مدیر گروه پژوهشی شیمی کاربردی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، از بومیسازی و تکمیل دانش فنی تولید فرومون مبارزه با آفت کرم خراط درخت گردو بهعنوان دستاورد پژوهشی این سازمان خبر داد و گفت: بدین ترتیب ایران صاحب فناوری تولید فرومون جنسی برای مبارزه غیر شیمیایی با آفات گیاهی از سنتز و آنالیز تا تجاریسازی شد.
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از سازمان جهاد دانشگاهی تهران، دکتر محمدهادی قاسمی، عضو هیأت علمی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، با بیان اینکه پروژه «بومیسازی و تکمیل دانش فنی تولید فرومون مبارزه با آفت کرم خراط درخت گردو» با همکاری و پشتیبانی گروه پژوهشی شیمی کاربردی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، با موفقیت به نتیجه رسید، اظهار کرد: این پروژه از طراحی فرومونهای جنسی تا فرمولاسیون، رهایش کنترلشده و ارزیابی میدانی را دربرمیگیرد و گام مهمی در جهت توسعه راهکارهای پایدار مدیریت تلفیقی آفات محسوب میشود.
حفظ کیفیت خاک، آب و سلامت زنجیره غذایی با استفاده از فرومونهای جنسی
وی درباره خلاصه طرح انجامشده در خصوص استفاده از فرومون حشرات در مدیریت تلفیقی آفات گفت: استفاده از فرومونهای جنسی حشرات در مدیریت تلفیقی آفات (IPM) مزایای متعددی دارد که آنها را به گزینهای پایدار برای کشاورزی امروز تبدیل میکند. فرومونها میتوانند جمعیت آفات را برای مدیریت دقیقتر پایش کنند، و از طریق تلههای فرومونی یا اختلال در جفتگیری، کاهش آفات را فراهم آورند. این رویکرد به کاهش مصرف سموم شیمیایی منجر میشود، که به حفظ کیفیت خاک، آب و سلامت زنجیره غذایی منجر شده، احتمال بروز مقاومت آفات در برابر سموم را کم میکند و نهایتاً منجر به افزایش امنیت غذایی کشور میشود.
مدیر گروه پژوهشی شیمی کاربردی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، ادامه داد: فرومونها معمولاً ثبات نسبی و دوام بالایی دارند و با طراحی مناسب میتوانند به صورت تدریجی و پایدار آزادسازی شوند، که در کاهش دفعات کاربرد و صرفهجویی در هزینههای عملیاتی مؤثر است. در کنار این مزایا، مزیت اقتصادی معرفیشده از طریق کاهش مصرف سموم و بهبود بهرهوری محصول، همراه با حفظ ایمنی غذایی، میتواند انگیزههای بزرگتری را برای پذیرش فناوری در مزارع فراهم کند.
دکتر قاسمی، خاطرنشان کرد: با این حال، محدودیتهایی مانند هزینههای اولیه توسعه و تولید، نیاز به زمانبندی دقیق و سازگاری با شرایط اقلیمی و زیستمحیطی وجود دارد. بهرغم این محدودیتها، با اتخاذ رویکردهای علمی-صنعتی و بهکارگیری نمونههای مزرعهای، فرومونهای جنسی میتوانند به عنوان بخش کلیدی از IPM کارآمد و پایدار در کشور ما و جهان ظاهر شوند.
استفاده از فرومونهای جنسی به عنوان ابزار مدیریت تلفیقی آفات
وی، افزود: نکته کلیدی طرح، استفاده از فرومونهای جنسی به عنوان ابزار مدیریت تلفیقی آفات است که با ترکیب اجزای فرومونی، رهایش کنترلشده و ماندگاری طولانیمدت ایجاد میکند. این رویکرد میتواند مصرف سموم را کاهش دهد، اثر زیستمحیطی را پایین بیاورد و به کشاورزان امکان دهد تا به صورت هدفمندتری با آفت کرم خراط برخورد کنند.
این عضو هیأت علمی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، در پاسخ به این پرسش که "چرا فرومونهای جنسی برای مدیریت تلفیقی آفات جذاب هستند؟ " تصریح کرد که فرومونهای جنسی پیامهای رفتاری دقیق و شاخصی برای جفتگیری حشرات فراهم میکنند. با استفاده از تلههای حاوی فرومون جنسی یا ایجاد اختلال در فرآیند جفتگیری، میتوان بدون آلودگی محیط زیست با مصرف سموم، جمعیت آفت را کنترل کرد. این رویکرد به ویژه برای آفتی مانند کرم خراط که خطر جدی برای درختان گردو محسوب میشود، ابزار ارزشمندی است. فرومونها بهویژه در فرمولاسیونهای بهینه میتوانند به عنوان ابزار کمخطر و پایدار در IPM کیفیت گردو را بهبود بخشند. بهعلت گزینشپذیری فرومونها در شکار آفت هدف، میتوان از سلامت بسیاری از موجودات و حشرات مفید نیز مطمئن شد. استفاده از سموم شیمیایی باعث از میان رفتن تمام موجودات مانند حشرات گردهافشان و شکارکنندگان طبیعی میشود که با رویکردهای IPM همسویی ندارد.
بررسی نمونههای تجاری و وارداتی فرومونها و طراحی و سنتز اجزای فرومونی از اقدامات کلیدی پروژه
دکتر قاسمی، درباره اقدامات کلیدی انجام شده در این طرح افزود: ما برای انجام این طرح با ماهیت میانرشتهای ناگزیر از همکاریهای با متخصصین رشتههای مختلف بودیم. بررسی و ارزیابی نمونههای تجاری و وارداتی فرومونها، طراحی و سنتز اجزای فرومونی برای سنتز اجزای کلیدی فرومونی، انجام مراحل خالصسازی پیچیده بهمنظور دستیابی به ترکیبات با خلوص و ساختار مشخص، تأیید هویت ترکیبات برای استفاده از فناوریهای تحلیلی پیشرفته مانند GC-MS، FTIR و NMR برای تأیید ساختار، افزایش خلوص و یکپارچگی ترکیبات سنتزشده، آنالیزهای ترکیبی و کیفیت بهمنظور انجام آنالیزهای کلاسیک و دستگاهی برای ارزیابی ایمنی ترکیبات و سازگاری آنها با فرآیندهای فرمولاسیون و طراحی حاملها برای توسعه و ارزیابی فرمولاسیونها با حاملها و پایدارکنندههای مناسب و بررسی اثر آنها بر رهایش فرومون، از جمله این اقدامات کلیدی است.
وی، ادامه داد: از دیگر اقدامات کلیدی در اینباره میتوان به آزمایشهای رهایش و پایداری با استفاده از تونل باد مجهز و آزمایشهای پایداری (UV، رطوبت، دما) بهمنظور بهینهسازی روند آزادسازی و پایداری فرومونها، آزمایشهای میدانی مزرعهای با هدف اجرای تستهای مزرعهای در باغات گردو، بهویژه در شهرستان عجبشیر با استفاده از تلههای حاوی فرمولاسیونهای مختلف و ثبت نرخ شکار در بازههای زمانی مشخص، مشاورههای تخصصی: بهرهگیری از مشاوران حشرهشناس، سمشناس و گیاهپزشک برای تطبیق روشها با شرایط زیستی آفات و مدیریت ایمنی/محیط زیست، تحلیل دادههای مزرعه و آماری برای استخراج نتایج، تحلیلهای آماری و تفسیر کارایی فرمولاسیونها با رویکرد علمی- صنعتی و تجاریسازی یعنی مذاکره با شرکتهای فعال در حوزه سموم و مواد شیمیایی کشاورزی اشاره کرد.
ضرورت انجام ارزیابیهای ایمنی و زیستمحیطی برای ترکیبات بیخطر فرومونی
مدیر گروه پژوهشی شیمی کاربردی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، افزود: با وجود دستاوردهای علمی و دادههای مزرعهای که در این طرح پژوهشی حاصل شده، برای ورود به بازار نیاز به استانداردسازی و اخذ مجوزهای مربوطه است. فرومونها بهطور طبیعی بیخطر هستند، با این حال، ارزیابیهای ایمنی و زیستمحیطی برای ترکیبات فرومونی انجام میشود تا اثرات غیرهدف و رفتاری اکوسیستم را در نظر بگیریم.
دکتر قاسمی، در پاسخ به این پرسش که آیا طرح به قابلیت مقیاسپذیری و تولید صنعتی رسیده است؟ گفت: این طرح در مسیر تبدیل از کارآزماییهای آزمایشگاهی به قابلیت مقیاسپذیری و تولید صنعتی گامهای قابل توجهی برداشته است. یکی از مزایای کلیدی فرومونها این است که دوز مصرفی بسیار کمتر از سموم شیمیایی است، که امکان برقراری فرآیندهای تولیدی با مقیاس بالاتر را تسهیل میکند. در حال حاضر، امکان تولید مواد مؤثره فرومونی در یک آزمایشگاه مجهز وجود دارد تا دادههای مربوط به پایداری، کیفیت و کارایی فراهم و ارزیابی شوند. این وضعیت نشان میدهد که پتانسیل ایجاد واحدهای پایلوت صنعتی برای ادامه توسعه در یک آزمایشگاه پیشرفته وجود دارد.
وی، درباره گامهای آتی هم توضیح داد که انجام آزمایشهای مزرعهای چندساله در مناطق مختلف ایران برای ارزیابی پایداری و کارآیی در اقلیمهای گوناگون، بهینهسازی ترکیبات فرومونی و دیسپنسرها بهمنظور افزایش ماندگاری و کاهش هزینهها، توسعه استانداردهای کیفی و کاربری برای تولید انبوه و تضمین یکپارچگی محصول، بررسی اثرات زیستی بلندمدت و ارزیابی فرآیندهای کاهش ریسک برای محیط زیست و مذاکرات با شرکتهای فعال در حوزه کشاورزی برای مدلهای تجاری و مجوزهای لازم از جمله گامهای آتی این پروژه است.
قابلیت بهکارگیری اصول فرومونهای جنسی برای دیگر آفات
این عضو هیأت علمی سازمان جهاد دانشگاهی تهران، با بیان اینکه اصول فرومونهای جنسی و دیسپنسرهای کنترلشده میتواند برای سایر آفات با ترکیبات فرومونی مرتبط به کار گرفته شود، گفت: این رویکرد در صورتی که دادههای مزرعهای و مدلهای اقتصادی محلی وجود داشته باشد، قابلیت گسترش دارد. برای مثال ما موفق شدیم که در کنار فرومون آفت کرم خراط، برای آفت ساقهخوار برنج و آفت پروانه زنبورمانند نیز رهاکنندههای فرومونی فرموله کنیم.
دکتر قاسمی در پاسخ به این پرسش که این فناوری چه نقشی در توسعه کشاورزی پایدار در کشور میتواند داشته باشد؟ افزود: کاهش مصرف سموم، حفظ سلامت خاک و زنجیره غذایی، و بهبود بازده مزارع با کاهش وابستگی به سموم شیمیایی از جمله اثرات کلیدی است. این رویکرد میتواند به کاهش اثرات زیستمحیطی و پایداری بلندمدت کشاورزی کمک کند.
وی، ادامه داد: این پروژه با ترکیبی از جنبههای علمی - فنی (سنتز و شناسایی اجزاء فرومونی، فرمولاسیون و رهایش)، آزمایشهای مزرعهای با طراحی دقیق، و بررسیهای اقتصاد-بازگشت سرمایه و مسیرهای تجاری همراه است. این رویکرد نه تنها به کاهش مصرف سموم و حفظ اکوسیستم باغهای گردو کمک میکند، بلکه به قابلیتهای انتقال فناوری، مقیاسپذیری صنعتی و ایجاد ارزش اقتصادی برای کشور منجر میشود.