گروه خرید و نگهداری مرکز پژوهشهای غلات

روش های جایگزین استفاده از سموم شیمیایی در مبارزه با آفات انباری غلات

امروزه و با توجه به تأثیر نامطلوب اقتصادی آفات انباری و مقاوم شدن آن‏ها نسبت به حشره‏کش‏های متداول شیمیایی، یافتن روش های ایمن، مناسب، اقتصادی و بادوام جهت کنترل و کاهش خسارت این آفات ضروری به نظر می‏رسد. در انتخاب روش جایگزین، طرحی مطابق آن چه در شکل زیر نشان داده شده، می بایست بررسی گردد.

- عوامل مربوط به انتخاب يك روش جايگزين استفاده از سموم شيميايي.

به کارگیری سموم تدخینی به دلیل انتشار و نفوذ آن‏ها به درون توده محصول در میان روش‏های متعدد مبارزه با آفات انباری، مهم ترین روش بوده است. در چند سال اخیر بکار‏گیری تعداد زیادی از سموم تدخینی کنار گذاشته شده است. متیل بروماید از جمله سموم تدخینی می‏باشد که سبب تخریب لایه استراتوسفری اُزون گردیده و توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالت متحده آمریکا به عنوان دسته اول تخریب کننده‏‏های لایه اُزون طبقه بندی شده است که مصرف آن طبق برنامه‏ریزی جهانی در کشورهای توسعه یافته تا سال 2005 و در کشورهای در حال توسعه تا سال 2015 می بایست متوقف گردد (EPA, 2006). پس از آن که متیل بروماید به عنوان عامل تخریب لایه اُزون شناخته شد، استفاده از فسفین شدت یافت و عدم توجه به استاندارد‏های تدخین باعث بروز مقاومت‏های بیشتری در آفات نسبت به فسفین گردید. به طوری که در 45 کشور جهان گزارشاتی از مقاومت آفات انباری در برابر سم فسفین وجود دارد و از این‏رو جستجو جهت جایگزینی مناسب برای سموم فوق اجتناب ‏ناپذیر است (Fields, 1998). به این منظور و در طی سالیان اخیر، روش‏های متعددی در سطح آزمایشگاهی و صنعتی مطرح شده است.

در ادامه مهم­ترین روش­های مطرح جهت جایگزینی استفاده از سموم شیمیایی در ضدعفونی کردن غلات ذخیره شده در سیلوها مورد بررسی قرار می گیرد.

مبارزه فیزیکی با حشرات انباری

غلاتي که در سـيلو و يا انبار برای مدت نسبتاً طولاني ذخيره مي­شوند، اغلب توسط آفات انباري صدمه مي­بينند. در اکثر موارد، آسیب جدی توسط تعداد محدودي آفات که در غلات به سر مي برند، به وجود مي آيد. تکثير سريع حشرات زماني صورت مي­گيرد که درجه حرارت افزايش يابد که در­نتيجه آن دانه غله وزن خود را از دست مي­دهد. چنانچه شرايط براي رشد، نمو و فعالیت ميکروارگانيسم­ها مساعد باشد، به ويژه کپک­ها سريع رشد کرده و خسارات زيادي به دانه وارد مي­گردد.

از بهترين روش هاي مبارزه با آفات مي توان به روش هاي فيزيکي اشاره نمود. زيرا این روش ها اغلب کمترين خطر را براي انسان در پی دارند. اساس روش هاي فيزيکي مبارزه با آفات می تواند یکی از موارد ذیل باشد؛

روش هاي مکانيکي

 روش هاي عمده و مهم مکانيکي عبارتند از تله مکانيکي (تله از طريق چسبيدن آفات بر روي مواد، مکش و جمع آوري حشرات و گرد و غبار از طريق دستگاه هاي مختلف در آماده سازي مواد غذايي کاربرد دارد)، تله هاي آغشته به چسب (که آفات از طريق چسبيدن به آن ها در دام مي افتند)، دستگاه هاي مکش، الک کردن، هوادهي[1]، دوران، چرخش دادن، ضربه زدن و لرزش[2].

به طور مثال، دستگاه هايي وجود دارند که هوا را با فشار زياد عبور داده و با غله يا آرد برخورد مي کند. در اثر استفاده از چنين سيستمي مي توان با آفات انباري مبارزه کرد و به نتايج خوبي دست يافت.

تغيير در دما و رطوبت محیط

در اثر ایجاد افزايش و يا کاهش درجه حرارت، خشک کردن، هوادهي، افزايش و يا کاهش فشار هوا، کاهش اکسيژن هوا، و سایر پارامترهای محیطی مي توان فعاليت آفات را کاهش داده و یا مهار نمود.

ابتدايي‌ ترين روش مبارزه با حشرات و ضدعفوني كردن محصولات كشاورزي استفاده از گرماست. هنگامي كه مقدار گرما از 66 درجه سانتي‌گراد تجاوز مي‌كند قوه‌ رويشي دانه‌ها در معرض‌ خطر نابودي قرار مي‌گيرد. اگر دانه‌هاي غذايي را به طور مصنوعي گرما دهند، هرچه مقدار رطوبت دانه‌ها كمتر باشد اثر گرما در دگرگوني تركيب شيميايي و قوه‌ رويشي آن ها كمتر خواهد شد.

گرما يكي از عوامل بسيار مؤثر در رشد و نمو و فعاليت حشرات است. به طوري كه تخم شپشه گندم Sitophilus granarius در گرماي 16 درجه در 15 روز، در 25 درجه در 10 روز و در 28 درجه سانتي‌گراد در 6 روز تفريخ مي‌شود و طول دوره شفيرگي سوسك نان در گرماي 18، 20، 22، 25 درجه سانتي‌گراد به ترتيب 18، 13، 10 و 9 روز است.

بايد توجه كرد كه افزايش گرما براي هرگونه حشره تا حد معيني مي‌تواند مفيد باشد و اگر از اين حد تجاوز كند نه تنها مفيد نخواهد بود بلكه غيرقابل تحمل نيز خواهد شد، به اين سبب مي‌توان گفت كه هر حشره براي ادامه‌ زندگي داراي يك حداكثر، يك حداقل و يك درجه حرارت مناسب ويژه خود مي‌باشد.

بعضي از حشرات گرماي 42 درجه سانتي‌گراد را به خوبي تحمل مي‌كنند، ولي براي بسياري از اين حشرات اين مقدار به ويژه اگر مدت طولاني دوام پيدا كند، كشنده است.

غالب حشرات در گرماي كمتر از 10 درجه سانتي‌گراد، دير يا زود از بين مي‌روند. افزايش درجه حرارت محيط، به طور طبيعي در بالا رفتن گرماي انبار مؤثر است، اما گاهي اين افزايش مربوط به تشديد تنفس دانه‌هاي غلات و حبوبات و يا آلوده شدن محصول به حشرات، كنه‌ها، قارچ ها و باكتري ها مي‌شود.

فعاليت شديد حشرات در يك نقطه‌ انبار گندم، ممكن است حرارت محصول را در همان محل، تا ميزان 42 درجه سانتي‌گراد افزايش دهد. در چنين شرايطي ادامه‌ فعاليت براي حشرات غيرممكن شده و مجبور مي‌شوند به نقاط ديگر توده‌‌ محصول كه خنك‌تر است مهاجرت كنند و بدين ترتيب تهاجم ديگري به نقاط سالم آغاز مي‌شود.

باید در نظر داشت كه جلوگيري از افزايش گرماي غلات در انبارها يك امر ضروري و مهم مي‌باشد و هرگونه اقدامي مانند تهويه و حركت دوراني كه با اين منظور صورت بگيرد مي‌تواند از ازدياد جمعيت حشرات و فعاليت ساير عوامل زيانبار جلوگيري مي‌كند.

نتايج آزمايشات مختلفي که در چين انجام شده است نشان مي دهد در حرارت 45 درجه سانتي گراد به مدت 5 روز، بدون ایجاد تغییر چشمگیر در کيفيت دانه گندم ، 100 درصد آفات آن از بين مي رود. البته اصولاً حرارت هاي حدود 45 درجه سانتي گراد يا قدري کمتر، نسبت به حرارت هاي بالا به مراتب اثر منفي کمتري روي کيفيت و ارزش غذایی محصول مي گذارد. به عبارت ديگر حرارت هاي پايين حتي در مدت طولاني، اثر بهتري روي غلات داشته و کيفيت دانه را کمتر تغيير مي دهد. در جهت مبارزه با آفات انباري می توان از طریق ايجاد فشار زياد و يا فشار پايين در توده غله، به نتايج مشابهي دست يافت.

به عنوان مثالی در این زمینه، می توان به تأثیر دما بر چرخه زیستی سوسك نان اشاره کرد. تخم‌های این حشره در حرارت 18 درجه سانتي‌گراد به فاصله‌ي 28 روز و حرارت 28 درجه سانتي‌گراد به فاصله‌ي 8 روز تفريخ مي‌شوند. رشد تخم حشره در 4 درجه متوقف مي‌شود ولي در 5- درجه حدود 4 ماه زنده مي‌ماند. در درجه حرارت 22 درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي 70% لارو و 4 سن را به مدت‌هاي سن اول 7 روز، سن دوم 10 روز و سن سوم 14 روز و سن چهارم 20 روز يعني مجموعاً 51 روز و در درجه حرارت 18 درجه 6 سن را به مدت 110 تا 140 روز دارد. دوره‌ شفيرگي نيز در 18 درجه حرارت 18 روز و در 20 درجه 13 روز و در 27 درجه 9 روز، به طول مي‌انجامد. در مقابل كاهش گرما مقاومت زيادي نشان مي‌دهد. اگر گرماي محيط زيست آن به 10 تا 12 درجه برسد، حشره به حالت غير فعال در مي‌آيد، ولي اگر سرماي محيط به 10ـ درجه برسد سبب نابودي آن خواهد شد.

عوامل گرما و سرما در زندگي شپشه آرد مؤثر است. به این ترتیب که اگر گرماي محيط به 7 درجه سانتي‌گراد كاهش يابد تمام فعاليت‌ زيستي حشره كامل متوقف مي‌گردد. در گرماي 12 درجه حشرات كامل قادر بر جفت‌گيري نمي‌شوند و در گرماي كمتر از 15 درجه تخم‌ريزي حشره قطع مي‌گردد. دوره تكاملي لارو برحسب درجه حرارت تغيير مي‌كند. در حرارت 30 درجه 13 تا 14 روز و حرارت‌هاي پايين‌تر تا 4 ماه ممكن است به طول انجامد. حشره كامل زمستان را در مناطق سرد كه حرارت متوسطي بين 2 تا 7 درجه دارد بدون فعاليت مي‌گذارند، ولي در مناطق گرم و معتدل حالت استراحتي در آن ها ديده نمي‌شود. آزمايش هاي متعددي نشان داده است كه اگر گرماي محيط بر 50 درجه افزايش يابد به اين حشرات در تمام مراحل رشدي خود از بين مي‌روند و اگر گرماي محيط بر 60 درجه كاهش يابد در مدت كمتر از 24 ساعت تلف مي‌شوند.

لارو سوسك سياه آرد، در گرماي 28 درجه سانتي‌گراد در مدت 160 تا 180 روز به رشد كامل خود مي‌رسد. در اين مدت لارو 8 تا 10 بار پوست‌اندازي مي‌كنند، ولي در گرماي كمتر اين مدت به 300 تا 350 روز افزايش مي‌يابد كه در جريان آن 17 تا 18 بار پوست عوض مي‌كند.

روش هاي پرتودهي

پرتودهي با اشعه گاما توانسته است جايگاهي را در برخي از کشورها به دست آورد. همچنین مي توان از ساير روش ها از جمله امواج راديويي، مایکروويو، امواج کوتاه، اشعه ماوراء بنفش و اشعه مادون قرمز در مبارزه با آفات انباری استفاده نمود. بسياري از اين روش ها مي توانند در قسمتي از مراحل آماده سازي مورد استفاده قرار گيرند.

بر اساس آخرين اطلاعات به دست آمده در 35 کشور جهان، پرتودهي برخي از مواد غذايي مجاز است در حالي که استفاده از پرتودهي در برخي کشورها از جمله کشور آلمان در مورد مواد غذايي ممنوع اعلام گرديده است، مگر تحت شرايط خاص. در ميان اشعه ها، اشعه ايکس و اشعه گاما در فرآوری مواد غذايي کاربرد بیشتري دارند.

به طور کلي پرتودهي روي آفات اثر کشندگي داشته و در دُز يا مقدار پايين آفات را عقيم مي کند. اشعه ماوراء بنفش، نور معمولي و اشعه ليزر، با توجه به شدت يا مقادير متفاوت آفات اثر فلج کنندگي دارند. به هر حال قدرت نفوذ اشعه ماوراء بنفش و نيز اشعه مادون قرمز بسيار کم بوده و عملاً روي محموله، براي سطح معيني مؤثر است.

مايکروويو و اشعه های داراي فرکانس بالا، به علت قابليت نفوذ زيادي که دارند، امروزه در غلات اهميت بيشتري پيدا کرده است. اثر آفت کشي آن ها مربوط به گرمـازايي مي باشد.

تابش پرتوهای گاما بر روی حشرات با توجه به شدت و ضعف (دُز) پرتوها، سبب بروز اثرات متفاوتی بر روی مراحل مختلف زندگی این موجودات می گردد. دامنه کاربرد این پرتوها در زمینه مبارزه با حشرات مضر، امروزه از دزهای زیر کشنده[3] دراجرای روش عقیم کردن حشرات تا دزهای کاملاً مرگبار برای کشتن و ریشه کنی این موجودات کاربرد دارد.

این روش در خصوص مبارزه با آفات انباری در سیلوهای غلات نیز از نظر تئوری روشی کاملاً مؤثر بوده لیکن هزینه بالا، کاربرد آن را غیر اقتصادی نموده و لذا هر گونه تحقیق در این خصوص باید عمدتاً در راستای یافتن روش های کاستن از هزینه های این تکنیک باشد.

در یک تحقيق اثر دزهاي مختلف پرتو گاما برروي مراحل چهار گانه رشدي تعدادي از حشرات انباري مهم كشور مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصله نشان داده است که حداكثر دز تا 7/0 كيلوگري مي تواند كليه مراحل رشدي آن ها را متوقف نمايد.

در اين رابطه سه گروه عمده از محصولات شامل غلات، حبوبات و خشكبار از لحاظ آفات انباري مورد بررسي قرار گرفتند. حشراتي كه مورد مطالعه قرار گرفتند عبارتند از راسته بالپوكداران (Lepidoptera) شامل بيد غلات Sitotroga cerealell (Oliver)، شب پره هندي Plodia interpunctella (Hbn) و پروانه آرد Ephestia kuehniella (Zeller)  و از راسته سخت بالپوشان شپشه آردTribolium castaneum (Herbst) ، لمبه گندم Trogoderma granarium (Everts)، سوسك دانه غلات Rhizopertha dominica (Fabricius)، سوسك چهار نقطه اي حبوبات (Callosobruchus maculates fabricius) و شپشه دندانه دار Oryzaephilus surinamensis (Linnaeus). در مورد هر حشره چهار مرحله رشدي (تخم، لارو، شفيره و حشره كامل) تحت دزهاي مختلف پرتو گاما تا يك كيلوگري (براي هر دز سه تكرار) توسط دستگاه گاماسل (كبالت 60) موجود در بخش كشاورزي مركز تحقيقات كشاورزي و پزشكي هسته اي مورد پرتودهي قرار گرفته و با تيمارهاي شاهد (پرتودهي نشده) مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج كلي بدست آمده از بررسي اثر پرتو گاما برروي دو راسته بالپولكداران و سخت بالپوشان مطابق جدول (6-1) مي باشد؛

- اثر پرتو گاما برروي دو راسته بالپولكداران و سخت بالپوشان طی چهار مرحله رشد.

کنترل آفات انباری با استفاده از خاک دیاتومه

خاک دیاتومه[4] از بقایای فسیلی جلبک های تک سلولی تحت عنوان دیاتوم به وجود آمده ‏است. خاک‏ های دیاتومه با توجه به مواد تشکیل دهنده به رنگ‏های مختلف از سفید تا خاکستری یا زرد و قرمز و در اشکال متفاوتِ گرد، پهن و مسطح وجود دارند. فرم پهن خاک‏های دیاتومه سطح فعال بیشتری داشته لذا توانایی حشره‏کشی بالایی دارند (Korunic, 1997).

خاک‏های دیاتومه از جمله ترکیباتی می‏باشد که جهت حفاظت غلات، بقولات و دانه‏های روغنی در انبارها به کار گرفته می‏شود. دسترسی به اولین فرمولاســیون تجاری خاک دیاتومه در حدود سال 1960 امکان پذیر گردید.

هم اکنون فرمولاسیون‏های تجاری خاک دیاتومه بیش از 40 سال است که در ایالت متحده امریکا به کار گرفته می‏شوند و علاوه بر آن در کانادا، استرالیا، ژاپن، اندونزی و عربستان نیز برای کنترل آفات انباری ثبت شده‏اند (Armitage et al., 1998).

خاک‏های دیاتومه از دیاتوم‏هایی با منابع متفاوت بوجود آمده‏اند. مقدار کریستال سیلیکای موجود در خاک دیاتومه نقش موثری در قدرت حشره‏کشی آن‏ها ایفا می‏کند(Fields and Korunic, 2000) . به طور کلی خاک‏های دیاتومه‏ای که از دیاتوم‏های آب دریاها به وجود آمده‏اند، 2 تا 7 درصد کریستال سیلیکا دارند و خاک‏های دیاتومه‏ای که از دیاتوم‏های آب‏های شیرین (برکه، دریاچه، مرداب) ایجاد شده‏اند، محتوی کمتر از 1 درصد کریستال سیلیکا می‏باشند. فرمولاسیون‏های دریایی خاک ‏دیاتومه به دلیل داشتن مقدار کریستال سیلیکا زیاد قدرت حشره‏کشی بالاتری داشته و حدود 1/0 درصد وزنی از آن‏ها برای کنترل آفات انباری کافی است (Golob, 1997).

علاوه بر این، اندازه ذرات خاک‏های دیاتومه نیز در توانایی حشره‏کشی آن‏ها موثر است. میانگین اندازه ذرات تشکیل دهنده خاک‏های دیاتومه در صورتی که برابر و کوچکتر از 15 میکرومتر باشد مناسب است. مقدار اکسید سیلیسیم (SiO₂) موجود در خاک دیاتومه نیز در عملکرد آن موثر است. فرمولاسیون‏هایی که مقدار اکسید سیلیسیم آن ها بیشتر از 80 درصد باشد، توانایی حشره کشی بالاتری دارند (Korunic, 1997; Korunic and Ormesher, 1998.).

ذرات خاک‏ دیاتومه حاوی حفرات ریزی هستند که توانایی جذب مولکول‏های موم اپی‏کوتیکول حشره را دارند. لذا هنگام تماس با کوتیکول حشرات لایه مومی کوتیکول را جذب کرده، به مقدار کمی باعث ایجاد خراش بر روی سطح کوتیکول می‏گردد و سبب از دست رفتن آب بدن و مرگ حشره می‏شود (Ebeling, 1971).

استفاده از خاک‏های دیاتومه به منظور کنترل آفات انباری مواد غذایی (با تأکید بر غلات) به دو صورت انجام می گیرد؛

-    تیمار کردن انبار با خاک دیاتومه قبل از ذخیره‏سازی مواد غذایی

خاک‏های دیاتومه به صورت گرد و یا اسپری‏ وتابل جهت تیمار انبارهای خالی و وسایل نقلیه‏ای که برای حمل و نقل مواد غذایی به انبارها مورد استفاده قرار می‏گیرد، بعد از انجام اقدامات بهداشتی برای جلوگیری از ورود آفات به انبارها و ایجاد آلودگی‏های ثانویه بکار گرفته می‏شوند (Korunic et al., 1997).

روش گَردپاشی متداول‏تر بوده و با توجه به تحقیقات انجام گرفته استفاده از گرد مؤثرتر از روش اسپری‏پاشی وتابل در کنترل آفات انباری می‏باشد. به این دلیل در حالت اسپری‏ پاشی برای بالا بردن عملکرد خاک دیاتومه مقدار بیشتری از آن به کار گرفته می‏شود (Fields and Korunic, 2000). به طوری که در مورد فرمولاسیون Dryacide® خاک دیاتومه فرم گرد در حالت استاندارد به مقدار 2 گرم بر متر مربع مورد استفاده قرار می‏گیرد و فرم وتابل آن به مقدار 6 گرم بر متر مربع کاربرد دارد (Anonymous, 2002).

-    تیمار مواد غذایی با خاک دیاتومه قبل و در زمان ذخیره‏سازی آن

در صورت نیاز به تیمار مواد غذایی، این امر به یکی از سه حالت ذیل، قابل انجام می باشد؛

تیمار کل ماده غذایی با خاک دیاتومه

در صورتی که مقدار ماده غذایی انبار شده کم باشد از ابزار دستی برای مخلوط کردن خاک دیاتومه با کل توده استفاده می‏شود (Bridgeman, 1998).

در صورتی که مقدار ماده غذایی انبار شده زیاد باشد، از آن جا که مقدار خاک دیاتومه مصرف شده در مخلوط با کل توده زیاد خواهد بود، لذا خاک دیاتومه به دو روش مورد استفاده قرار می‏گیرد.

تیمار سطح رویی ماده غذایی با خاک دیاتومه

خاک دیاتومه فقط بر روی سطح ماده غذایی به مقدار 100 گرم در متر مربع استفاده می‏شود.

تیمار عمق بالایی ماده غذایی با خاک دیاتومه

فرمولاسیون‏های خاک دیاتومه به طور استاندارد برای تیمار 30 سانتی‏متر عمق بالایی مواد غذایی انبار شده بکار می‏روند (Nickson et al., 1994; Bridgeman, 1998).

به کارگیری این دو روش تیمار در انبارها و سیلو‏ها باعث می‏شود که مقدار مصرف شده خاک دیاتومه کاهش یابد و در نتیجه تأثیر نامطلوبی بر خصوصیات فیزیکی دانه نداشته باشد (Anonymous, 2002).

اســتفاده از خاک‏های دیاتومه مزایای زیادی به همراه دارد، که به شرح ذیل است؛

-      کاربرد خاک‏‏های دیاتومه راحت و آسان است (Golob, 1997).

-      خاک‏‏های دیاتومه روی طیف وسیعی از آفات انباری مؤثر هستند (Anonymous, 1999).

-   عمر انبارداری خاک‏‏های دیاتومه نامحدود است و تا زمانی که سطح دانه و انبار خشک باقی بماند، باعث حفاظت طولانی مدت مواد غذایی انبار شده به خصوص غلات می‏گردد (Fields, 1998).

-   خاک‏های دیاتومه پایدار بوده و بر خلاف ارگانوفسفات‏ها، در اثر گرما تجزیه نشده و مؤثر باقی می‏مانند. بنابراین بقایای شیمیایی سمّی روی مواد غذایی بر جا نمی‏گذارند و با مواد موجود در محیط زیست واکنش نشان نمی‏دهند (Quarles, 1992).

-   گزارشات متعددی در رابطه با مقاومت آفات انباری به برخی نگهدارنده‏ های غلات نظیر پیرتروئید‏ها، ارگانوفسفات‏ها، کاربامات‏ها، هیدروکربن‏های کلره، و برخی سموم تدخینی وجود دارد (Subramanyam and Hagstrum, 1995). در صورتی که تاکنون هیچ گونه مقاومتی از گونه‏های انباری به خاک دیاتومه گزارش نشده است (Anonymous, 2002).

-      خاک‏های دیاتومه بی‏بو هستند (Anonymous, 1999).

-      خاک‏های دیاتومه سـمّیت کمی روی پستانداران دارند و برای حشراتِ مفید و غیر هدف کم خطر هستند (Fields, 1998).

-   خاک‏های دیاتومه هیچ گونه تأثیر نامطلوبی بر کیفیت، طعم، ارزش نانوایی، خاصیت آرد و سایر خصوصیات دانه ندارند و استفاده از آن‏ها برای حفاظت غلات، بقولات و دانه‏های روغنی ثبت گردیده است (Aldryhim, 1990; Korunic et al., 1996).

-      خاک‏های دیاتومه توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالت متحده امریکا به عنوان یک ماده امن معرفی شده‏اند (Snetsinger, 1988).

-   خاک‏های دیاتومه حاوی سیلیکای بی‏شکل می‏باشند که با توجه به گزارش آژانس بین المللی تحقیقات سرطان، سیلیکای بی‏شکل متعلق به نسل سوم آفت کش‏ها بوده و شواهد و مدارک کافی برای خاصیت سرطان‏زایی آن وجود ندارد (IARC, 1997).

-      خاک‏های دیاتومه دوره کارنس نداشته و دانه بلافاصله پس از کاربرد این روش، قابل مصرف می‏باشد (Anonymous, 1999).

-      خاک‏های دیاتومه در آمریکا و کانادا به عنوان افزودنی غذا ثبت گردیده‏اند (Fields, 1998).

-   استفاده از خاک‏های دیاتومه در مقایسه با روش‏های فعلی کنترل آفات انباری در انبارها مقرون به صرفه و اقتصادی‏تر است (ضیائی و همکاران، 1385).

با وجود مزایای ذکر شده در خصوص استفاده از خاک دیاتومه در مبارزه با آفات انباری غلات، این روش مشابه سایر روش ها، با محدودیت‏های ذیل مواجه می باشد؛

-   خاک‏های دیاتومه در صورتی که در غلظت‏های بالاتر از حد استاندارد در تیمار غلات به کار گرفته شوند، کاهش وزن هکتولیتری دانه را سبب می‏گردند. البته تأثیر انواع مختلف خاک‏های دیاتومه در کاهش وزن هکتولیتری متفاوت می‏باشند (Korunic, 1998).

-   تیمار طولانی مدت (بیش از یک سال) غلات با خاک‏های دیاتومه موجب کاهش خاصیت روانی و در نتیجه چسبندگی دانه‏ها به ‏یکدیگر می‏گردد (Fields, 1998).

-   با توجه به عملکرد خاک‏های دیاتومه، در صورتی که رطوبت محیط و مواد غذایی انبار شده زیاد باشد خاک دیاتومه نمی‏تواند به خوبی مواد انبار شده را محافظت کند (Le Patourel and Singh, 1984).

-   خاک‏های دیاتومه نمی‏توانند با راندمان سموم تدخینی باعث کنترل مراحل نابالغ آفات درجه اول نظیر گونه‏های Sitophilus  و گونه R. dominica که در دانه به سر می‏برند، گردد (Fields, 1998).

-   احتمال بروز بیماری‏های تنفسی به فرمولاسیون‏های خاک دیاتومه‏ای که حاوی مقادیر بالایی کریستال سیلیکا می‏باشند، وجود دارد (McLaughlin, 1994).

استفاده از گاز ازن در ضدعفونی سازی غلات انباری

امروزه از سموم شيميايي به علت باقيمانده اي که در مواد غذايي مي گذارند، کمتر استفاده می گردد. به همين دليل در چند سال گذشته از گازهايي که باقيمانده ای در مواد غذايي ایجاد نمی کنند، مانند دي اکسيد کربن، ازت و ازن که مي توانند مراحل رشد و تکامل حشرات را به مخاطره اندازند، استفاده مي شود.

هواي اتمسفر را مي توان با اختلاط گازهاي مخلف مانند ازت، دي اکسيد کربن و همچنين اختلاط نسبت کم اکسيژن تغيير داد. مواد پُرکننده ديگري مثل گازهاي نادر (هليوم يا آرگون) مؤثرتر از گاز ازت نیستند، به همين دليل امروز از آن ها استفاده نمي شود.

يکي از مسائل مهم و حائز اهميت، غير قابل نفوذ بودن انبار يا کندو مي باشد. روش استفاده از کنترل هواي اتمسفر در کشورهايي مانند سوییس، استراليا و امريکا به منظور نگهداري غلات و مبارزه با آفات انباري در سطح نسبتاً قابل توجهي به اجرا در آمده است.

براي اينکه بتوان مراحل تکاملي آفات را مختل يا نابود ساخت، بايد به طور دائم و مستمر هواي اتمسفر را در طولاني مدت، طي چندين هفته يا ماه تحت کنترل قرار داد و انبار و کندو را کاملاً مسدود و غير قابل نفوذ نگه داشت.

کاهش اکسيژن موجود در محيط انبار، يکي از روش هاي فيزيکي است که در مبارزه با آفات انباري غلات به کار مي رود. اين روش تاکنون نتوانسته است در تمام اروپا جايگاه مهمي را به خود اختصاص دهد. در ايران نيز به دليل عدم وجود امکانات تکنولوژيکي و غيرقابل نفوذ بودن انبار و کندوها، روش نگهداري مورد اشاره نتوانسته است تا به امروز مورد اجرا درآيد.

Alder reichmuth با آزمايشاتي که در سال 1988 انجام داد، به اين نتيجه رسيد که با بکارگيري 70 درصد دي اکسيد کربن، 24 درصد ازت و 6 درصد اکسيژن طي يک هفته، شپشه آرد و شپشه دندانه دار فلج مي شوند. در حالي که چنانچه غله در طي شش هفته تحت تأثير مخلوط گازها با نسبت ذکر شده قرار بگيرد، کليه حشرات و لارو آن ها کشته مي شوند.

در کشور سوئیس براي نگهداري غلات، گاز دي اکسيد کربن را به منظور کاهش اکسيژن هوا، وارد کندو کرده که با این روش فعاليت آفات محدود و يا مهار مي گردد.

عامل اصلي سميّت روش تغيير هواي اتمسفر بر روی آفات، از يک سو بر مبناي کمبود يا فقدان اکسيژن استوار بوده و از سوي ديگر احتمال مي رود که دي اکسيد کربن باعث از کار انداختن اعضاي بدن آفات و فلج شدن آن ها می گردد.

همان گونه که پیش تر اشاره شد به مرور زمان مقاومت برخي آفات نسبت به آفت‌كش ها افزایش یافته است. بنابراين براي از بين بردن كامل این آفات، دز مصرف آفت‌كش افزایش مي‌‌یابد و يا تركيبي از چند آفت‌كش به صورت همزمان مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از آفت‌كش‌هاي تركيبي نتايج مطلوبي را در برخي از موارد بدست داده است. اما از آن‌جا كه بسياری از آن ها از سموم پايدار هستند، نگهداري و انبار كردن آن ها خطرات بسيار زيادي را براي سلامت انسان و محيط زيست فراهم نموده است.

براساس آمارها، سالانه چندين هزار نفر بر اثر عوارض ناشي از آفت‌كش ها مي‌ميرند و ميليون ها انسان نيز دچار بيماري مي‌شوند. آفت‌كش ها بيشترين اثرات را بر روي كودكان دارند، كه عمدتاً روي سيستم عصبي و مغز، سيستم هورموني و باروري آن ها در دوران بزرگسالي اثر مي كند.

با توجه به عوامل مذکور استفاده از آفت‌كش ها در بسياري از جوامع محدود گرديده است. منع استفاده از آفت‌كش ها خطرات ناشی از استفاده آن ها را كاهش نداده است. كشاورزان با تركيب تعداد زيادي از آن‌ها و استفاده از دز پايين‌تر نتايج مطلوبي بدست آورده‌اند، در حالی که اثرات سوء استفاده از آن ها بر روي بدن انسان كاملاً مشخص نشده و قوانيني هم براي استفاده از آن ها وضع نگرديده است. قوانين عمدتاً تركيب سموم و اثر متقابل آن ها را رد مي‌كند. در نتيجه تنها گزينه باقيمانده براي كشاورزان استفاده از آفت‌كش هاي ممنوع به صورت غيرقانوني است.

در راستای جايگزينی روش‌هاي نوين و كم خطر برای مبارزه با آفات انباري به جاي استفاده از سموم شيميايي (متيل برومايد و فستوكسين) استفاده از گاز ازن در سيلوهاي ذخيره‌سازي غلات، بر اساس تكنولوژي پذيرفته شده و مورد تأييد سازمان‌هاي جهاني و به عنوان گزينه برتر و به لحاظ اقتصادی ارزان‌تر، پيشنهاد شده است.

O₃ آلوتروپ سه اتمي اكسيژن يا اكسيژن فعال، از اجزاي طبيعي هوايي است كه ما هر لحظه تنفس مي‌كنيم. اين ماده زماني تشكيل مي‌شود كه اكسيژن با كسب انرژي از پرتو فرا بنفش خورشيد مانند آنچه در قسمت فوقانی جو اتفاق مي‌افتد، يا رعد و برق و قوس الكتريكي به دو اتم تفكيك مي‌شود. اتم‌هاي آزاد در گروه‌هاي 3 اتمي تركيب مجدد شده و ازن پديد مي آورند. اين ماده يكي از قوي‌ترين مواد اكسيد كننده طبيعي مي‌باشد كه به عنوان يك تركيب گندزدا و بوبر شناخته شده است. ازن يا اكسيژن فعال مواد خطرناك از جمله سموم قارچي، ويروس‌ها، مخمر‌ها، و جلبك‌ها را در سطح مولكولي از بين مي‌برد و با اكسيد كردن و حذف مواد خطرناك مانند فنل‌ها، نيترات‌ها، اوره، آمين‌ها، سيانيد‌ها و سموم كشاورزي و كاهش COD كارآمد و فعال است. این گاز مواد آلاينده را مي‌شكند و با عدم جايگزيني مواد مضر، سمي و خطر‌ناك، محيطي عاري از ميكروب را به وجود مي‌آورد. امروزه از گاز فعال ازن براي ضدعفوني کردن آب و تصفيه فاضلاب‌هاي شهري و صنعتي، شيرابه دفع زباله،‌ استخر‌هاي شنا و پرورش آبزيان و موارد متعدد دیگر استفاده مي‌شود. از ازن به دليل عدم توانايي مواد شيميايي ديگر مانند كلر در حذف كامل آلودگي‌هاي ميكروبي و توليد تركيبات گوناگون خطرناك و مضر همچنين عدم تغيير در كيفيت، ‌طعم و مزه آب به ويژه در كشور‌هاي صنعتي دنيا استفاده مي‌شود. استفاده از ازن محدود به صنعت آب و فاضلاب نيست و از آن به منظور بوزدايي و ضدعفوني کردن هوا و محيط در مكان‌هاي مختلفي از جمله بيمارستان‌ها و سالن‌هاي اجتماعات و در بخش‌هاي توليدي كارخانه‌هاي صنايع مختلف از جمله صنايع غذايي، شيميايي، دارويي، نساجی و نيز در منازل براي شستشو و ضد عفوني مي‌توان استفاده نمود. گاز ازن در شستشو و بسته‌بندي مواد غذايي مانند سبزيجات، ميوه‌ها و گوشت سبب افزايش كيفيت محصول و زمان ماندگاري آن مي‌شود، زيرا يكي از مشكلات در مورد نگهداري مواد غذايي فساد آن ها است كه عمدتاً به دليل آلودگي ميكروارگانيسمي است.

اداره غذايي و دارويي آمريكا[5] كاربرد گاز ازن را به عنوان يك ماده ضد باكتريايي در صنايع غذايي تصويب نموده است. مقدار مجاز ازن در گاز‌هاي تنفسي 60 قسمت در بيليون مي‌باشد. از بين گازهاي مختلف موجود در هوا تنها منوكسيد كربن بر ازن مؤثر بوده و به محض آزاد شدن گاز ازن،‌ مونوكسيد كربن موجود در محيط با اكسيژن اضافه ملكول تشكيل پيوند داده و به دي‌اكسيد كربن تبديل مي‌شود.

ازن يك اكسيد كننده قوي مي‌باشد كه به صورت عرضي با باند‌هاي دو‌گانه 8-9 حلقه فوران آفلاتوكسين‌ها اتصال برقرار مي‌كند و به صورت الكتروفيليك جذب فوران مي‌شود و قادر است در مدت چند دقيقه آفلاتوكسين‌ها را به طور كامل تجزيه كند.

دانشمندان دانشگاه Purdue در ايالات متحده كشف كردند كه گاز ازن مي‌تواند باعث نابودي حشرات در مرحله انبارسازي غلات گردد، بدون اينكه به كيفيت غذا و محيط لطمه وارد سازد. همچنین گاز ازن به عنوان ضدعفوني كننده قوي و بهترين جايگزين سموم شيميايي (متيل برومايد و فستوكسين) مورد توجه پژوهشگران در آمريكا، كانادا، اروپا، استراليا قرار گرفته است. با توجه به گزارش اخیر، تحقيقات دانشمندان آمريكا و اروپا نشان می دهد گاز ازن حشرات تهديد كننده انبار مواد غذايي را مهار كرده و از بين مي‌برد.

تحقيقات صورت گرفته در دانشگاه Purdue نشان می دهد استفاده از ازن با وجود عمر کوتاه آن، ماندگاري محصولات انباري را تضمين مي‌كند و جايگزین بهتري نسبت به مواد شيميايي مي‌باشد.

تحقيقات در این زمینه در واكنش به پروتكل مونترال در سال 1987 انجام گرفته است. مطابق این پروتکل، توافقنامه بين‌المللي در جهت منع مصرف مواد خطرناك براي لايه ازن خصوصاً متيل برمايد و فستوكسين در برابر آفات کشاورزی و انباری غلات تنظیم شده است.

از گاز ازن طی مرحله ذخیره سازی برنج، ذرت، گندم، سويا و ذرت استفاده مي‌كنند. مطالعات گذشته كارآمدي گاز ازن در حذف و نابودي حشرات در محفظه‌هاي ذخيره سازي در سيلوها را نشان می دهد. رفتار لايه ازن در مقابل غلات شامل دو بخش است؛ در ابتدا ازن از غلات به آهستگي مي‌گذرد، در این میان گاز واكنش نشان مي‌دهد يا به آن ماده مي‌چسبد. اولين برخورد ازن امكان واكنش به سطح غلات می دهد. در دومين بخش گاز به سرعت از غلات مي‌گذرد، زيرا واكنش آهسته با غلات انجام نمي‌دهد. اين امر به ازن امكان نابودي حشرات با برخورد و واكنش مستقيم را مي‌دهد.

آزمايش غلات متفاوت به دانشمندان امكان پاسخ به دو پرسش اساسي را مي‌دهد. سؤال اول در خصوص  نحوه جريان ازن در توده غلات مختلف مانند ذرت یا گندم (که تخلخل آن کمتر است)، و دومين سؤال پیرامون نحوه ارائه تأیید تأثیر ازن بر كيفيت غلات ذخیره شده می باشد.

در این رابطه Dirk Maier به بررسي تأثیر و میزان کارآمدی نحوه جريان گاز ازن در طول مرحله ذخيره سازي در سيلوهاي غلات پرداخته است. Woloshuk - Charles به بررسي تأثيرات ازن بر روي كپك ها و قارچ‌هاي سمي پرداخته اند. Fldelmendes به بررسي کیفیت محصولات نهايي توليدي از غلات تیمار شده با ازن مي‌پردازد. اين تيم به بازبيني نحوه رفتار ازن بر مقدار اسيدهای آمينه مهم، اسيدهای چرب ضروری و چربي توليد شده به وسيله بدن مي‌پردازد. نتایج نشان داده است استفاده از ازن در کنترل آفات انباری غلات، باعث تفاوت قابل ملاحظه ای در ارزش غذايي و متابوليزم اين مواد در غلات بررسي شده نمي‌شود.

محققان طی بررسی های متعدد به آزمايش عملكردهاي متفاوت ازن بر روي حشرات مختلف پرداخته و دريافتند كه این گاز كشنده و عامل مهلك حشره است. در همین زمینه و بر اساس تحقيقي كه در دانشگاه Ryerson (تورنتو كانادا) بر روي جو انبار شده صورت گرفته است، مشخص شد كه ازن مي‌تواند در مدت 5 دقيقه عوامل كپك و قارچ را به ميزان 96% نابود كند. اين تحقيق فوايد و ضرورت استفاده از ازن در نگهداري غلات انبار شده را به اثبات مي‌رساند.

ازن ميكروارگانيسم هاي مختلف نظير انواع باكتري ها، ويروس ها، پروتوزوئرها، قارچ ها، مخمرها و اسپورها و هاگ هاي منتشر شونده از طريق آب و هوا را از بين مي برد. باكتري ها، ميكروارگانيسم هاي كوچك تك ياخته اي هستند كه داراي ساختمان ساده و ابتدايي مي باشند. فشار اسمزي داخلي اكثر باكتري ها حدود 5 تا 20 اتمسفر مي باشد. اين امر به علت غلظت زياد مواد محلول درون سلولي است. اسكلت محكمي دور سلول باكتري بنام ديواره سلولي از انفجار و پاره شدن غشاء به علت اختلاف فشار اسمزي درون و بيرون باكتري جلوگيري مي كند. مولكول ازن با حمله به جدار سلول باكتري موجب از هم گسيختگي و پارگي ديواره سلولي و در نتيجه مرگ باكتري مي گردد.

ويروس ها نيز دسته دیگری از ميكروارگانيسم ها مي باشند. ليكن به وضوح از ديگر سلول ها متفاوتند. ويروس ها ذراتي غير مستقل هستند كه تنها در داخل سلول ميزبان تكثير مي يابند. هر ذره ويروس شامل يك مولكول اسيد نوكلئيك (DNA يا RNA) مي باشد. در اطراف اين مولكول پوششي از جنس پروتئين قرار دارد كه كاپسيد[6] ناميده مي شود. وظيفه كاپسيد محافظت از اسيد نوكلئيك ويروس و امكان پذير نمودن اتصال و دخول ويروس به سلول ميزبان مي باشد. مولكول هاي ازن با نفوذ از ميان پوشش پروتئيني، اسيد نوكلئيك ويروسي را تخريب مي كنند و در غلظت هاي بالاتر با تخريب پروتئين كاپسيد، سلول ويروسي را منهدم مي نمايند.

در جدول (6-2)، تعدادي از ميكروارگانيسم‌هاي بيماريزای حساس به ازن معرفی شده است؛

- ميكرو ارگانيسم‌هاي  بيماري‌زا حساس به ازن.

علاوه بر موارد و موضوعات مطرح شده، استفاده از گاز ازن به جاي سموم شيميايي داراي توجيه اقتصادي است و هزینه اجرایی این روش، از هزينه خريد و تهيه مواد شيميايي جهت از بين بردن آفات انباري کمتر مي‌باشد. مزایای دیگر این روش را می توان در غالب موارد ذیل مطرح نمود؛

-      مزاياي ازن ژنراتور به این صورت که توليد ازن در محل انجام مي‌شود و ماده اوليه آن هوا يا اكسيژن مي‌باشد.

-      قابلیت حمل و جابجايي و استفاده چند منظوره از تجهیزات آن، فراهم می باشد.

-      كمترين مصرف انرژي در مقایسه با سایر روش ها را دارد (براي هر سيلوي ذخيره مواد حداكثر 3 كيلو وات).

-      هيچ گونه آلودگي در محيط ايجاد نمي‌كند، بلكه عاملي براي ترميم لايه ازن مي باشد.

-      امكان بومي‌سازي دانش فني آن فراهم مي‌باشد.

-      با يكبار خريد دستگاه ژنراتور ازن، امکان استفاده دائم آن براي سال‌هاي متمادي فراهم می شود.

-      افزايش اطمينان در توليد محصولات سالم و بي‌خطر، از مشخصه های روش می باشد.

-      كمترين استهلاك در زمان استفاده و هزينه نگهداري بسيار پايين را به همراه دارد.

-      دارا بودن قابلیت استفاده مداوم و فراهم ساختن امکان كنترل، از مزایای روش است.

-      حفاظت از محيط زيست و سالم‌سازي محيط كار از ويروس ها، باكتري‌ ها و از بين برنده بوهاي نامطبوع را حاصل می سازد.

کنترل بيولوژيکي حشرات انباری

تمامي آفات به طور طبيعی داراي دشمناني هستند و با توجه به شـرايط آب و هوايي و منابع غذايي، جمعيت آن ها محدود مي شود. كنترل بيولوژيكي، استفاده از دشمنان طبيعي براي كنترل آفات و حشرات است.

تاکنون كنترل بيولوژيكي در سلامت انسان و محيط اثر سوئی نشان نداده است، ولي با استفاده از آفت كش هاي شيميايي سلامت انسان به خطر مي افتد. دشمنان طبيعي با رفتارها و نيازهاي محيطي ويژه، به عنوان انگل حشرات يا آفات عمل مي كنند. البته باید توجه داشت که اگرچه كنترل بيولوژيكي اثراتي دارد و جمعيت آفات را كم مي كند، اما ممكن است دشمنان طبيعي منطقه را ترك كنند. همچنين مغايرت شــرايط آب و هوايي و تغييرات در روش هاي توليد محصول مي تواند جمعيت دشـمنان طبيعي را كاهش دهد. دراين دو مورد شيوع و حمله آفت ممكن است تكرار شود.

به بیان کلی در روش بيولوژيکي، از خواص طبيعي برخي از موجودات زنده مانند باکتري ها، ويروس ها، کنه ها و برخي از زنبورها عليه آفات استفاده مي گردد. به عنوان مثال از زنبور Lariophagus distinguendus برای پارازیته کردن شپشه گندم Sitophilus granaries در سـیلوهای ذخیره سازی گندم، استفاده می شود.

در این روش واکنش هاي طبيعي آفات اهميت فراوانی دارد و از روي تحريکات معيني از جمله بينايي، شنوايي و يا بويايي مانند pheromone و يا عوامل کنترل کننده رشد، مي توان با آفات مبارزه کرد.

مثالی دیگر نشان می دهد، براي مبارزه با شپش گندم علاوه بر مواد شيميايي، روش هاي مؤثر بيولوژيکي وجود دارد. در مورد ساير آفات از روش هاي بيولوژيکي مختلفي استفاده مي گردد. في المثل مي توان با پارازنيت هاي Hymenoptra در مبارزه با آفات انباري اشاره کرد. برخي از پروتوزوآ[7] موجب بيماري حشرات مي گردد. از باکتري ها، قارچ ها و نيز انواع مختلف ويروس مي توان در مبارزه با آفات انباري استفاده کرد. در ميان باکتري ها مي توان به Bacillus turingieniuss اشاره داشت که در سطح تجاري و در برخي از کشورها در مبارزه با آفات مورد استفاده قرار مي گيرد و مي تواند در مبارزه با بيد نيز مؤثر باشد.

کنترل بيولوژيکي و فیزیکی موش های انباری

دشـمنان موش ها حيواناتي از قبيل سگ، گربه، روباه، جغد، مار و ديگر حيوانات شـکاري هستند. از طريق سنتز کردن برخي از مواد و آغشـته کردن اين مواد به چوب، فلز و يا مواد سنتتيک[8] مي توان با موش ها مبارزه کرد و آن ها را به دام انداخت، که اين خود يکي از روش هاي بيوفيزيکي مي باشد.

به منظور مبارزه با موش های انباری مي توان از روش هاي مختلفي نظير استفاده از امواج فراصوت (اولتراسونيک[9]) و تله ها استفاده کرد.

ü   استفاده از اولتراسونيک به منظور متواري کردن موش ها: به منظور متواري ساختن موش ها، از اولتراسونيک با فرکانس حدود 40-22 کيلو هرتز استفاده مي گردد. يکي از معايب استفاده از چنين سيستمي،  قابليت تطابق موش در درازمدت مي باشد.

ü  تله ها: تله ها در دو نوع موجود مي باشند. تله های زنده گیر (تله هايي که موش را به صورت زنده به دام مي اندازند)، و تله های کشته گیر (تله هايي که موش را مي کشند).