تأثير مبيدات التربة على الكائنات الدقيقة

ينقسم المشتغلون في مجال وقاية النباتات إلى فريقين عند تناول موضوع أثر المبيدات على الكائنات الدقيقة في التربة ، حيث يعتقد الكثيرون أن المبيدات لا تؤثر بدرجة خطيرة في هذا المجال من منطلق رؤية ضيقة لمكونات التربة ، بينما يرى البعض خطورة وصول المبيدات للتربة على الاتزان الموجود بين مكوناتها الطبيعية والكيميائية والبيولوجية من منطلق الارتباط المباشر بين هذه المكونات والخصوبة والإنتاجية في النهاية ، وهي الهدف الرئيس والمنشود لجميع الفئات العاملة في مجال المبيدات والزراعة وغيرها .. وتؤكد دراسة الآثار الجانبية للمبيدات على الأراضي الزراعية قدرة وعظمة الخالق سبحانه وتعالى ، حيث يحدث خلل في التوازن الموجود في البداية ، ويستمر لفترات تقصر أو تطول حسب نوع المبيد والعوامل السائدة الأخرى ، وبعد ذلك تعود التربة لحالات الاتزان مرة أخرى .... وخطورة الموضوع أن المبيد قد يوجه للوقاية أو القضاء على آفة معينة ، وقد يحقق هذا الهدف وبنجاح كبير - وفى المقابل تحدث تأثيرات غير مطلوبة ، كأن تحدث زيادة في تعداد آفة غير مستهدفة ، مما يعقد المشكلة.

وفي إحدى الدراسات التي أجريت بكلية الزراعة – جامعة عين شمس – اتضحت أهمية نوع المبيد وتركيزه ، وكذا فترة ما بعد المعاملة في تحديد ثبات المبيدات الفوسفورية التي استخدمت في الدراسة . ولقد أدت معاملة التربة بمبيدي الدروسبان والجاردونا إلى تنشيط نشاط الميكروبات بوجه عام ومثبتات النيتروجين الهوائية واللاهوائية ، وكذا بكتيريا التأزت ، مما يؤثر بالتالي على خصوبة التربة . ولقد أدت المبيدات الفوسفورية كذلك إلى زيادة مجموعة الفطريات ، خاصة مع الجاردونا . والكوراكرون ، والسيولين . وبالإضافة إلى ما سبق .. أثرت المبيدات على الأملاح الذائبة ، خاصة الكاتيونات ، والأنيونات ، مثل : الكالسيوم ، والماغنسيوم ، والصوديوم ، والبوتاسيوم بدرجات تتفاوت تبعا لنوع المبيد وعدد المعاملات . ولقد قسمت المبيدات التي تناولتها الدراسة إلى مجموعتين تبعا لدرجة التأثير الأولى على تبادل الكاتيونات والأنيونات في التربة الأولى تشمل النوفاكرون والسيولين ، والتمارون ، والتي سببت خللًا كبيرًا في هذه المكونات ، والثانية تشمل الكوراكرون ، والدورسبان ، والجاردونا والتي سببت تأثيرا بسيطًا أو معلومًا .

وفي دراسات أخرى عن دور الميكروبات في تحليل المبيدات اتضح أن نمو البكتيريا والخميرة في البيئات المعاملة بالمبيدات يتوقف على نوع المبيد والتركيز المضاف . ولقد تحلل الدورسبان بدرجة كبيرة بواسطة البكتيريا B.cereens ، بينما كان تدهور الكوراكرون بسيطا بواسطة الميكروكوكس Micrococcus . وتشير بقية النتائج إلى أهمية تحديد نوع الميكروب المسئول عن تدهور كل مبيد يضاف إلى التربة ، حتى يمكن استخدامه في حالات التخلص من تلوث التربة الخطيرة نتيجة للإفراط في الاستخدام . ولقد ثبت من الدراسة كذلك أن أهم الفطريات التي تم عزلها من التربة المعاملة بالمبيدات الفوسفورية هي : الإسبرجيللس ، والبنيسيليوم من بين 114 سلالة من الفطريات . ولقد وجد أن هذين الجنسين يستطيعان النمو عند كل التركيزات المختبرة من كل من التمارون ، والدورسبان ، والجاردونا ، ويقل النمو تدريجيا بزيادة تركيزات المبيدات الأخرى . وأوضحت الدراسة أن هذين الجنسين يقومان بتحليل جزء كبير من الدورسبان والجاردونا ، وذلك بعد 4 أيام من التحضير على درجة 25م . وهذا البحث يوضح أهمية الفطريات في تحليل بعض المبيدات التي تضاف إلى التربة ، مقللة بذلك تأثيرها السام على بعض الميكروبات الهامة في التربة الزراعية .

أثر المبيدات على التعداد الكلى للكائنات الدقيقة

في دراسة عن أثر المبيدات على التعداد الكلى للكائنات الدقيقة في التربة اتضح أن التأثير يتوقف على الطبيعة الكيميائية للمبيدات ، وكذا حساسية الكائنات الدقيقة . ولقد أدى التمارون والسيولين إلى تنشيط كل الميكروبات المختبرة ، بينما أظهر الكوراكرون تأثيرا تثبيطيا عليها جميعا . أما المونوكروتوفوس ، فقد سبب زيادة نمو مجموعة الفطريات فقط ، وكذلك اتضح أن الكثافة العددية للاكتينوميسيتس ، الفطريات ومحللات السليلوز اللاهوائية تزداد تدريجيا في الأراضي المعاملة بالمبيدات ، بينما سجل نقضا واضحًا في تعداد الخميرة ومحللات السليلوز الهوائية .

وقد أحدثت جميع المبيدات المختبرة تأثيرات ضارة على البكتيريا المثبتة للنيتروجين ، وكذلك البكتيريا العقدية ، خاصة خلال الأسابيع الأربعة الأولى من المعاملة .

ولقد اتضح مدى خطورة الإسراف في استخدام مبيدات الحشائش في التربة ، حيث إن عملية تبادل الكاتيونات في مستخلص التربة ( 1 : 20 ) تأثرت بدرجة كبيرة بمبيد الجرامكسون ، بينما لم يحدث الكوتوران أية تأثيرات تذكر . وكلما زاد تركيز الباراكوات ، ازداد تبادله الكاتيونات المدروسة بدرجة كبيرة ازدادت بمضي الوقت بعد المعاملة .

ولقد أجرى العديد من الدراسات على تأثير مبيدات الحشائش على النشاط الكلي للميكروبات في التربة ، والذي يقاس بمعدل انفراد ثاني أكسيد الكربون . وعندما أضيف مبيد السيمازين بمعدل 300 كجم / هكتار ، كان معدل انفراد ك أ₂ = 264 بعد عشرة أيام في مقابل 259 في الأرض غير المعاملة . وحدث نفس الشيء عندما أضيف مبيد التربايزين بمعدل 8100 جزء في المليون ، وسجل العكس في تجارب أخرى ، حيث حدث نقص في معدل انفراد ك أ₂ بعد إضافة 100 جزء في المليون إلى التربة . ومن المطمئن أن التأثير التثبيطي لم يَدم سوى 28 يومًا ، ثم عادت الميكروبات إلى نشاطها العادي ، وذلك بعد المعاملة بالمونيورون ، والديورون وغيرها من مركبات اليوريا . وفي تجربة واحدة استمر خفض التعداد لمدة 55 يوما . ويرى المؤلفون أن نوع التربة يلعب دورا هاما في هذا الخصوص، حيث يحدث النقص – وبوضوح - في الأرض الغنية بالمواد العضوية ، ولو أن معدل الخفض لا يرتبط بمستوى المادة العضوية .

وبالنسبة للتأثير على الطحالب وجد الباحثان " كايزر ، ريبر " عام 1966 أن عدد الطحالب حول جذور الذرة المزروع في وسط مائي عومل بجرعة كبيرة من الاترازين نقص بشدة ووصل إلى 1500 ، بينما بلغ التعداد غير المعامل 250,000 ( ربع مليون ) ، ومن ثم يمكن استخدام بعض الطحالب لقياس مدى تلوث التربة بمبيدات الحشائش ، نظرًا لشدة حساسيتها ، بالمقارنة مع الطرق الكيميائية وغيرها من الكائنات الحية الأخرى . وفي التربة الغنية بالمواد العضوية يكون معدل خفض التعداد أقل من تلك الفقيرة في المواد العضوية . ويمكن تفسير ذلك بادمصاص وفقد كمية كبيرة من المبيدات في الوسط الغني بالمواد العضوية .

ولقد أجريت تجارب عديدة على تأثير مبيدات الحشائش على الفطريات ، وأعطت نتائج متباينة ، حيث أعطت 6 تجارب تأثيرًا تنشيطيًّا ( زيادة عدد الفطريات ) ، بينما أعطت ثماني تجارب تأثيراً تثبيطيا ( نقص التعداد ) ومن الثابت ضرورة تقدير التعداد لفترات طويله حيث تحدث الزيادة أو النقص بعد 10 - 15 شهرًا من المعاملة . وقد تحدث زيادة بعد خمسة أشهر من حدوث النقص في تعداد الفطريات . وجميع الباحثين وجدوا عودة للتعداد العادي بعد فترات تطول أو تقصر من المعاملة بمبيدات الحشائش . ولقد سجل أحد الباحثين زيادة في تعداد الفيوزاريوم بعد إضافة جرعة منخفضة من الاترازين .

ولقد حدثت تأثيرات متباينة بعد استعمال مبيدات الحشائش في التربة بالنسبة لتعداد الأكتينوميسيتس ، وحدث نفس الشيء بالنسبة للبكتيريا المثبتة للنيتروجين . ولقد ظهرت قلة حساسية الازوتوباكتر لمركب التربازين وقد تزيد معدل وكفاءة التثبيت بعد المعاملة . ولهذه المركبات تأثيرات بسيطة على البكتيريا العقدية التي تعيش معيشة تكافلية مع النباتات البقولية .

دور الميكروبات في تقليل وانهيار المبيدات

إذا تناولنا دور الميكروبات في تحليل وانهيار المبيدات يمكن الإشارة في البداية إلى أن الميكروبات تمثل أقل قليلا من 0٫1٪ من حجم التربة ، ولكنها مسئولة عن العديد من تفاعلات ودورات التحول للعناصر والطاقة في الطبيعة . والتعداد في البكتيريا مرتفع 10 لكل جرام تربة ، وقد يصل طول الهيفات لبعض الفطريات إلى بضع مئات أو آلاف الأمتار في جرام التربة الواحد ، وقد تصل كتلة الميكروبات في الهكتار إلى عدة أطنان . وتوجد الميكروبات في التربة في نظام ديناميكي متزن نتيجة المتداخلات بين العوامل الحيوية وغير الحيوية ، وعلى سبيل المثال .. فإن عدد الكائنات الدقيقة ، والنشاط الحيوي ، والصفات الطبيعية والكيميائية في منطقة الجذور تختلف عنها في المناطق البعيدة ولقد ثبت مقدرة الميكروبات على هدم العديد من الكيميائيات ابتداء من السكريات البسيطة ، والأحماض الأمينية ، والبروتينات ، والليبيدات حتى المواد الأكثر تعقيدا ، مثل : مخلفات النباتات ، والشموع ، والمطاط . وبدون نشاط الميكروبات في هدم هذه المركبات ، لكانت تجمعت وأحدثت تلوثا رهيبا في البيئة .

وفي مجال العوامل التي تؤثر على النشاط الميكروبي ودوره في هدم المبيدات نجد أن العوامل البيئية وأساليب الزراعة وصفات المبيد هي أهم العوامل في هذه الخصوص . وهذه العوامل قد تتداخل مع بعضها ، بحيث يصعب الحكم على دور كل منها منفردًا . فدراسات سلوك ومصير المبيدات في التربة يجب أن تجرب على تربة لها صفات قريبة من الطبيعة بقدر الإمكان ، بحيث تتداول التربة على أنها نظام حي، وليس كمجرد عينة جيولوجية . فلقد ثبت أن تجفيف التربة هوائيا وطول فترة التخزين والتجميد والطحن كلها عوامل تؤثر على دور التفاعلات الإنزيمية ، ومن ثم تحدث تحويرات في تركيب وكثافة تعداد الكائنات الدقيقة ، ودرجة حرارة التربة ، والرطوبة ، والتي ثبت أن لها دورًا كبيراً في هدم مبيدات الحشائش على وجه الخصوص .

ولابد من إعادة النظر في طرق ووسائل تقييم العلاقة بين المبيدات والكائنات الدقيقة في التربة الزراعية .. والجدول التالي يوضح أهم الميكروبات التي تلعب دورا هاما في انهيار المبيدات بأنواعها المختلفة ..

جدول يبين : أهم الكائنات الدقيقة التي تحلل مبيدات الآفات

ومن المعروف أن الانهيار البيولوجي من أحد العوامل الرئيسة التي تؤثر على الأثر الباقي وسمية المبيدات في التربة . وتعمل الكائنات الدقيقة على المبيد بعدة وسائل ، وأهمها التكسير أو التمثيل ، والأخرى تتمثل في زيادة سمية ونشاط المبيدات القليلة السمية في الأساس . وهناك طريق ثالث يتمثل في تحويل الجزيء السام إلى مركب آخر ذي تأثير نافع على النباتات الراقية ، أو أحياء التربة ، أو الكائنات الدقيقة الأخرى . ولقد ثبت من العديد من الدراسات أن كائنات التربة الحية تستطيع أن تستخدم مبيدات الحشائش من مجموعة الأترازين كمصدر للطاقة . ولقد تم عزل العديد من هذه الميكروبات ، مثل : البكتيريا ، والفطريات ، والأكتينومايسيتس . والميكانيكية التي بمقتضاها تتمكن ميكروبات التربة من تكسير المبيدات مازالت غير مفهومة حتى الآن بدرجة كافية . ولقد أعلن « Audais »، عام 1960 احتمالات تكوين طفرات أو إنزيمات . والطفرات لها مقدرة على خطيه أو تمثيل المبيد كما لو كان مادة مغذية . ولقد تم وصف الفترة الأولى بعد إضافة المبيد والمعروفة بالاصطلاح "" lag phase  ، حيث تحدث فيها زيادة كبيرة في نشاط وتعداد الميكروبات حتى تصل إلى مستويات قادرة على تحطيم المبيدات بدرجة كافية . وهذا السلوك يحدث مع العديد من المبيدات ، ومن ثم لا يمكن إرجاع تكسيرها إلى زيادة تعداد الميكروبات بإطلاق عام ، ولكن التفسير الوحيد هو حدوث طفرات غير عادية في بعض الحالات قادرة على تكسير وتمثيل المركب .

لذلك .. فهناك نظرية تؤيد مرور فترة من الوقت بعد معاملة المبيد يحدث فيها إنتاج إنزيم قادر على أن يكيف نفسه مع الظروف الجديدة ( وجود المبيد ) حتى تحلل المبيد . ويعيب هذه النظرية أن الميكروبات لن تدوم في التربة بعد تمام انهيار المبيد . وعند معاودة إضافة نفس المبيد ، فإن الميكروبات تحتاج لفترة Lag period لازمة حتى يتأقلم الإنزيم مرة أخرى ويقوم بعمله ، بينما الطفرات تستطيع القيام بعملها في غياب المبيد ( الذي يعتبر كوسيط ) .. شكل (1) يوضح هذه الفترة اللازمة إما لتكسير الطفرات ، أو زيادة التعداد ، أو أقلمة الإنزيم .

شكل ( 1 ) : العلاقة بين انهيار المبيد ونشاط الميكروبات .

والسؤال الذي يوجه لعلوم الميكروبيولوجى والكيمياء الحيوية هو ما إذا كانت ميكانيكية الانهيار التي تحدث في الأنظمة الخارجية in vitro تماثل أو تقارب ما يحدث في الأنظمة الداخلية in vivo . ولقد ثبت من الدراسة المقارنة بين سلوك مبيد الأترازين في الأراضي المعقمة والعادية غير المعقمة أن العوامل التي تؤثر على النشاط الميكروبي تؤثر أيضا على ثبات المبيد في التربة . ومن هذا المفهوم نجد أن سرعة انهيار مركب في التربة لا تعنى بالضرورة حدوث ذلك نتيجة لزيادة النشاط الميكروبي في التربة ، ولكن قد يكون نتيجة لزيادة ذوبان المركب ودخوله في التفاعلات ، وقابلية المركب A = الفترة الأولى اللازمة لزيادة نشاط الميكروبات ، وفيها يحدث فقد ضعيف ، يليه فقد سريع للمبيد .

B = فقد سريع عند إضافة المبيد للمرة الثانية نتيجة لتوفر تعداد مناسب من الآفات .

للمهاجمة بواسطة الميكروبات . ولقد ثبت أن الميكروبات تنشط في الأرض الغنية بالمواد العضوية . وزيادة الأخيرة يصاحبها نقص في الأثر الباقي الضار ، ومن ثم فإن إضافة المواد العضوية للتربة يزيد من انهيار الترايازين. ولقد وجدت علاقة مؤكدة بين معدل ادمصاص هذا المركب والمحتوى العضوي ، ولا يعرف حتى الآن انعكاس ذلك على الانهيار الميكروبي ، ولكن ثبت أنه في البيئات النقية ، حيث لا يوجد ادمصاص ، فإن الانهيار الميكروبي للترايازين يزداد بإضافة بعض المواد الإضافية كمصادر للكربون .

ويزداد النشاط الميكروبي في التربة بزيادة درجة الحرارة ، حيث زاد معدل انهيار السيمازين بمقدار 3,5 مرة مع ارتفاع الحرارة من 8,5 إلى 18,0 °م ، بينما زيادة الحرارة مرة أخرى إلى 25 °م ضاعفت معدل الانهيار عن الحالة الأولى ( 7 مرات ) . ولقد اتضح ثبات المركب في المناطق الباردة لفترات طويلة ، بينما في المناطق الاستوائية لم يثبت أكثر من 60 يومًا . ويزداد معدل ادمصاص الأترازين بنقص الحرارة . وهناك تأثير غير مباشر لزيادة الحرارة يتمثل في زيادة ذوبان المركب . وهذان التأثيران ( الانفراد والذوبان ) يحدثان بالتتابع المستمر ، وهما معا يقللان من الادمصاص بالإضافة إلى زيادة النشاط الميكروبي في المناطق الدافئة .

ولقد ثبت كذلك أن درجة حموضة التربة ومحتواها من الرطوبة ودرجة التهوية تؤثر بدرجات متفاوتة على نشاط الميكروبات . فالبكتيريا والأكتينوميسيتس يكونان أكثر نشاطا في الأرض القريبة من التعادل أو القلوية والرطبة ، بينما تنشط الفطريات كثيرًا في الأراضي ذات مستوى الرطوبة المنخفض ودرجات الحموضة المنخفضة ، ولذلك يزداد انهيار المبيدات في الأراضي الحامضية بفعل معظم الفطريات ، على أن تكون الرطوبة منخفضة في التربة . ويتناسب ادمصاص مبيدي الأترازين والسيمازين عكسيا مع درجة حموضة التربة . وللأسف لم يدرس بعناية تأثير درجة الحموضة وتبادل الكاتيونات على الأثر الباقي الضار على النباتات ، وكذلك الانهيار الميكروبي . ولقد لوحظ كذلك حدوث انهيار للأترازين تحت ظروف لاهوائية ، وهذه تشمل عمليات التحلل المائي وكذلك انفراد كميات ضئيلة من ك أ₂ . والانهيار البسيط تحت هذه الظروف مرجعه إلى ملاحظة ضرر قليل للنباتات التي تنمو في الطبقة السطحية من التربة ، بالمقارنة بتلك التي تنمو تحت التربة ، بالرغم من تساوى كميات السيمازين التي أضيفت إليهما في البداية . ولقد وجدت كميات عالية من الأترازين على عمق 15 بوصة ( 60٪ ) ، بينما كانت الكميات ضئيلة في الطبقة السطحية (3 بوصات ) . ونظرًا لوجود تناظر بين ثبات الترايازين والعوامل البيئية والنشاط الميكروبي ، فإنه استنتج أن الميكروبات هي المسئولة عن تدهور هذه المركبات في التربة ولقد وجد ( Harris ) عام 1965 أن مشتقات الهيدروكسي في الوضع ( 2 ) تمثل غالبية المركبات الناتجة من انهيار المركبات الأصلية في التربة ، ولم ينجح مركب أزيد الصوديوم – وهو مثبط للميكروبات – في التقليل من تجمع مشتقات الهيدروكسي لمركبات السيمازين ، والأترازين ، والبروبازين في التربة

خلال حضانة مدتها 8 أسابيع . ولقد تتبع الباحث " Skipper " عام 1966 انفراد ك أ₂ من الحلقة ومن السلسلة الجانبية للأترازين في التربة المعاملة ، ووجد أن 1.4 - 1,6 % انفردت من السلسلة، وحوالي 0,4 - 0,5٪ من الحلقة بعد أسبوعين. من المعاملة ، بينما تكون الهيدروكسي أترازين بمقدار 20٪ في كل من الأرض المعقمة وغير المعقمة . وهذه النتيجة تعنى أن الخطوة الأولى في انهيار الترايازين هي الأيدروكسلة الكيميائية ، ومازالت احتمالات تكوين هذا التفاعل للهيدروكسي اس ترايازين محل تساؤل . وهذا المشتق يتكون تحت الظروف الحقلية ، وخاصة عند درجات الحرارة المرتفعة ( أعلى من 30 م ) ، وحموضة منخفضة ( 5,5 ) . ويزداد هجوم الفطريات تحت ظروف الحموضة المنخفضة ، بينما تلائم الظروف المتعادلة البكتيريا بدرجة أكبر ، ويسود التحلل المائي مرة أخرى عند درجة حموضة 8,5 ( قلوية ) . ولقد تأكد أن الرطوبة والحرارة المنخفضة غير ملائمة لكل من الانهيار الميكروبي والكيميائي للكلورو إس ترايازين في التربة . ولا يمكن إنكار دور الطبيعية والتهوية والمحتويات العضوية وغير العضوية على درجات الانهيار الميكروبي والكيميائي والشكل (2) يوضح مسار الانهيار الميكروبي لمركب الكلورو – اس – ترايزين .

شكل ( 2 ) : مسار الانهيار الميكروبي الكلورو – إس – ترايزين

وفيما يلي مسار تمثيل مركب الاترازين وتحوله الى نواتج تمثيل سامة وغير سامة شكل (3).

شكل (3): مسار الانهيار الميكروبي لمركب الاترازين.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

جمعيَّة العميد تعقد اجتماعًا مع الهيأة العُليا لإحياء التراث استعدادًا ليوم اللغة العربية

استعدادًا لزيارة الأربعين العتبة العباسية المقدسة تعزّز خزين المياه في مجمع أبي الفضل العباس (عليه السلام) عبر خزانات بسعة 900م3

الهيأة العليا لإحياء التراث تنهي استعداداتها لعقد مؤتمر الإمام الحسن (عليه السلام) الثاني عشر في النجف

المجمَع العلمي ينظّم محاضرة توعوية لطلبة مشروع الحفظ في بغداد

المزيد

الآخبار الصحية

أخصائية تكشف خطورة عادة "شائعة" في غسل المناشف

دراسة: بيضة واحدة أسبوعيا قد تقي من الإصابة بـ

على عكس الشائع.. هذا هو العدد المثالي للخطوات اليومية !

شهر التوعية بالساركوما... أطباء يحذرون من "السرطان الصامت"

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ذكر أم أنثى؟.. دراسة تنسف الاعتقاد الشائع حول جنس المولود

بحجم برج بيزا.. تحذير من كويكب يقترب من الأرض في هذا الموعد

أقصر يوم في تاريخ البشرية.. الموعد قريب ؟!!

مايكروسوفت تحذر شركات وأجهزة حكومية من هجوم "يوم الصفر"

المزيد

مواضيع ذات صلة

مخاليط المبيدات ( الفلسفة والمستقبل )

مثبطات التطور الحشرية Insect Development Inhibitors

مبيدات بيض الآفات Ovicides

مانعات التغذية (المواد التي تمنع تغذية الآفات على النبات) Antifeedants

كيفية وصول المبيدات للتربة الزراعية (بعض مظاهر سلوك المبيدات في التربة)

سلوك المبيدات في التربة ومصيرها (بعض مظاهر سلوك المبيدات في التربة)

حقيقة وتشخيص مقاومة الحشرات لفعل المبيدات الحشرية

حركة المبيدات في البيئة

تواجد وثبات وأخطار مبيدات الآفات الكلورينية في البيئة

تقسيم المبيدات تبعاً للسمية الحادة للمركب

تطور مقاومة الآفات الحشرية لفعل المبيدات مع الزمن Pesticide resistance in time

تشيط المبيدات ( أهميته ومدلولاته )