ضدعفونی بذر، مزایا و معایب آن
ضدعفونی بذر به تیمار بذر با مواد شیمیایی یا بیولوژیکی گفته می‌شود که برای کنترل ارگانیسم‌های بیماری‌زا، حشرات یا سایر آفات روی بذر اعمال می‌شود.
فهرست محتوا این مقاله
مقدمه
از زمان‌های بسیار قدیم، کشاورزان با روش‌های مختلفی با بیماری‌ها و آفات مبارزه می‌کردند. بیش از ۳۰۰ سال پیش، ضدعفونی بذر به روش‌های کنترل آفات اضافه شد. اولین ضدعفونی‌های بذر با مواد شیمیایی معدنی ساده مانند محلول‌های نمک یا آهک بود. از طریق ترکیبی از تصادف و آزمون‌وخطا، مشخص شد که آن‌ها از بروز بیماری سیاهک گندم می‌کاهند. در اوایل دهه ۱۸۰۰ محلول سولفات مس نسبت به آهک در کنترل پوسیدگی بهتر عمل کرد. در دهه ۱۹۲۰، پودر کربنات مس جایگزین سولفات مس شد زیرا برای بذر راحت‌تر و ایمن‌تر بود.
در دهه ۱۹۳۰، ضدعفونی‌کننده‌های آلی جیوه دار در برابر تعدادی از بیماری‌های بذرزاد موفقیت زیادی کسب کردند. این درمان‌های مبتنی بر جیوه در سال ۱۹۷۰ به دلیل خطر مسمومیت اتفاقی با جیوه کنار گذاشته شد. پس از جنگ جهانی دوم، انواع مختلفی از قارچ‌کش‌ها و حشره‌کش‌های غیرسیستمیک آلی مفید تولید شد. در آغاز ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ چند گروه از مواد شیمیایی آلی سیستمیک جهت ضدعفونی بذر تولید شد. در دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، محققان اولین ضدعفونی‌کننده‌های بیولوژیک بذر را بر اساس کنترل بیولوژیک با میکروارگانیسم‌های زنده ایجاد کردند.
مهم‌ترین چیز در کشاورزی استفاده از بذور تمیز و عاری از بیماری و آفت و بذور گواهی‌شده است. به‌منظور به‌دست‌آوردن گیاهان عاری از باکتری و قارچ، روش‌های بسیار متنوعی مورداستفاده قرار گرفته است که استفاده از بذر خالص و بذر ضدعفونی شده یکی از آن روش‌هاست.
ضدعفونی بذر چیست؟
ضدعفونی بذر به تیمار بذر با مواد شیمیایی یا بیولوژیکی گفته می‌شود که برای کنترل ارگانیسم‌های بیماری‌زا، حشرات یا سایر آفات روی بذر اعمال می‌شود. سموم ضدعفونی‌کننده بذر شامل باکتری‌کش، قارچ‌کش و حشره‌کش است. ضدعفونی بذر بیشتر روی بذرهای کامل مانند ذرت، گندم یا سویا (که دارای پوشش بذر است و رویان را احاطه کرده است) استفاده می‌شود. بااین‌حال، برخی از ضدعفونی‌کننده‌های بذر را می‌توان روی مواد تکثیر رویشی مانند پیاز، بنه یا غده استفاده کرد.
نکته: تنظیم‌کننده‌های رشد، ریزمغذی‌ها و باکتری‌های ریزوبیوم و تثبیت‌کننده نیتروژن مواد ضدعفونی‌کننده بذر را شامل نمی‌شوند زیرا برای کنترل آفات در نظر گرفته نشده‌اند.
مزایا و خطرات ضدعفونی بذر
در بسیاری از محصولات از ضدعفونی بذر برای کنترل انواع آفات و بیماری‌ها استفاده می‌شود. ضدعفونی بذر معمولاً برای اطمینان از استقرار یکنواخت گیاه با محافظت در برابر عوامل بیماری‌زا و حشرات خاکزاد استفاده می‌شود. ضدعفونی بذر در ازبین‌بردن عوامل بیماری‌زای بذر زاد، ازجمله بیماری زنگ و سیاهک گندم و جو موفقیت زیادی داشته است. از روش‌های ضدعفونی بذر می‌توان برای سرکوب پوسیدگی ریشه در محصولات خاص استفاده کرد. برخی از ضدعفونی‌های سیستمیک و جدید بذر می‌تواند مکمل یا جایگزینی برای محلول‌پاشی با قارچ‌کش یا حشره‌کش برای برخی از بیماری‌ها و حشرات خاص در اوایل فصل باشد.
ضدعفونی بذر اگرچه فواید مهمی دارد اما خطرات خاصی را نیز به همراه دارد. یکی از خطرات آن قرارگرفتن کارگران در معرض سم است. خطر دیگر اختلاط تصادفی بذرهای ضدعفونی شده با غذا یا بذرهای خوراکی است. خطر سوم آلودگی تصادفی محیط از طریق استفاده نادرست از بذرهای ضدعفونی شده یا مواد شیمیایی ضدعفونی‌کننده بذر است. همه این خطرات را می‌توان با آموزش صحیح و استفاده صحیح از سموم دفع آفات بذر به حداقل رساند.
استفاده از ضدعفونی بذر در برنامه مدیریت تلفیقی آفات (IPM)
ضدعفونی بذر باید به‌عنوان ابزاری در یک برنامه مدیریت تلفیقی آفات در نظر گرفته شود. استفاده از ترکیبی از روش‌های زراعی، مقاومت میزبان، کنترل بیولوژیکی و روش‌های شیمیایی به‌طور هم‌زمان باعث به‌حداقل‌رساندن خسارات اقتصادی ناشی از آفات، جلوگیری از تولید بیوتیپ‌های جدید آفت که به سموم دفع آفات مقاوم هستند، به‌حداقل‌رساندن تأثیرات منفی بر محیط‌زیست و جلوگیری از باقی‌مانده سموم دفع آفات در مواد غذایی می‌شود. یک برنامه IPM باید آفات مهم را شناسایی کند، گزینه‌های مدیریت آفات را تعیین کند و گزینه‌های مختلف مدیریتی را برای دستیابی به اهداف ذکرشده در بالا با هم ترکیب کند. برای استفاده مؤثر از ضدعفونی‌کننده‌های بذر، درک اهداف درمان بذر، گزینه‌ها یا مکمل‌های ضدعفونی بذر و مزایا و معایب مختلف ضدعفونی‌های بذر بسیار مهم است.
اهداف ضدعفونی بذر
کنترل عوامل بیماری‌زای بذر زاد
پاتوژن‌های منتقله از طریق بذر و عامل بیماری ممکن است در سطح بذر ایجاد شود، در شکاف‌ها یا شکاف‌های بذر پنهان شود و یا به‌صورت عفونت در اعماق بذر سالم باشد. این عوامل بیماری‌زا ممکن است به سه دلیل مهم باشند.
۱. برخی از عوامل بیماری‌زا در خاک یا بقایای محصول زنده نمی‌مانند و برای بقا و انتقال بین محصولات به بذر وابسته هستند. به‌عنوان‌مثال می‌توان به قارچ‌هایی اشاره کرد که باعث ایجاد زنگ گندم یا سیاهک گندم می‌شود.
۲. حتی اگر یک عامل بیماری‌زا بتواند در خاک یا بقایای گیاهی زنده بماند، به علت بذرزاد بودن در صورت وجود بذر شروع به فعال‌شدن می‌کند و در نتیجه منجر به بیماری می‌شود. به‌عنوان‌مثال می‌توان قارچی را نام برد که باعث لکه برگی Septoria در گندم می‌شود.
۳. پاتوژن‌های منتقله از بذر ممکن است از طریق حمل‌ونقل بذر به مکان‌های جدید برسند (مانند قارچ سیاهک گندم و یا باکتری عامل پوسیدگی سیاه کلمیان).
از ضدعفونی بذر غالباً می‌توان برای کنترل عوامل بیماری‌زایی که روی بذر یا درون بذر وجود دارند استفاده کرد. انتخاب ضدعفونی بذر ممکن است به این دلیل باشد که عامل بیماری‌زایی داخلی یا خارجی باشد. به‌عنوان‌مثال، هر دو قارچ‌کش سیستمیک و غیر سیستمیک (تماسی) می‌توانند آلودگی سطحی بذر گندم توسط هاگ قارچ سیاهک را از بین ببرند. بااین‌حال، قارچ عامل زنگ گندم در جنین بذر وجود دارد و با قارچ‌کش تماسی قابل‌کنترل نیست. در این حالت، برای کنترل پاتوژن داخلی، به یک قارچ‌کش سیستمیک نیاز است.
حفاظت از بذر و نهال
بذرها و نهال‌ها در برابر بسیاری از آفات خاک‌آلوده، آسیب‌پذیر هستند. حشرات و عوامل بیماری‌زا می‌توانند بذرهای جوانه‌زده و گیاهان جوان (گیاهانی که نسبتاً لطیف و فاقد ذخایر غذایی برای بهبود از آسیب‌ها و یا زنده ماندن در دوره‌های طولانی تنش هستند) را از بین ببرند. نمونه‌هایی از تنش شامل باران‌های شدید، خاک‌های رسی و سنگین (که منجر به پوسته‌پوسته شدن سطح خاک می‌شوند)، تراکم بالا، کاشت عمیق، دمای پایین خاک، خشکی خاک و … است. در شرایط وجود تنش، تعدادی از عوامل بیماری‌زای تهاجمی یا حتی نسبتاً ضعیف می‌توانند فعال شده و باعث ازبین‌رفتن گیاهان و در نتیجه کاهش عملکرد شوند.
ضدعفونی بذر می‌تواند از بذر و نهال در برابر حمله حشرات خاص و عوامل بیماری‌زا محافظت کند. قارچ‌کش‌ها یا حشره‌کش‌ها مانعی شیمیایی بر روی سطح بذر جوانه‌زده تشکیل می‌دهند. این مانع از بذر جوانه‌زده در برابر حشرات جونده مانند کرم‌های مفتولی، یا عوامل بیماری‌زای خاکزاد مانند پیتیوم محافظت می‌کند. برخی از سموم سیستمیک بذر می‌توانند از بذرهای تازه جوانه‌زده در برابر حشرات مکنده مانند شته‌ها یا بیماری‌های شاخ‌وبرگ و ریشه مانند پوسیدگی محافظت کنند. ضدعفونی بیولوژیکی بذر نیز می‌توانند از گیاهان جوان در برابر پوسیدگی ریشه محافظت کند. اگرچه مدت‌زمان محافظت ممکن است محدود باشد، اما تأخیر در آلودگی می‌تواند تلفات را کاهش دهد. برای بیماری‌هایی مانند پوسیدگی ریشه، هرچه آلودگی زودتر رخ دهد، آسیب بیشتر خواهد بود.
به‌طورمعمول، ضدعفونی بذر فقط حدود ۱۰ تا ۱۴ روز بعد از کاشت از بذر محافظت می‌کند، در شرایط گرم و مرطوب تجزیه آفت‌کش‌ها بسیار سریع است. بااین‌حال، برخی از سموم خاص وقتی‌که در بالاترین میزان توصیه‌شده بر روی برچسب اعمال شوند می‌توانند به‌طور قابل‌ملاحظهای از نهال‌ها بیشتر محافظت کنند.
جایگزین‌ها یا مکمل‌های ضدعفونی بذر
معمولاً ضدعفونی بذر تنها روش موجود برای کنترل یک آفت خاص نیست. ضدعفونی بذر باید از نظر هزینه، اثربخشی، ایمنی و غیره با سایر روش‌های کنترل آفات مقایسه شود. هیچ‌یک از روش‌های کنترل آفات، به‌تنهایی کنترل کافی را فراهم نمی‌کند. ضدعفونی بذر غالباً می‌تواند با سایر اقدامات کنترل برای دستیابی به نتایج رضایت‌بخش تکمیل شود.
۱. بذر گواهی‌شده
بذر گواهی‌شده از نظر وجود برخی بیماری‌های منتقله از طریق بذر بررسی می‌شود؛ بنابراین، ممکن است ضدعفونی بذر جهت درمان پاتوژن‌های منتقله از طریق بذر برای بذرهای گواهی‌شده غیرضروری باشد.
۲. تناوب زراعی
تناوب محصولات باعث کاهش جمعیت بسیاری از حشرات و عوامل بیماری‌زا می‌شود که در خاک یا بقایای محصول زنده می‌مانند؛ بنابراین در مواردی که تناوب زراعی انجام می‌شود ضدعفونی بذر ممکن است کمتر لازم باشد
۳. مدیریت حاصلخیزی خاک
کمبود عناصر ریزمغذی مانند کلریدها و مقدار زیادی مواد مغذی اصلی مانند نیتروژن می‌تواند به نفع برخی بیماری‌ها باشد. حفظ باروری مناسب خاک می‌تواند فشار بیماری را کاهش دهد.
۴. ضدعفونی با آب گرم یا حرارت
از آب گرم می‌توان برای ازبین‌بردن عوامل بیماری‌زای بذر زاد استفاده کرد درحالی‌که بذر زنده بماند. به‌عنوان‌مثال، قارچ‌هایی که باعث ایجاد ساقه سیاه، سفیدک دروغی و آنتراکنوز کلم می‌شوند، می‌توانند با خیساندن بذر در دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲۵ دقیقه ریشه‌کن شوند. این روش درمانی همچنین باکتری‌های ایجادکننده پوسیدگی سیاه را از بین می‌برد. بذر بلافاصله پس از ضدعفونی، باید چند دقیقه در آب سرد خنک شود، سپس خشک شود. این روش‌ها باید به‌دقت انجام شوند؛ زیرا اگر دمای آب پایین‌تر باشد، عوامل بیماری‌زای بذر زاد از بین نمی‌روند و اگر آب خیلی گرم‌تر باشد، ممکن است بذر آسیب ببیند یا از بین برود. ازآنجاکه ضدعفونی با آب گرم برای برخی از انواع بذر دشوار و غیرعملی است کاربرد محدودی دارد.
۵. تاریخ کاشت
تاریخ کاشت بر شدت برخی از پوسیدگی‌های ریشه، برخی حشرات خاص و برخی ویروس‌های منتقله از حشرات تأثیر می‌گذارد. نمونه کلاسیک آن مگس هسیان روی گندم است که احتمالاً با کاشت زودهنگام گندم اتفاق می‌افتد. پوسیدگی ریشه‌ای گندم، پوسیدگی ریشه پیتیوم و ویروس کوتوله زرد جو بیماری‌هایی هستند که می‌توانند تحت تأثیر تاریخ کاشت قرار بگیرند.
۶. سموم خاک کاربرد و پس از سبزشدن
اگرچه ضدعفونی مناسب بذر دارای مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی زیادی نسبت به حشره‌کش‌ها و قارچ‌کش‌های خاک کاربرد و پس از سبزشدن هست، اما بنا به دلایلی آن‌ها نمی‌توانند به‌طور مؤثری همه آفات آسیب‌رسان را کنترل کنند.
۷. واریته‌های مقاوم
واریته‌های مقاوم در برابر انواع مختلف آفات و بیماری‌ها ممکن است در دسترس باشند. به‌عنوان‌مثال می‌توان به واریته گندم مقاوم در برابر مگس هسیان، واریته یونجه و سویای مقاوم به فیتوفتورا و گندم مقاوم به سفیدک دروغی اشاره کرد. در صورت وجود مقاومت بالای واریته، ممکن است ضدعفونی بذر غیرضروری باشد. به‌عنوان‌مثال، استفاده از بذرهای هیبرید ذرت شیرین با مقاومت بالا در برابر پژمردگی باکتریایی استوارت (از طریق حشرات منتقل می‌شود) باعث می‌شود حشره‌کش‌های ضدعفونی‌کننده بذر کمتر موردنیاز باشد. بااین‌حال، زمانی که مقاومت ضعیف باشد یا تا مدتی بعد از ظهور گیاهچه غیرفعال باشد، ضدعفونی بذر ممکن است یک مکمل مهم باشد.
۸. کنترل گیاهان خودرو
چندین حشره و بیماری از گیاهان زراعی خودرو (خود سبز شده) به‌عنوان مخزن استفاده می‌کنند. ازبین‌بردن گندم خودرو می‌تواند جمعیت مگس‌های هسیان، شته‌ها، زنگ‌زدگی و مانند آن را کاهش دهد
مزایای ضدعفونی بذر
۱. عوامل بیماری‌زای بذر زاد آسیب‌پذیر هستند.
برای بسیاری از عوامل بیماری‌زای گیاهی فاز منتشره از بذر اغلب حلقه ضعیفی در چرخه زندگی بیماری است و استفاده از ضدعفونی بذر بر علیه عوامل بیماری‌زای بذر زاد برای کنترل بیماری اغلب بسیار مؤثر است.
۲. هدف‌گذاری دقیق
سموم ضدعفونی بذر در معرض رانش و بادبردگی نیستند. ازآنجاکه مواد شیمیایی مستقیماً روی بذرها اعمال می‌شود، مقدار کمی در مکان‌های غیر هدف مانند خاک برهنه یا توسط آبشویی و باد بردگی هدر می‌رود.
۳. زمان‌بندی بهینه
در مقایسه با گیاهان بالغ، بذر و نهال نسبت به بیماری‌ها و آفات آسیب‌پذیرتر هستند. استفاده از ضدعفونی بذر باعث می‌شود که سموم دفع آفات در مواقعی که بیشتر موردنیاز است موجود باشد.
۴. دوز کم
در مقایسه با اسپری سموم روی گیاهان در روش ضدعفونی بذر مقادیر نسبتاً کمتری سم استفاده می‌شود. این باعث کاهش هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی می‌شود. همچنین احتمال باقی‌مانده سموم شیمیایی در بذر برداشت شده یا محصول را کاهش می‌دهد.
۵. کاربرد آسان
ضدعفونی بذر در مقایسه با اسپری سموم نسبتاً آسان و ارزان است.
معایب ضدعفونی بذر
۱. مسمومیت تصادفی
بذر ضدعفونی شده برای برخی از حیوانات مانند غذا به نظر می‌رسد. دام‌های گرسنه‌ای که بذر ضدعفونی شده پیدا می‌کنند احتمالاً آن را می‌خورند. پرندگان، مانند قرقاول یا بلدرچین، ممکن است بذر ضدعفونی شده ریخته شده را مصرف کنند. حتی کودکان خردسال ممکن است بذرهای ضدعفونی شده که به‌طور نامناسب ذخیره شده‌اند را پیدا کنند و بخورند.
۲. محدودیت‌های زراعی
درست مثل سایر سموم دفع آفات، استفاده از برخی از سموم ضدعفونی‌کننده بذر ممکن است دارای محدودیت‌های قابل‌توجهی مانند محدودیت چرا یا تناوب باشند.
۳. مدت‌زمان محدود محافظت
مدت‌زمان محافظت اغلب به دلیل مقدار نسبتاً کمی ماده شیمیایی اعمال شده روی بذر، رقیق شدن ماده شیمیایی با رشد گیاه و تجزیه مواد شیمیایی کوتاه است.
۴. ماندگاری محدود بذر ضدعفونی شده
ضدعفونی بذر بیشتر از میزان موردنیاز نامطلوب است چرا که عمر مفید بذر تیمار شده ممکن است محدود باشد. بذرهای ضدعفونی شده مازاد را نمی‌توان فروخت. این یک محدودیت ویژه برای بذرهایی مانند سویا است. همچنین جوانه‌زنی و قدرت بذر ضدعفونی شده پس از مدتی ماندن و استفاده نشدن کاهش می‌یابد.
۵. سمیت گیاهی
به آسیب آفت‌کش‌ها در بافت‌های گیاه سمیت گیاهی گفته می‌شود. بعضی از ضدعفونی‌کننده‌های بذر وقتی با غلظت زیاد استفاده شوند ممکن است تا حدی باعث سمیت گیاه شوند. اگر میزان کاربرد سم با دقت کنترل نشود، جوانه‌زنی کمتر و یا کاهش رشد ممکن است رخ دهد. مخصوصاً بذرهای ترک‌خورده، جوانه‌زده و عاری از بیماری ممکن است در برابر اثرات سم حساس باشند. ضدعفونی بذر ممکن است طول جوانه را کاهش دهد و بنابراین، در انتخاب عمق کاشت تأثیر بگذارد.
۶. قرارگرفتن کارگران در معرض سم
در طی کار و کار با حجم زیادی از بذر، کارگران ممکن است در معرض مواد شیمیایی ضدعفونی‌کننده بذر قرار گیرند. باید از استنشاق آئروسل‌ها و تماس پوست و چشم با ضدعفونی‌کننده‌های بذر و در روند ضدعفونی بذر جلوگیری شود.
جمع‌بندی
از ضدعفونی بذر غالباً می‌توان برای کنترل عوامل بیماری‌زایی که روی بذر یا درون بذر وجود دارند استفاده کرد. ضدعفونی بذر می‌تواند از بذر و نهال در برابر حمله حشرات خاص و عوامل بیماری‌زا محافظت کند. قارچ‌کش‌ها یا حشره‌کش‌ها مانعی شیمیایی بر روی سطح بذر جوانه‌زده تشکیل می‌دهند. این مانع از بذر جوانه زه در برابر حشرات جونده مانند کرم‌های مفتولی، یا عوامل بیماری‌زای خاکزاد مانند پیتیوم محافظت می‌کند. معمولاً ضدعفونی بذر تنها روش موجود برای کنترل یک آفت خاص نیست. ضدعفونی بذر باید از نظر هزینه، اثربخشی، ایمنی و غیره با سایر روش‌های کنترل آفات مقایسه شود. هیچ‌یک از روش‌های کنترل آفات، به‌تنهایی کنترل کافی را فراهم نمی‌کنند. ضدعفونی بذر غالباً می‌تواند با سایر اقدامات کنترل برای دستیابی به نتایج رضایت‌بخش تکمیل شود.