12:50 م
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : السموم النباتية و مكافحة الآفات
اعداد : ا.د زيدان هندي عبد الحميد
عدد صفحات الكتاب : 664 صفحة
إن السموم الطبيعية تشكل مصدراً لفئات كيميائية جديدة من المبيدات الحشرية،
فضلاً عن جزيئات أكثر أماناً من الناحية البيئية والسمية من العديد من
المبيدات الحشرية المستخدمة حالياً. فضلاً عن ذلك، فإنها غالباً ما تحتوي على
مواقع جزيئية مستهدفة لا تستغلها المبيدات الحشرية المتداولة في السوق
حالياً. وهناك منتجات ناجحة للغاية تعتمد على مركبات طبيعية في فئات المبيدات
الحشرية الرئيسية. وتشمل هذه المنتجات مبيد الأعشاب جلوفوسينات
(فوسفينوثريسين صناعي)، ومبيدات الحشرات سبينوساد، ومبيدات الفطريات
ستروبيلورين.
في العالم المتقدم، يتم التحكم في الآفات إلى حد كبير باستخدام المواد
الكيميائية السامة لها. الغالبية العظمى من هذه المبيدات هي مركبات صناعية،
بعضها يعتمد على سموم طبيعية، وبعضها عبارة عن نسخ صناعية من السموم
الطبيعية. فضلت صناعة المبيدات الحشرية المبيدات الصناعية لعدة أسباب، بما
في ذلك: (1) الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمركبات الطبيعية النشطة ضد
الآفات غالبًا ما تكون غير مناسبة للاستخدام كمبيد حشري؛ (2) السموم
الطبيعية غالبًا ما تكون معقدة هيكليًا للغاية (على سبيل المثال، مراكز
متعددة من الخلايا) بحيث لا يمكن اعتبارها مبيدات حشرية اقتصادية؛ (3) يمكن
غالبًا تحسين فعالية المبيدات الحشرية عن طريق التغيير الهيكلي؛ (4) غالبًا
ما يتم الحصول على الملكية الفكرية للمركبات الصناعية والدفاع عنها بسهولة
أكبر.
ومع ذلك، تتغير احتياجات المبيدات الحشرية وصناعة المبيدات الحشرية. هناك
حاجة متزايدة لإنتاج مبيدات حشرية أكثر سمية وصديقة للبيئة، وغالبًا ما
تلبي المنتجات الطبيعية هذه الحاجة. هناك رغبة قوية في استخدام الكيمياء
"الأكثر خضرة" في مكافحة الآفات، وخاصة في المناطق الحضرية وفي إنتاج
المحاصيل البستانية الصالحة للأكل. إن تكلفة الموافقة التنظيمية على بعض
مبيدات الآفات الطبيعية أقل كثيراً من تكلفة المبيدات الاصطناعية. فقد طورت
الآفات مقاومة للعديد من المبيدات الحالية، وغالباً ما يكون ذلك من خلال
تغييرات في موقع الهدف الجزيئي. وبالتالي، هناك حاجة إلى مبيدات ذات مواقع
هدف جزيئية جديدة وأساليب عمل جديدة. وغالباً ما تحتوي المبيدات الطبيعية
على مواقع هدف جزيئي ليست من بين مواقع المبيدات الاصطناعية (كما تمت
مراجعتها في ). وأخيراً، فإن إنتاج الأغذية العضوية ينمو بشكل مطرد
في العالم المتقدم، ولن يقبل المزارعون العضويون إلا المبيدات الطبيعية.
لكي تكون المبيدات مقبولة، يجب ألا تكون سامة للغاية تجاه الكائنات غير
المستهدفة، وخاصة البشر. ومع ذلك، لكي تكون فعالة، يجب أن تكون سامة للغاية
تجاه أهدافها المقصودة. إن آلية هذا النوع من الانتقائية غالباً ما تكون
استهداف موقع هدف جزيئي لا يوجد إلا في الآفة أو، إذا كان موجوداً في
كائنات أخرى، يكون عرضة بشكل خاص للآفة؛ على سبيل المثال، شكل إنزيم يختلف
بشكل كبير عن شكل الكائنات الحية الأخرى.
منذ منتصف القرن العشرين، حلت مبيدات الأعشاب الاصطناعية محل طرق أخرى
لإدارة الأعشاب الضارة، مما أدى إلى تقليل التكلفة بشكل كبير، مع زيادة
كفاءة مكافحة الأعشاب الضارة. يعتمد عدد قليل من مبيدات الأعشاب وفئات
مبيدات الأعشاب على السموم الطبيعية، على الرغم من الدراسة الكبيرة لهذا
الموضوع والعديد من براءات اختراع مبيدات الأعشاب للسموم الطبيعية
ومشتقاتها. هناك بعض الاستثناءات. تمت مراجعة هذا الموضوع مسبقًا بالتفصيل
.
مبيد الأعشاب جلوفوسينات هو مزيج راسيمي من فوسفينوثريسين L وD.
جلوفوسينات هو مبيد أعشاب غير انتقائي يتم تطبيقه على الأوراق ويعتبر أحد
أكثر مبيدات الأعشاب أمانًا من وجهة نظر السمية أو البيئية. يتم إنتاج
L-phosphinothricin (حمض البوتانويك، 2-أمينو-4-(هيدروكسي ميثيل
فوسفينيل)-، (2S)-) (الشكل 1)، وهو مثبط قوي وغير قابل للعكس لإنزيم
الجلوتامين سينثيز (GS)، بواسطة ميكروب التربة Streptomyces hygroscopicus.
يؤدي تثبيط GS في النباتات الخضراء إلى تراكم الأمونيا وتثبيط سريع للتنفس
الضوئي .
إن تأثيرات الفوسفينوثريسين على النباتات سريعة جدًا بحيث لا يمكن أن تكون
بسبب انخفاض تخليق البروتين بسبب انخفاض الجلوتامين والأحماض الأمينية
الأخرى المشتقة من الجلوتامين. كان يُعتقد أن مستويات أيونات الأمونيوم
العالية التي يسببها الفوسفينوثريسين تسبب استجابة سريعة للتسمم النباتي.
ومع ذلك، لم يدعم هذا الرأي الاكتشاف بأن تأثيرات مبيد الأعشاب تتحسن عن
طريق تزويد النبات بالجلوتامين. لا تنخفض مستويات أيونات الأمونيوم بواسطة
الغلوتامات. يبدو أن معظم السمية النباتية الناتجة عن تثبيط عملية التنفس
الضوئي في نباتات C3 ترجع إلى التثبيط السريع لعملية التنفس الضوئي، مما
يؤدي إلى تراكم الجليوكسيلات في البلاستيدات الخضراء، مما يؤدي إلى تثبيط
إنزيم ريبيلوز بيسفوسفات كاربوكسيلاز. وعندما يتوقف تثبيت الكربون في
الضوء، تحدث سلسلة من الأحداث التي تنتهي بضرر ضوئي ديناميكي شديد.
-------------------
تنزيل الكتاب :
ليست هناك تعليقات: