ekuilibri optimal midis kostos së teknologjisë dhe reduktimit të dëmeve është ende i paqartë.
Një aspekt tjetër teknik i rëndësishëm është se Komunikimi vibrues i pleshtave të shtratit ndodh përmes bimës.jo direkt në ajër. Që sinjali të transmetohet në mënyrë efektive, pajisja duhet të jetë i lidhur me uzinën ose një strukturë që lejon që dridhja të përhapet në të gjithë indin bimor. Kjo ngre pyetje të tilla si: A mjafton të vendoset një pajisje për çdo kurth? A duhet të jetë e bashkangjitur në një bimë specifike? Si ndryshon përhapja në varësi të dendësisë së të korrave?
Laumann dhe ekipi i tij propozojnë të zgjidhin disa nga këto sfida përmes përdorimi i modeleve matematikore që lidhin kapjet në kurth me dendësinë aktuale të dëmtuesve, duke shmangur kështu nevojën për të mbuluar çdo bimë me një pajisje. Për më tepër, ata propozojnë integrimin e kësaj teknologjie me metoda të tjera të kontrollit biologjik, siç është përdorimi i parazitoidët e vezëve të pleshtave të shtratittë cilat ushqehen dhe zhvillohen brenda vezëve të dëmtuesit, duke e zvogëluar më tej popullatën e tij.
Nëse bëhet përparim në automatizimin e numërimit të insekteve të kapura, diçka mbi të cilën po punohet gjithashtu, kurthet vibruese mund të transformohen në një mjet kyç në menaxhimin e integruar të dëmtuesveduke njoftuar fermerin në kohë pothuajse reale për nivelet e pleshtave në secilën zonë të fermës, duke lehtësuar kështu vendime kontrolli shumë më të sakta dhe në kohë.
Pajisje me ultratinguj për të larguar tenjat dhe dëmtuesit e tjerë fluturues
Përtej vibracioneve të transmetuara nga bimët, një tjetër fushë shumë aktive kërkimore është Përdorimi i ultrazërit për të dekurajuar insektet e dëmshmeNjë studim i kohëve të fundit i botuar në revistën Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) nga një ekip japonez ka treguar rezultate veçanërisht premtuese kundër fluturave të gjinisë Spodoptera, dëmtuesve kryesorë në kultura të tilla si luleshtrydhet, qepët, domatet dhe shumë perime të tjera.
Nën drejtimin e studiuesit Ryo Nakano, nga Universiteti i Nagoyas, u kryen prova në fusha dhe serra me luleshtrydhe dhe qepë ku ishin instaluar emetues cilindrikë tejzanorë, të aftë të rrezatonin tingull në 360 gradë. Këto pajisje imitonin ultratingujt e emetuar nga lakuriqët e natës, grabitqarët natyrorë të fluturave të natës.
Shkencëtarët u përqendruan në rregullimin e saktë të kohëzgjatja, frekuenca dhe intensiteti i sinjaleve tejzanor për të arritur efektivitetin maksimal të shtytjes. Rezultatet treguan se, kur pajisjet aktivizoheshin nga muzgu deri në agim (periudha e aktivitetit të këtyre fluturave), fluturimi i femrave zvogëlohej ndjeshëm, dhe mbi të gjitha, vendosja e vezëve në të korra.
Kjo është thelbësore sepse shumë specie si Spodoptera littoralis (petulla e zezë) ose Spodoptera exigua (petulla jeshile ose krimbi i ushtrisë) Ato shkaktojnë pjesën më të madhe të dëmit gjatë fazës larvore. Parandalimi i femrave nga vendosja e vezëve në kulturë eliminon problemin, duke zvogëluar në mënyrë drastike popullatat e larvave që gllabërojnë gjethet dhe frutat.
Entomologu Miguel Ángel Miranda Chueca, Profesor i Zoologjisë në Universitetin e Ishujve Balearik, beson se kjo qasje ka bazë të fortë shkencoreKjo ndodh sepse shfrytëzon një gjuhë akustike (ultratinguj) që këto flutura e përdorin natyrshëm për të komunikuar me grabitqarët e tyre. Ai beson se ky lloj teknologjie mund të bëhet një metodë e re kontrolli brenda një sistemi të integruar të menaxhimit të dëmtuesve.
Kufizimet e ultrazërit kundër dëmtuesve të tjerë të zakonshëm
Edhe pse rezultatet me fluturat e gjinisë Spodoptera janë shumë premtuese, ekspertët bien dakord se Efektiviteti i ultrazërit nuk mund të përgjithësohet për asnjë dëmtues.Çdo specie ka biologjinë e vet shqisore dhe jo të gjitha përdorin dridhje ose ultratinguj për të komunikuar ose zbuluar kërcënime.
Një shembull i qartë është miza frutore (Ceratitis capitata)Insekti pickues është një nga dëmtuesit më të rëndësishëm që prek pemët frutore në mbarë botën. Sipas ekspertëve, ky insekt nuk përdor ultratinguj si mjet kryesor komunikimi, gjë që e ndërlikon shumë gjetjen e një frekuence dhe një "mesazhi akustik" që do ta bëjë atë të largohet ose të largohet. Pa këtë bazë biologjike, projektimi i një sistemi zanor vërtet efektiv është praktikisht i pamundur.
Diçka e ngjashme ndodh me dëmtuesit e brendshëm si p.sh. BuburrecatNë treg ka pajisje që pretendojnë se i largojnë buburrecat duke përdorur ultratinguj. Megjithatë, studiuese si Miranda Chueca argumentojnë se këto produkte janë biologjikisht të pakuptimta sepse buburrecat nuk i përdorin këto sinjale në një mënyrë që të mund të përdoret për t'i larguar ato në mënyrë efektive dhe të qëndrueshme.
Në rastin e MushkonjaTeoria ka pak më shumë bazë, pasi ato përdorin tinguj në sjelljen e tyre riprodhuese (për shembull, gumëzhitja karakteristike e krahëve të tyre për të tërhequr femrat). Megjithatë, studimet e disponueshme tregojnë se riprodhimi i këtyre tingujve Nuk ka një efekt të qartë zmbrapsësDhe deri më tani, nuk është identifikuar asnjë model tejzanor që mund t'i largojë ato vazhdimisht në kushte të botës reale.
Një fushë tjetër në të cilën është testuar ultratingulli është kontrolli i brejtësve siç janë minjtë, minjtë ose miu i fuqve, veçanërisht gjatë periudhave të infektimeve të forta bujqësore. Ne e dimë që këto kafshë mund të komunikojnë duke përdorur tinguj me frekuencë të lartë, për shembull, për njohje ose mbrojtje territoriale, dhe kjo ka çuar në projektimin e pajisjeve që supozohet se i largojnë. Megjithatë, provat shkencore sugjerojnë se efekti është maksimalisht i përkohshëmNjë zhurmë e re mund të jetë fillimisht e frikshme, por me kalimin e kohës kafshët kanë tendencë të mësohen me të, njësoj siç na ndodh ne njerëzve me një zhurmë të vazhdueshme bezdisëse.
Ndikimi ekologjik dhe "ndotja akustike" në fshat
Një çështje që nuk mund të anashkalohet është ndikimi ekologjik që mund të kenë emetimet e ultrazërit dhe dridhjet artificiale në një ekosistem bujqësor. Edhe pse qëllimi mund të jetë vetëm për të larguar ose tërhequr dëmtues të caktuar, e vërteta është se shumë organizma të tjerë e ndajnë atë mjedis dhe mund të preken nga këto sinjale.
Autorët e studimit japonez në PNAS vetë pranojnë se përdorimi i gjerë i këtyre pajisjeve mund të gjenerojë një të caktuar "Ndotje akustike" për speciet e tjeraEdhe pse ultratingujt nuk janë të dëgjueshëm për njerëzit, ato janë të dëgjueshme për shumë kafshë dhe mund të ndërhyjnë në komunikimin ose sjelljen e tyre nëse nuk përdoren në mënyrë të kontrolluar.
Për shembull, simulimi i vazhdueshëm i ultrazërave të lakuriqëve të natës, i projektuar për të trembur fluturat, mund të... ndikojnë edhe në fluturat e tjera të padëmshme të natës ose insekte që janë pjesë e dietës së zogjve ose grabitqarëve të tjerë. Duke modifikuar sjelljen e presë, një ekosistem i tërë mund të ndryshohet në mënyrë indirekte. zinxhirit ushqimor e cila është tashmë mjaft e sforcuar në sistemet bujqësore intensive.
Në një mjedis aq të humanizuar sa bujqësia, çdo ndërhyrje, sado me qëllime të mira, ka... pasojat në mjedisPrandaj, përpara se të zbatojnë zgjidhje në shkallë të gjerë bazuar në dridhje ose ultratinguj, entomologët këmbëngulin në nevojën për të studiuar më mirë këto efekte anësore të mundshme dhe për të vlerësuar nëse ato janë të pranueshme në krahasim me dëmin që synohet të shmanget.
Çelësi do të jetë gjetja e një ekuilibri midis efikasitetit dhe respektit mjedisorPërdorni sinjalet minimale të nevojshme, në kohë dhe vende të sakta, dhe kombinoni këto mjete me strategji të tjera (biokontrolli, menaxhimi i habitatit, varietetet rezistente, etj.) për të minimizuar përdorimin e kimikateve pa krijuar probleme të reja të padukshme.
Në fund të fundit, kontrolli i dëmtuesve duke përdorur dridhje dhe ultratinguj po vendoset si një fushë shumë e fuqishme e inovacionit Brenda bujqësisë së qëndrueshme, kurthet vibruese për insektet e drithërave, të afta t'i tërheqin ato përmes feromoneve dhe mikro-dridhjeve të riprodhuara elektronikisht, hapin derën për një kontroll të synuar që varet më pak nga insekticidet. Ndërkohë, emetuesit tejzanorë të frymëzuar nga lakuriqët e natës tregojnë se është e mundur të "mashtrohen" fluturat si Spodoptera dhe të zvogëlohet ndjeshëm vendosja e vezëve të tyre. Megjithëse mbeten sfida në lidhje me shkallëzueshmërinë, koston, kufizimet specifike të specieve dhe efektet e mundshme në format e tjera të jetës, të gjitha indikacionet sugjerojnë se këto teknologji do të integrohen progresivisht në programet e integruara të menaxhimit të dëmtuesve, duke u ofruar fermerëve një mjet tjetër për të mbrojtur të korrat e tyre pa dëmtuar mjedisin ose pa kompromentuar shëndetin e atyre që punojnë dhe varen nga toka.
