التحليل الاحصائي لنتائج الدراسة المختبرية للمبيدات والكيمياويات المستخدمة في مكافحة الآفات

لقد أصبح التحليل الاحصائي لنتائج الدراسة البحثية أحد المتطلبات المهمة لمقومات البحث العلمي الرصين وذلك لما يلعبه التحليل الاحصائي من دور مهم في تقديم نتائج البحث بشكل واضح، حيث انه يقوم باختزال مجموعة كبيرة من البيانات الى عدد بسيط من الارقام يسهل مقارنتها وتحديد طبيعة الفروق بين المعاملات المستخدمة في الدراسة وبيان أفضلها.

التحليل الاحصائي لاختبارات السمية

تعتمد اختبارات السمية في الأساس على تعريض مجموعة من حيوانات الاختبار المرباة مختبرياً تحت ظروف قياسية الى عدد من التراكيز لمبيد معين او عدة مبيدات في محاولة لتحديد أفضل المبيدات والتراكيز التي يمكن استخدامها لمكافحة الآفة، وكذلك لقياس درجة حساسيتها او تحملها للكيمياويات المستخدمة في الدراسة على ان تتم الدراسة تحت درجات حرارة ورطوبة ثابتة نسبياً. ولتوضيح ذلك يمكن تتبع المثال الآتي: -

في احدى الدراسات المختبرية تم استخدام عشرة تراكيز مختلفة من مبيد الملاثيون وبواقع ثلاثة مكررات لكل تركيز وضم كل مكرر 20 يرقة عمر ثالث من يرقات دودة الربيع الناسجة .Ocnogyna loewii Zell وقد استخدمت طريقة الرش الدقيق حيث عوملت أوراق نبات الفجيلة باستخدام برج بوتر Potter tower وذلك بإضافة 1 مل من كل تركيز بعد ذلك تم نقل اليرقات الى اوان بلاستيكية للتغذية على الاوراق المعاملة. اما معاملة المقارنة فقد رشت بالماء. اخذت النتائج بعد مرور 24 ساعة من المعاملة وحسبت نسبة القتل وكما في الجدول (1).

جدول (1) تأثير التراكيز المختلفة لمبيد الملاثيون في دودة الربيع الناسجة

ان النتائج المشار اليها في الجدول السابق قد تكون غير واضحة بما فيه الكفاية لتحديد العلاقة بين التراكيز ونسبة القتل اضافة الى عدم قدرة الجدول السابق على توضيح طبيعة الاستجابة التي اظهرتها اليرقات للتراكيز المستخدمة لذلك يمكن تحليل النتائج احصائيا لتقديمها بشكل أفضل بحيث يعطي للقارئ صورة واضحة وسريعة لطبيعة العلاقة ودرجة استجابة اليرقات للتراكيز المستخدمة ويراعى قبل القيام بعملية التحليل الاحصائي ما يأتي: -

1) تصحيح نسبة القتل

ان استخدام معاملة مقارنة في دراسة السمية هو لتحديد عدد الافراد التي تموت موتاً طبيعياً حيث يتم على ضوئها تصحيح نسبة القتل وذلك باستخدام معادلة أبوت Abbott formula وهي: -

حيث ان: -

م = النسبة المئوية للموت في المعاملة.

م₁ = النسبة المئوية للموت في المقارنة.

من الجدول السابق لاحظ ان التركيز 0.4% اعطى نسبة قتل مقدارها 49.3% فيما كانت نسبة القتل في معاملة المقارنة 2٫3 % ولتصحيح نسبة القتل يمكن تطبيق المعادلة السابقة

م = 49,3 %

م1 = 2,3 %

وهكذا الحال مع بقية التراكيز أو المعاملات.

۲) التحويل الزاوي  Angular Transformation

في تحليل التباين يفضل تحويل البيانات الحاوية على اعداد معبر عنها كنسب مئوية مثل نسبة القتل حيث ان مثل هذه البيانات تتبع التوزيع ذا الحدين ومن خصائص هذا التوزيع ان التباينات تتناسب مع المتوسطات حيث تميل التباينات الى الصفر عند نهايات مدى القيم اي قريبا من صفر% و 100 بينما المعتاد هو اعطاء أهمية أكبر للفرق بين الصفر و %8 او بين %92 و %100 مقارنة بالفرق بين 46% و 54% رغم ان قيمة الفرق متساوية. ولتلافي ذلك يفضل تحويل النسبة المئوية للقتل الى قيم زاوية وذلك باستخدام جدول رقم (2) والان لدراسة العلاقة بين التراكيز ودرجة الاستجابة بين الافراد المختبرة أو بين التراكيز ونسبة القتل فانه يمكن اتباع ما يأتي: -

جدول (2) تحويل نسب القتل إلى قيم زاوية.

اولا) استخدام المنحنيات

يمكن رسم العلاقة بين اي متغيرين بإسقاط النقاط على اوراق بيانية لتظهر العلاقة بشكل منحن يعبر عن طبيعة العلاقة بين المتغيرين ففي حالة المثال السابق يمكن اتباع ما يأتي: -

1) بالنسبة للعلاقة بين التراكيز ودرجة استجابة الأفراد المتميزة

يقصد بدرجة الاستجابة الفرق الحاصل في نسبة الافراد الميتة بين كل تركيزين متتابعين. ففي الجدول السابق مثلاً نجد ان درجة الاستجابة بين التركيز 0,1 وصفر = 1 وبين 0٫1 و 0٫2 = 6.04 وهكذا.

لذلك فانه عند رسم العلاقة بين التراكيز ودرجة الاستجابة ستظهر العلاقة بشكل منحن يسمى بالمنحني التكراري الطبيعي او المعتدل Normal Frequency Curve ويأخذ هذا المنحني شكل الناقوس او الجرس عندما تكون الافراد متجانسة في درجة استجابتها تراكيز المختلفة.

ويمتاز هذا المنحني بانه له نهاية عظمى في وسطه كما انه متماثل الجانبين ولهذا المنحني عدة اشكال وذلك بحسب طبيعة الاستجابة التي تظهرها الافراد المختبرة ومنها: -

آ) المنحني المدبب Leptokurtis Curve

وهو منحن تكراري متماثل ولكنه يكون أكثر ضيقاً في الوسط وتكون قمته مدببة لذا يسمى بالمنحني المدبب ومعنى ذلك وجود نسبة أكبر من الافراد المتماثلة في استجابتها لمدى ضيق من التراكيز حول القيمة الوسطية للتراكيز.

ب) المنحني المفلطح Platykurtis Curve

وفي هذا النوع يكون المنحني أكثر اتساعاً قرب الوسط وقمته مفلطحة وهذا ناتج من وجود نسبة كبيرة من الأفراد المتماثلة في استجابتها لمدى واسع من التراكيز حول التركيز الوسطي.

ج) المنحني التكراري سالب الالتواء Negative Skewness

 وفي هذا المنحني توجد نسبة كبيرة من الأفراد الأكثر حساسية للمبيد وتظهر اختلافات متدرجة في استجابتها لمدى واسع من التراكيز المنخفضة جهة اليسار.

د) المنحني التكراري موجب الالتواء Skewness Positive

 وفي هذا النوع هناك نسبة كبيرة من الأفراد الأكثر تحملاً للمبيد وتظهر اختلافات متدرجة في استجابتها لمدى واسع من التراكيز العالية جهة اليسار.

۲) العلاقة بين التراكيز ونسبة القتل

وينتج عن رسم هذه العلاقة نوع من المنحني يسمى بالمنحني التكراري المتجمع Cumulative Frequency Curve.

وقد وجد أن هذا المنحني يكون على شكل حرف S ولذا فهو يسمى أيضاً بال Sigmoid Curve حيث يكون هذا المنحني غير متماثل ويختلف شكل هذا المنحني باختلاف تركيب مجموعة الأفراد المختبرة من حيث نسبة الأفراد الحساسة والأكثر تحملاً.

ثانياً) خط السمية

لاحظنا أنه عند رسم العلاقة بين التراكيز المستخدمة من المبيد ونسبة القتل تظهر هذه العلاقة بشكل منحن من نوع المنحني التكراري المتجمع ونظراً لصعوبة التعامل مع المنحنيات من حيث صعوبة تقدير ميل المنحني أو تقدير نسبة الأفراد التي تقتل بتركيزات لم تستخدم في الدراسة لذلك حاول المختصون في هذا المجال تحويل المنحني الى خط مستقيم، خاصة وأن أكبر مجموعة من الافراد التي تتماثل بدرجة استجابتها توجد عند التركيز الذي يقتل 50% من الأفراد المختبرة وتمثل هذه المجموعة من الأفراد قمة المنحني التكراري الطبيعي أو الجزء المستقيم من المنحني التكراري المتجمع وهو نفس السبب الذي ادى الى اعتماد قيمة ال LC50 التركيز القاتل لـ 50 % من الأفراد المختبرة كأساس للمقارنة بين سمية المبيدات المختلفة. ولتحويل منحني السمية الى خط سمية يمكن أتباع ما يأتي:

۱) تحويل قيم التراكيز المستخدمة في الدراسة الى لوغاريتم التركيز حيث وجد أن درجة استجابة الأفراد المختبرة لمؤثر خارجي كالمبيدات تتناسب طرديا مع لوغاريتم التركيز للمبيد وليس مع التركيز نفسه ، لذلك فعندما يوضع التركيز على مقياس لوغاريتمي على المحور السيني والنسبة المئوية للموت على المحور الصادي فتكون النتيجة أن المنحني التكراري المتجمع يصبح أكثر تماثلاً لأن مقياس التركيز قد ضغط بمعنى أنه حينها يزداد التركيز من 10- 100 فأن لوغاريتم التركيز يتضاعف فقط.

۲) تحويل نسب الموت المئوية الى ما يقابلها من وحدات احتمال Probit وذلك باستخدام جدول (3). لذلك فأن خط السمية المرسوم بهذه الطريقة يسمى بال Log dose – Probit Line ويختصر ب Ld – p Line وتوجد أوراق بيانية خاصة تسمى بال Log Probit paper حيث أن المحور الصادي فيها يقسم الى وحدات البروبيت فيما يقسم المحور السيني الى وحدات لوغاريتم التركيز وبذلك يمكن رصد النتائج مباشرة على هذا الورق.

طريقة رسم خط السمية

يمكن رسم الخط السمية Ld – pline بالنظر الى توزيع النقاط المختلفة بحيث يمر الخط المستقيم بمعظم النقاط خاصة تلك الواقعة بين 20-80% نسبة قتل والتي تمثل عدداً كبيراً من الأفراد ولها وزن أكبر في التأثير على موضع الخط المستقيم. أن رسم الخط بالنظر يحتاج الى الخبرة خاصة عندما يكون عدد التراكيز المستخدمة قليلة أو وجود فروق كبيرة بين التراكيز المستخدمة مما يؤدي الى تباعد النقاط في الخط المستقيم.

جدول (3) تحويل نسب القتل الى ما يقابلها من وحدات احتمال

يتضح مما سبق أن رسم خط السمية ينبغي أن يرسم بدقة كبيرة حيث أن قيم التراكيز والجرعات النصفية وميل خط السمية تعتمد بالأساس على صحة رسم خط السمية. وللتأكد من دقة رسم خط السمية يمكن أتباع احدى الطرق الآتية:

1) طريقة المربعات الصغرى Method of Least squares

وتعتمد هذه الطريقة على أساس أن الخط الذي يطابق النقاط أحسن مطابقة هو الخط الذي يكون مجموع مربعات انحراف النقاط عنه أصغر ما يمكن. ولتوضيح هذه الطريقة يمكن ملاحظة المثال الآتي: -

مثال:- في احدى الدراسات تم استخدام مبيد الفيكام 50% مسحوق قابل للبلل لمكافحة البعوض، أخذت النتائج بعد ٢٤ ساعة من المعاملة وتم تصحيح نسبة القتل باستخدام معادلة Abbott ووضعت النتائج في الجدول (4)

جدول (4) تأثير مبيد الفيكام في البعوض

عندما تكون قيمة لوغاريتم التركيز بالسالب يفضل أضافة واحد أو اي قيمة لجميع القيم المستخدمة. وباستخدام قيم لوغاريتم التركيز وقيم البروبيت التجريبية يمكن رسم السمية وكما في الشكل (3) وللتأكد من دقة الرسم يتم استخدام معادلة الانحدار لاستخراج قيم البروبيت المحسوبة (Calculated Probit (YC وذلك باستخدام المعادلة الآتية: -

عدد التراكيز المستخدمة n=

والان باستخدام معادلة الانحدار يمكن استخراج قيمة البروبيت المحسوبة (Yc) لإعادة رسم خط السمية على أساس القيم المحسوبة للمثال السابق.

جدول (5) قيم البروبيت التجريبية والمحسوبة

بعد ان تم حساب قيم البروبيت الجديدة يتم إعادة سم خط السمية من جديد. (انظر الشكل التالي).

طريقة اختبار ال (Chi²)

ويتم اجراء هذا الاختبار ايضا للتأكد من ان خط السمية قد مر بمعظم النقاط التي تم اسقاطها لرسم خط السمية وتعتمد هذه الطريقة على مقارنة قيمة ال (Chi2) المحسوبة مع القيمة الجدولية فاذا كانت اقل من الجدولية فان ذلك يدل على عدم وجود اختلاف معنوي اي ان خط السمية مر بجميع او معظم النقاط المرسومة اما اذا كانت قيمة الـ (2chi) المحسوبة أكبر من الجدولية فان خط السمية لا يمر بمعظم النقاط وينبغي اعادة رسمه من جديد، ثم اجراء الاختبار مرة ثانية وهكذا الى ان يصبح خط السمية مارا بجميع او معظم النقاط المرسومة وهي عمليه تتطلب بعض الجهد مقارنه بالطريقة الأولى.

شكل يبين طريقة رسم خط السمية

التحليل الاحصائي لاختبار كفاءة المبيدات باستخدام طريقة Litchfield and wilcoxon

وهي من الطرق الجيدة التي يمكن استخدامها لرسم خطوط السمية وحساب الجرعات النصفية القاتلة والميل وحدود الثقة للجرعات والميل. ولكي يتم فهم هذه الطريقة لابد من تحديد مفاهيم الرموز المستخدمة فيها وهي كما يأتي:

عدد التراكيز او الجرعات التي تم اسقاطها على ورق الرسم = k

درجات الحرية الاعتبار الى (Chi²) = n

القيمة المستخرجة من جدول عند احتمالية 5% = t

الجرعة القاتلة لـ 50% من حيوانات الاختبار = LD50

الميل =  S

عامل البرية القاتلة ل 50% = FLD50

عامل الميل = FS

عدد الأفراد في المكرر مغروسا بعد التراكيز المحصورة بين N = LD16, LE84

نسبة الجرعة وهي الجرعة الكبيرة / الجرعة الصغيرة المستخدمة في الاختبار = R

القيمة المشتقة من R و S = A

نسبة الميل = S.R.

الجهد النسبي = P.R.

عامل نسبة الميل = F.S.R

عامل الجهد النسبي = F.P.R

خطوات التحليل

1) يتم رسم خط السمية وكما سبق شرحه للمبيد أو المبيدات المستخدمة في الدراسة.

2) التأكد من دقة رسم خط او خطوط السمية باستخدام احدى الطريقتين

أ) طريقة المربعات الصغرى

ب) طريقة اختبار الـ Chi₂.

3) استخراج قيم الجرعات القاتلة LD₁₆, LD₅₀ , LD₈₄

ويتم ذلك برسم خط افقي من كل نسبة قتل مطلوب تحديد جرعتها بحيث تتقاطع مع خط  السمية ثم رسم خط عمودي من نقطة التقاطع باتجاه المحور الصادي ونقطة التقاطع المحور الصادي تمثل قيمة الجرعة أو التركيز القاتل لنسبة معينة من حيوانات الاختبار.

4) حساب قيمة ميل خط السمية باتباع المعادلة الآتية: -

5) حساب غير ال N وهي عبارة عن عدد الحيوانات المستخدمة في المكرر الواحد مضروبا بعد التراكيز المحصورة بين قيمتي الجرعات القاتلة LD16 و LD84.

6) حساب عامل الجرعة القاتلة لـ 50% FLD₅₀

باستخدام المعادلة الآتية: -

7) حساب حدود الثقة لل LD50

ما بالنسبة لحساب حدود الثقة لميل خط السمية فانه يمكن اتباع الخطوات الآتية:-

1) حساب قيمة ال R ويقصد بها نسبة الجرعات المستخدمة

حيث ان:-

2) بالاعتماد على قيم ال R والميل S يتم تحديد قيمة A باستخدام ال Nomograph رقم (3).

3) يتم حساب قيمة ال Exponent لل A باستخدام المعادلة التالية: -

4) باستخدام ال Nomograph رقم (2) يمكن استخراج قيمة الـ FS بالاعتماد على قيم A وال Exponent 5

5) يتم حساب حدود الثقة للميل وكما يأتي: -

وكلما كان المدى واسعا في حدود الثقة اصبحت النتيجة لا معنى لها.

مثال:

في تجربة لدراسة تأثير مبيد النوكوز على خنفساء الطحين الصدئية تم استخدام خمسة تراكيز مختلفة من المبيد وبواقع ثلاثة مكررات لكل تركيز وضم كل مكرر ثمانية حشرات بالغة. تم وضع 1 غم من الطحين لكل مكرر واستخدام برج بوتر لمعاملة الطحين بإضافة 1 مل من كل تركيز ولكل مكرر اخذت النتائج بعد مرور 24 ساعة من المعاملة وتم تصحيح نسبة القتل باستخدام معادلة Abbott وكانت النتائج كما يأتي:-

المطلوب

1) تحديد قيم الـLD16, LD50, LD84 .

2) حساب قيمة الميل لخط السمية.

3) حساب حدود الثقة للـ LD والميل.

الحل

1) يتم رسم خط السمية لمبيد النوكوز وكما سبق شرحه.

خط السمية لمبيد النوكوز.

٢) يتم التأكد من سلامة رسم خط السمية باستخدام طريقة ال (Chi2). وحسب ما يأتي: -

أ) تحديد نسبة القتل المتوقعة لكل تركيز من التراكيز المستخدمة في التجربة.

ب) حساب الفرق بين قيم نسب القتل المشاهدة والمتوقعة وكما في الجدول (6)

جدول (6) نسب القتل المشاهدة والمتوقعة: ويتم ال Chi)²)

جـ) باستخدام ال Nomograph رقم (1) يتم تحديد درجة الارتباط لا Chia لكل قيمة من القيم الخمس انظر الجدول السابق.

د) تجمع قيم الارتباط لل Chi² ثم تضرب بمعدل عدد الحيوانات المستخدمة في التجربة وذلك بقسمة مجموع الحيوانات في الاختبار على قيمة k وهي عدد التراكيز المستخدمة في الدراسة وحاصل الضرب يمثل قيمة ال (Chi²) المحسوبة لخط السمية. وفي مثالنا نجد ان مجموع الحشرات المستخدمة في الاختبار = 120.

هـ) يتم استخراج قيمة الـ (Chi²) الجدولية من الجدول بعد معرفة درجات الحرية والتي تحسب كما يأتي: -

2-k = n

3 = 2-5 = n

ان قيمة ال (Chi²) الجدولية = 7,82 وهي أكبر من القيمة المحسوبة 5.64. اذا لا يوجد اختلاف معنوي بين خط السمية والنقاط المار بها.

۳) حساب الجرعات القاتلة LD₁₆ LD₅₀, LD₈₄.

وكما سبق شرحته حيث كانت

LD₁₆= 0.080

LD₅₀= 0.175

LD₈₄= 390

4) حساب قيمة الميل

5) استخراج قيمة الـ N وهي عدد الحشرات في كل مكرر مضروباً بعدد التراكيز المحصورة بين قيمتي LD₁₆ , LD₈₄  وهي

8 × 2 = 16 انظر الشكل (الساابق)

6) حساب قيمة عامل الــ LD₅₀

7) حساب حدود الثقة للـ LD₅₀ وكما يأتي:-

ولحساب حدود الثقة للميل فإنه يمكن اتباع الخطوات الاتية:-

1) تحديد قيمة الـ R.

R= 1-/0.0625 = 16

2) حساب قيمة الـ A باستخدام Nomograph رقم 3 بعد معرفة قيمتي الـ R والـ S وهما

R = 16

S = 2,2

اذا قيمة A = 1.27

3) حساب قيمة ال Exponent لل A باستخدام المعادلة الآتية:

4) لحساب قيمة عامل الميل Fs يتم استخدام Nomograph رقم ٢ بالاعتماد على قيمتي A وال Exponent حيث وجد ان الـ

Fs =1,6

5) حساب حدود الثقة للميل وكما يأتي: -

Upper = 2.2 x 1.6 = 3.5

Lower = 2.2 / 1.6 = 1.4

خواص خط السمية Ld - pline

1) يجب ان يكون خط السمية مستقيما ويتوقف ذلك على توفر عدة شروط:-

آ- ان يكون توزيع حساسية الافراد طبيعيا في مجموع الافراد او العشيرة

ب- ان تكون العينة المختبرة ممثلة حقيقة لمجموع الافراد المستخدمة في الدراسة.

ج- ان تكون نسبة المبيد الذي يدخل اجسام الحشرات الى كمية المبيد الكلية التي تتعرض لها الافراد المختبرة ثانية.

2) تعد قيمة الجرعة القاتلة لـ 50% من الافراد المختبرة والتي يمر بها خط السمية هامة جداً لتقدير درجة حساسية او مقاومة السلالة للمبيد وهذه القيمة ترتبط بحركة خط السمية حيث نلاحظ ما يأتي:

آ- إذا تحرك خط السمية لمبيد معين باتجاه اليمين ارتفعت قيمة الجرعة القاتلة لـ 50% مما يدل على زيادة درجة تحمل الافراد المختبرة ويمكن بذلك التنبؤ بظهور السلالات المقاومة للمبيد.

ب- إذا تحرك خط السمية للمبيد باتجاه اليسار انخفضت قيمة الجرعة القاتلة لـ 50% ودل ذلك على زيادة حساسية أفراد الكائن المختبر.

3) بعد ميل خط السمية من اهم الخصائص التي تستخدم في معرفة درجة استجابة الافراد المختبرة للمبيدات حيث كلما زاد ميل خط السمية دل ذلك على تجانس المجموعة المختبرة وشدة حساسيتها للمركب المستخدم في الدراسة. اما في حالة توازي خطوط السمي فان ذلك يدل على تماثل التأثير السام للمبيدات المستخدمة.

امثلة عن استخدام خطوط السمية في دراسة ظاهرة المقاومة والتثبيط للمبيدات

اولا) مراحل تكوين سلالة حشرية مقاومة للمبيد

من المعروف ان عملية تكوين السلالة المقاومة للمبيد تتم عن طريق التعرض المستمر للمبيدات التي تعمل على قتل الافراد الحساسة لترتفع نتيجة ذلك نسبة الافراد المقاومة الموجودة في المجموع الحشري اصلا بنسبة ضئيلة جدا الى ان تصبح الأفراد المقاومة هي السائدة. هذه العملية يمكن ملاحظتها في الشكل (التالي).

شكل يبين مراحل تكوين سلالة حشرية مقاومة

حيث ان: -

أ) يمثل خط السمية لعينة من الحشرات اخذت من الحقل قبل استخدام المبيد الحشري ضد افرادها حيث تكون معظم الحشرات حساسة للمبيد مع وجود نسبة ضئيلة مقاومة قد لا تدخل ضمن العينة لذلك نجد ان ميل خط السمية كان مرتفعا فيما كانت قيمة الجرعة القاتلة لـ 50% منخفضة.

ب) يمثل خط السمية لعينة من الحشرات اخذت من الحقل بعد استخدام المبيد الحشري ضد افرادها حيث تتوقع حصول زيادة في نسبة الافراد المقاومة ضمن المجموعة الحشرية نتيجة استخدام المبيد الذي ادى الى قتل العديد من الافراد الحساسة لذلك نجد ان ميل خط السمية قد انخفض فيما ارتفعت قيمة الجرعة القاتلة لـ 50%.

حـ) يمثل خط السمية لعينة من الحشرات اخذت من الحقل بعد ان تم تعريض عدة اجيال منها للمبيد حيث أصبحت غالبية الافراد مقاومة للمبيد لذلك نجد ان ميل خط السمية قد عاد للارتفاع نتيجة التماثل في الاستجابة كما ارتفعت قيمة الجرعة القاتلة لـ50%.

ثانيا) دراسة حالة المقاومة المشتركة وانعكاس المقاومة

يوضح الشكل التالي انه في مجال تكوين مقاومة مشتركة لمبيد معين فان خط السمية يمر اثناء تكوين هذه السلالة بنفس المراحل التي يمر فيها عند تكوين سلالة مقاومة من حيث تغير ميل الخط وزيادة قيمة الجرعة القاتلة لـ 50%. اما عند حدوث انعكاس للمقاومة فان خط السمية يمر بعكس ما حدث في تكوين السلالة المقاومة حيث تنخفض قيمة الجرعة القاتلة لـ 50% ويتغير ميل خط السمية باتجاه عكسي لما سبق في حالة السلالة المقاومة.

شكل يبين حالة انعكاس المقاومة

ثالثاً) دراسة التنشيط للمبيدات

يمكن تنشيط سمية المبيد بخلطه مع مادة منشطة غير سامة بحيث يصبح أكثر سمية للآفة لاحظ الشكل التالي.

رابعاً) التنبؤ بسرعة تكوين سلالة مقاومة لمبيد لم يستخدم في الحقل

وتتم هذه العملية برسم خط السمية ثم متابعة ميل خط السمية وكلما انخفض الميل كان تكوين السلالة المقاومة بصورة أسرع حيث ان انخفاض الميل يعني قلة تجانس افراد المجموعة ووجود نسبة من الافراد المقاومة الحساسة، وعلى أساس ذلك يمكن الاستعداد لمواجهة ظاهرة المقاومة قبل ظهورها بشكل مفاجئ.

العوامل المؤثرة في قيمة الجرعة النصفية القاتلة وميل خط السمية إن قيم الميل والجرعات النصفية القاتلة ماهي في الحقيقة الا وسيلة رقمية يمكن من خلالها التعبير عن طبيعة الاستجابة التي تظهرها حيوانات الاختبار عند معاملتها او تعرضها للمبيدات المختلفة، لذلك نجد ان هذه القيم تتأثر بالعديد من العوامل التي ينبغي تثبيتها بدقة جهد الامكان عند دراسة تأثير المبيدات على الكائنات الحية ومن اهم العوامل المؤثرة ما يأتي:

1) نوع حيوان الاختبار:- من الطبيعي ان تختلف سمية مبيد معين باختلاف نوع حيوان الاختبار وذلك يرجع الى الاختلاف في التركيب التشريحي والنشاط الفسيولوجي وعليه فان قيمة الـ LD50 والميل ستختلف باختلاف نوع الكائن المستخدم في الاختبار.

2) السلالة: - تختلف سمية المبيد باختلاف سلالات النوع الواحد للكائن المختبر وعليه فان السلالة الحساسة ستكون قيمة الـ LD50 لها منخفضة فيما تكون قيمة الميل مرتفعة مقارنة بالسلالة المتحملة التي تكون قيمة الـ LD50 لها مرتفعة بينما تنخفض قيمة الميل.

3) الطور والعمر: - تختلف حساسية الاطوار والاعمار المختلفة نفس النوع والسلالة للمبيد وقد أظهرت الدراسات ان الاطوار الخاملة تكون أكثر تحملاً من الاطوار النشطة كما ان الافراد الصغيرة في العمر أكثر حساسية للمبيد من الاعمار الكبيرة. هذا الاختلاف يؤدي بلا شك الى الاختلاف في قيمة الميل والجرعات النصفية القاتلة.

4) الجنس: - اظهرت الدراسات ان الاناث أكثر تحملاً من الذكور ويرجع ذلك الى كبر الاناث علاوة على الاختلاف الفسيولوجي بين الجنسين حيث يلاحظ انه عند استخدام الجنسين مع بعضها البعض فإن خط السمية يكون اقل ميلا من خط السمية لجنس واحد حيث تصبح المجموعة في الحالة الاولى اقل تماثلا.

5) نوع المبيد: - من الطبيعي ايضا ان تختلف سمية المبيدات المختلفة عند دراسة تأثيرها على نوع معين من الآفات حيث نجد انه كلما زادت سمية المبيد انخفضت قيمة الـ LD50 وازداد ميل خط السمية.

6) طريقة التعريض للمبيد: - مما لاشك فيه ان المبيد يكون أكثر سمية عند حقنه في جسم حيوان الاختبار مما لو عومل جسم الحيوان بالمبيد كما يزداد ميل خط السمية تبعاً لذلك.

7) نوع المذيب المستخدم:- حيث يتسبب المذيب في زيادة نسبة المبيد التي تنفذ الى داخل جسم الحشرة وتزداد بذلك سمية المبيد، فبينما كانت قيمة الـ LD50 للسلالة المقاومة تساوي 300 مثل للسلالة الحساسة باستعمال الاسيتون كمذيب اصبحت قيمة الى LD50 تساوي 16 مثلا فقط باستعمال زيت معدني كمذيب وذلك لان الزيت المعدني يوزع على مساحة أكبر من جدار الجسم بينما الاسيتون يسمح بترسيب المبيد على مساحة صغيرة فلا يدخل الجسم الا نسبة بسيطة.

8) طول فترة التعريض للمبيد: - تزداد سمية تركيز معين من المبيد مع زيادة فترة التعريض وعادة يظهر تأثير فترة التعريض على السلالة الحساسة بدرجة أكبر من السلالة المقاومة او المتحملة.

9) طريقة التعبير عن كمية المبيد: - تختلف قيمة الـ LD50 باختلاف وحدة قياس تركيز المبيد فهي تختلف في حساب التركيز على اساس ميكروغرام لكل حيوان اختبار عنها فيما لو حسبت على اساس ميكروغرام مبيد لكل وحدة وزن من جسم حيوان الاختبار. اما قيمة الميل فلا تتأثر بذلك لان التغيير في التعبير يشمل جميع التراكيز المستخدمة.

10) درجة الحرارة :- تؤثر درجة حرارة التربة قبل الاختبار او اثناء الاختبار او بعد التعرض للمبيد على تحمل حيوانات الاختبار للمبيد وقد يرجع ذلك لواحد أو أكثر من العوامل الاتية:-

أ) تأثير درجة الحرارة على النظم المتأثرة بالمبيد داخل جسم حيوان الاختبار.

ب) تأثير درجة الحرارة على نشاط الكائن الحي وبالتالي على مقدار ما يلتقطه الكائن من المبيد.

جـ) ان درجة الحرارة المثلى لحيوان الاختبار تساعده على تحمل المبيد.

وعليه نجد ان قيمة الميل والـ LD50 ستختلف تبعاً لطبيعة تأثر حيوانات الاختبار بدرجة الحرارة. ففي تجربة لدراسة تأثير درجة حرارة التربية على حساسية يرقات خنفساء الحبوب الشعرية .Trogoderma granarium Evert لمبيدي الفيكام والبييرمثرين وجد ان اليرقات المرباة على درجة حرارة 25 م اظهرت استجابة جيدة لكلا المبيدين وكانت قيمة الـ LD50 لها منخفضة مقارنة باليرقات المرباة على درجتي حرارة 30 و 35م.

11) درجة الرطوبة:- ان تأثير درجة الرطوبة على قيمة الميل وال LD50 مازالت غير واضحة الا انه يعتقد ان لها بعض التأثير ولكنه بالطبع اقل من تأثير درجة الحرارة. فقد اظهرت نتائج بعض الدراسات ان هناك انخفاضاً في كمية المبيد المأخوذة من قبل الحشرة بارتفاع نسبة الرطوبة.

12) الضوء:- للضوء تأثير واضح على نشاط الحشرات وبالتالي على كمية ما تلتقطه الحشرة من المبيد ففي احدى الدراسات على الذباب المنزلي وجد ان ما يلتقطه الذباب من مخلفات المبيدات يزيد على 6 أمثال الكمية التي يلتقطها في الظلام.

13) التغذية: - على الرغم من ان التغذية ليس لها تأثير مباشر على النظم المؤثرة مباشرة على المبيدات. الا ان العديد من الدراسات اظهرت ان لنوع العائل تأثيرا على درجة استجابة حيوانات الاختبار للمبيدات فمثلاً وجد ان الذباب المنزلي الذي يتغذى على اللبن كان اكثر تحملاً للـ .D.D.T والبيرثرم من الذباب المتغذي على السكر فقط، وفي دراسة اخرى حول تأثير بعض العوائل الغذائية على حساسية يرقات خنفساء الحبوب الشعرية Trogoderma granarium Ever لمبيدي الفيكام والبيرمثرين وجد ان اليرقات المرباة على السمسم كان أكثر حساسية لمبيدي الفيكام والبيرمثرين مقارنة باليرقات المرباة على الحنطة اللوبيا، والرز قد يرجع هذا الاختلاف الى ان بذور السمسم تحوي نسبة عالية من زيت السمسم الذي اشارت العديد من الدراسات إلى تأثيره التنشيطي للعديد من مبيدات الحشرية.

التحليل الإحصائي لاختبار المواد الجاذبة والطاردة

 ان قياس نتائج الجذب والطرد للمواد المختلفة المطلوب تحديد تأثيرها الطارد والجاذب في حيوانات الاختبار يعتمد بالأساس على عدد حيوانات الاختبار المنجذبة او المبتعدة عن مدير المادة الطاردة أو الجاذبة كذلك يمكن الاعتماد على الفترة التي تنقضي بين رش المادة الطاردة ولحين عودة الحيوانات أو الآفات لزيارة تلك المادة لغرض التغذية عليها، ولتوضيح ذلك يمكن أتباع المثال الآتي: -

مثال

في تجربة لتحديد التأثير الطارد والجاذب لبعض الزيوت المتطايرة والمستخلصة من نفس النباتات وهي نباتات السرو، والنعناع البري، والآس، واليوكالبتوس والليمون الحامض، والنارنج والينسون في بالغات خنفساء اللوبيا الجنوبية Callosobruchus maculatus (F باستخدام جهاز قياس الانتحاء الكيمياوي Chemotropism والمكون من صندوق خشبي بطول 48 سم وعرض 20 سم وارتفاع 20 سم وله غطاء متحرك، يوجد فتحتان متقابلتان يمر منها انبوب زجاجي مدرج بطول 100 سم وقطر 3 سم وفي وسط الأنبوب فتحة لإدخال الحشرات فيها. يسد طرفا الأنبوبة بقطع من القطن احد الاطراف يوضع فيه قطن غير معامل بينما يحوي الطرف الآخر قطعة من القطن المعامل ب 2/1 مل من الزيت بعدها يتم ادخال 10 حشرات بالغة / مكرر ثم يتم تسجيل عدد الحشرات المتحركة في الانبوب ولمسافة 25 سم باتجاه الفتحتين يتم بعد ذلك حساب نسبة الجذب والطرد ونسبة الموازنة بعد 15 دقيقة من دخول الحشرات. وباتباع المعادلات الآتية: -

جدول (7) التأثير الجاذب والطارد لبعض الزيوت المتطايرة

اما نسبة الموازنة = 30 - 23 = %

 وهكذا مع بقية الزيوت المستخدمة في الدراسة

من الجدول السابق يتضح ان جميع الزيوت المتطايرة اظهرت صفة الطرد لهذه الحشرة وجاء زيت اوراق اليوكالبتوس بالمرتبة الاولى حيث بلغت نسبة الطرد 73%.

التحليل الاحصائي لاختبارات التنشيط

ان دراسة التأثير التنشيطي لأي مادة كيمياوية طبيعية أو صناعية يتطلب وكما سبق الاشارة اليه تحديد قيمة التراكيز او المجموعة القاتلة لـ 50٪ من حيوانات الاختبار للمبيد تحت ظروف قياسية من درجات حرارة ورطوبة نسبية اولا ثم تحديد نفس القيمة وتحت نفس الظروف للمبيد مضافاً اليه المادة المطلوب تحديد تأثيرها التنشيطي، ثم حساب نسبة التنشيط وكما في المثال الآتي: -

في تجربة لدراسة التأثير التنشيطي لبعض الزيوت النباتية المستخلصة من بذور بعض الاعشاب الضارة في مبيدات الدلتامثرين 2.5 %، سومیسیدین 50%، وسايبرمثرين 40%، تم تجهيز تراكيز المبيدات المستخدمة وذلك بإذابتها في اسيتون مقطر حيث تمت معاملة حشرات خنفساء الطحين المتشابهة Tribolium confusum وذلك برش 1 مل من كل تركيز للمبيد وبواقع ثلاثة مكررات لكل تركيز بواسطة برج بوتر Potter Tower على 2 غم من طحين الحنطة، اما معاملة المقارنة فقد عوملت بالاسيتون المقطر فقط حيث وضع في كل طبق 25 حشرة بالغة وبعمر 3-4 أيام ثم وضعت الاطباق بعد التغطية في حضان على درجة 25 + 5 م ورطوبة نسبية 70+ 5 % اخذت القراءات بعد 24 و 72 ساعة من المعاملة تم بعد ذلك حساب نسبة القتل وتحديد قيمة الـ LD50. اعيدت نفس التجربة السابقة وذلك بخلط كل من المبيدات السابقة بصورة منفصلة مع الزيوت المستخلصة وبنسبة 1 : 5 (مبيد : زيت ) اما معاملة المقارنة فقد عوملت بالزيوت المذابة بالاسيتون. اخذت القراءات بعد 24 و 72 ساعة من المعاملة وتحديد نسب الموت وقيمة ال LC50 بعد تصحيح نسبة القتل في كلتا التجربتين باستخدام معادلة Abbot. ماهي نسبة التنشيط المتوقعة للزيوت المستخدمة؟

الحل

اولاً: يتم رسم خطوط السمية للمبيدات الثلاثة المستخدمة وحدها ثم يتم رسم خطوط السمية لمخلوط كل مبيد مع كل زيت من الزيوت المطلوب اختبار تأثيرها التنشيطي.

ثانياً: تحديد قيمة الجرعة او التركيز القاتل ل 50% لكل مبيد ولكل من مخاليط المبيدات والزيوت.

جدول (8) التأثير التنشيطي لزيوت بذور بعض الادغال.

ثالثاً) يتم حساب نسبة التنشيط باتباع المعادلة الآتية

                            قيمة ال LC50 للمبيد

نسبة التنشيط = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

                     قيمة ال LC50 للمخلوط (المبيد + الزيت)

فمثلا لحساب نسبة التنشيط لزيت ال مع مبيد الدلتامثرين

= 280 / 100 = 2.8 وهكذا.

مما سبق يتضح ان لبعض الزيوت تأثيراً تنشيطياً جيداً في مبيد الدلتامثرين بينما لم تظهر الزيوت تأثيراً تنشيطياً مع مبيدي السايبرمثرين والسوميسيدين. كذلك يمكن حساب درجة التنشيط او التضاد عند مستوى الجرعة القاتلة لـ 50% من الافراد وذلك باستخدام معادلة Plackett و Hewlelt.

حيث ان p₁ = نسبة حيوانات الاختبار المتأثرة بالجرعة القاتلة من المبيد لـ 50%

P₂ = نسبة حيوانات الاختبار المتأثرة بالجرعة القاتلة من المخلوط لـ 50٪

وعندما يكون ناتج المعادلة = صفرا يدل عدم وجود تنشيط وكلما اقتربت النتيجة من الـ 100 دل ذلك على وجود تأثير تنشيطي اما في حالة التضاد فان القيمة الناتجة تكون سالبة.

مثال

في تجربة لدراسة التأثير التنشيطي لزيت السمسم في مبيد السوبراسيد وجد ان نسبة القتل لمبيد السوبراسيد كانت 30% عند استخدامه بالجرعة القاتلة لـ 50% من حيوانات الاختبار بينما اعطت نفس الجرعة نسبة قتل مقدارها 45% لخنافس اللوبيا الجنوبية عند استخدامها مخلوطة مع زيت السمسم بنسبة 1 : 1 (مبيد : زيت) ماهي درجة التنشيط

إذا هناك تأثير تنشيطي جيد لزيت السمسم في مبيد السوبراسيد.

التحليل الاحصائي لاختبارات السمية لنحل العسل

من الواضح ان عملية تحديد قيم الجرعات النصفية القاتلة للمبيدات المستخدمة على النحل لا تختلف عما سبق الاشارة اليه في هذا المجال وكذلك الحال بالنسبة لتحديد قيم الميل لخطوط السمية وتحديد درجة استجابة النحل للمبيدات المستخدمة. ان تحديد قيم الجرعات النصفية القاتلة للمبيدات على نحل العسل يعتبر من الامور المهمة لتحديد درجة سمية تلك المبيدات لنحل العسل. وذلك لما للمبيدات من تأثيرات ضارة على نحل العسل. ان تحديد قيم الجرعات النصفية القاتلة للمبيدات في المختبر قد لا يكفي لتحديد درجة تأثر نحل العسل بالمبيدات وذلك لاختلاف الجرعات المستخدمة في الحقل لمكافحة الآفات المختلفة، وبحسب التوصيات المرفقة بعبوات المبيدات لذلك سنحاول عرض طريقة بسيطة للتنبؤ بدرجة سمية المبيدات لنحل العسل وقبل استخدامها في الحقل لاتخاذ الاحتياطات الكافية لحماية خلايا النحل من التسمم بالمبيدات، هذه الطريقة كانت ثمرة مجموعة كبيرة من الدراسات المختبرية والحقلية استمرت لسنوات عديدة وقد ركزت الدراسة المختبرية على تحديد قيم الجرعات القاتلة من المبيدات لـ 50% من النحل وحساب قيمة الميل للمبيد فيا شملت الدراسة الحقلية اختبار سمية أكثر من 65 مبيداً استخدم بأكثر من صورة تجهيز وطريقة رش في عدد كبير من الحقول المزروعة بمحاصيل مختلفة وعلى ضوء نتائج الدراسات اعلاه تم ايجاد طريقة يمكن بواسطتها التنبؤ مسبقاً بدرجة سمية المبيد لنحل العسل وقبل استخدامه في الحقل. مما يساعد كثيراً في اتخاذ قرار استخدام المبيد او استبداله بمبيد آخر. وتعتمد هذه الطريقة على تحديد ومعرفة القيم الآتية:

1) قيمة الجرعة القاتلة من المبيد لـ 50% من النحل.

2) قيمة الميل لخط السمية وهو يمثل درجة استجابة النحل للمبيد.

3) تحديد قيمة الجرعة التي تستخدم في الحقل من المبيد لمكافحة الآفة.

4) عامل التصحيح.

والمثال الآتي يوضح طريقة استخدام هذه الطريقة: -

مثال

اراد أحد المزارعين مكافحة حشرة البق الدقيقي على الحمضيات باستخدام مبيد الديازينون 60% بجرعة مقدارها 200 غم / دونم ماهي نسبة القتل المتوقعة في نحل العسل نتيجة استخدام المبيد اعلاه.

خطوات العمل

1) من الجدول رقم (9) يتم استخراج قيمة الميل والجرعة القاتلة لـ 50% من النحل لمبيد الديازينون.

2) في الجدول رقم (10) ابحث في القسم (أ) عن قيمة مساوية او مقاربة لقيمة الجرعة القاتلة لـ 50% من نحل العسل بعد تحديد هذه القيمة من الجدول رقم (10).

3) اسحب خطأ افقياً من الجزء (أ) الى الجزء (ب) من جدول رقم (10) وابحث عن قيمة مساوية او مقاربة لقيمة الجرعة المطلوب استخدامها في الحقل.

4) انزل بخط عمودي الى الجزء (ج) من جدول رقم (10) لنجد ان هناك قيمة مثل قيمة عامل التصحيح.

5) يتم تعيين قيمة عامل التصحيح على يسار الشكل التالي وكذلك قيمة الميل.

6) اسحب مستقيما يوصل بين قيمة معامل التصحيح والميل ثم اسحبه ليتقاطع مع الخط يمين الشكل ومحل التقاطع يمثل قيمة القتل المتوقعة في نحل العسل عند استخدام مبيد الديازينون بجرعة 200 غم / دونم.

جدول (9) قيم الـ LD₅₀ والميل لبعض المبيدات

جدول (10) قيم الــ LD₅₀ والجرعات الحقيقية وعامل التصحيح.

مخطط التنبئي بنسبة القتل بالاعتماد على قيمة الميل وعامل التصحيح