المبيدات الحشرية الطبيعية Naturally Occuring Insecticides

وتضم مجموعة المبيدات الحشرية المستخرجة من مصادر طبيعية كالزيوت البترولية والمبيدات المستخرجة من بعض النباتات لذلك فهي تقسم الى مجموعتين هما:-

1) الزيوت Oils

2) المبيدات الحشرية النباتيةBotanical Insecticides

الزيوت البترولية Petroleum Oils

استخدمت الزيوت البترولية منذ فترة طويلة في مكافحة الآفات الحشرية وبالأخص لمكافحة الحشرات القشرية والحلم على اشجار الحمضيات واشجار الفاكهة المتساقطة الاوراق ، الا ان ظهور المبيدات العضوية المصنعة قيد استخدام الزيوت البترولية في عمليات المكافحة منذ الحرب العالمية الثانية الا انه في الوقت الحاضر نجد ان هناك عودة واهتماما ملحوظين الى محاولة استخدام هذه الزيوت في عمليات المكافحة وذلك بعد ان ازدادت مشاكل تلوث البيئة بالمبيدات العضوية المصنعة وظهور صفة المقاومة لها في الحشرات، خاصة انه لم يسجل لحد الان اكتساب الحشرات صفة المقاومة للزيوت علاوة على رخص ثمنها وانخفاض سميتها للإنسان والحيوان. الا ان من مضار استخدام الزيوت مباشرة على النبات هو تأثيرها الحارق لأوراق النبات.

ان الزيوت البترولية عبارة عن خليط من هيدروكاربونات مشبعة وغير مشبعة والهيدروكاربونات الحلقية وتحتوي على نسبة عالية من الكبريت. الا ان الزيوت المستخدمة كمبيدات حشرية يجب ان تكون بدرجة عالية من النقاوة ومن مشتقات البترول الخفيفة بحيث لا تزيد فيها نسبة الهيدروكاربونات غير المشبعة عن 8٪. وعلى العموم فان هناك العديد من الصفات التي تحدد صلاحية الزيت للاستخدام كمبيد حشري وهي:

1) درجة اللزوجة  Viscosity

وهي تعبر عن سيولة الزيت وتعرف بانها عدد الثواني اللازمة لمرور 60 سم من الزيت على درجة حرارة 37,8 م خلال فتحة قياسية محددة بجهاز Saybolt . حيث كلما كانت درجة اللزوجة قليلة كانت الزيوت أكثر امانا واقل خطراً على النباتات لذلك يفضل استخدام الزيوت ذات اللزوجة المنخفضة للاستخدام في الشتاء بعكس الحال عند ارتفاع درجات الحرارة.

2) درجة الغليان  Boiling point

وهي صفة مهمة للزيوت وتدل، بصورة غير مباشرة على فاعلية الزيت للتطاير Volatility وتتحدد بذلك المدة التي يبقى خلالها الغشاء الزيتي على الحشرة واوراق النبات وعليها ايضا يتوقف مقدار التأثير على الحشرة ومقدار الضرر الذي يحدثه للنبات حيث كلا كان التطاير بطيئاً كان الزيت ثقيلا واكثر تأثيرا على الحشرة وأكثر ضرراً للنبات، لذلك يجب ان تكون درجة تطاير الزيت مناسبة لقتل الحشرة دون ان تحدث ضرراً للنبات.

3) اختبار الكبرتة  Sulfonation test

والغرض منه تحديد المكونات غير المبكرتة unsulfonated residue وتقاس كنسبة مئوية لتحديد درجة نقاوة الزيت وذلك لكونها المسؤولة عن التأثير السام للنبات، ويمكن اجراء هذا الاختبار بمعاملة الزيوت بحامض الكبريتيك المركز حيث تبقى الهيدروكاربونات المشبعة ولا تتفاعل مع الحامض بينما الهيدروكاربونات غير المشبعة تتفاعل مع الحامض وتستقر في قعر الاناء.

4) رقم التعادل   Neutralization No.

والغرض منه تحديد درجة قابلية الزيت للأكسدة حيث يبين هذا الرقم كمية الحموضة الموجودة في الزيت والناتجة من الاكسدة ويجب ان لا تزيد الحموضة في الزيت المستعمل في مقاومة الحشرات عن0.03% مقدراً على اساس الملغرامات من هيدروكسيد البوتاسيوم لكل غرام واحد من الزيت، وتحدث عملية الأكسدة عادة للهيدروكاربونات المشبعة عندما تتعرض على هيئة غشاء رقيق لضوء الشمس والعوامل الجوية الأخرى فيصبح تأثيرها حامضيا مما سب محروقا للنباتات المعاملة به.

تقسيم الزيوت البترولية

هناك العديد من الاسس التي يمكن اعتمادها لتقسيم الزيوت البترولية منها: -

اولاً) بحسب المصدر وتقسم الى: -

۱) زيوت برافينية Paraffinic:-  وتكون غنية بالهيدروكاربونات المشبعة وخالية تقريبا من الكبريت.

۲) زيوت اسفلتية Naphthenic:- وتحوي نسبة كبيرة من المركبات الحلقية والعطرية والكبريت.

ثانيا) على اساس نسبة المكونات غير المكبرتة unsulfonated residue

وتقسم الى: -

۱) زيوت خفيفة Light : - وتكون نسبة المواد غير المكبرتة فيها 90% كحد ادنى.

۲) زیوت متوسطة Medium : - وتبلغ نسبة المواد غير المكبرتة فيها 92% كحد ادنى.

۳) زیوت ثقيلة Heavy:- نسبة المواد غير المكبرتة فيها 94% كحد ادنى.

ثالثاً) بحسب وقت الاستخدام: وتقسم الى نوعين

۱) زيوت الرش الشتوية  Dormant-Oils

وهي الزيوت التي تتراوح فيها نسبة الهيدروكارونات المشبعة بين 50 – 90% وتستخدم للرش على الاشجار النفضية واشجار الظل خلال فترة السبات الشتوي لمكافحة الحلم والبق الدقيقي والحشرات القشرية. وترش عادة بتراكيز 2-3%.

۲) زيوت الرش الصيفية  Summer - Oils

وتحتوي هذه المجموعة من الزيوت على نسبة تتراوح بين 90-96% من الهيدروكاربونات المشبعة، وتمتاز هذه الزيوت بقلة ضررها على الاجزاء الخضرية، وتستخدم لمكافحة الحلم والحشرات القشرية على اشجار البرتقال. كما يمكن استخدامها كمواد منشطة لبعض المبيدات الحشرية.

رابعاً) بحسب صورة التجهيز

تباع مستحضرات هذه الزيوت بصور التجهيز الآتية

۱) زيوت قابلة للخلط بالماء   Emulsible Oils  

وتجهز هذه الزيوت بشكل زيت يكون محلولاً مستحلباً عند خلطه بالماء.

۲) مستحلب زيتي مركز  Concentrated Emulsion

وهو مستحضر يحوي الزيت مضافا اليه مادة تساعد على الاستحلاب مع قليل من الماء. يمكن عند الاستعمال تخفيفه بالماء ليكون محلولاً مستحلباً لأغراض المكافحة.

الزيوت القطرانية Tar Oils

وهي عبارة عن نواتج التقطير الاتلافي للفحم الحجري وتمتاز هذه الزيوت بشدة ضررها للنبات علاوة على تسببها في الالتهابات الجلدية للعاملين في مجال المكافحة وذلك لاحتوائها على العديد من الفلويات والاحماض القطرانية. يقتصر استخدام هذه الزيوت على الرشات السباتية وفي معاملة الاخشاب لوقايتها من الارضة كما تمتاز بتأثيرها الجيد على بيض حشرات المن.

الزيوت المتطايرة Volatile Oils

تستخلص هذه الزيوت بعمليات التقطير من العديد من النباتات التي تتميز بروائح خاصة كاليوكالبتوس ، الاس ، الصنوبر، النعناع وغيرها من النباتات وقد أظهرت العديد من الدراسات كفاءة هذه الزيوت لاستخدامها كمواد طاردة أو جاذبة للحشرات، اضافة الى ان العديد من الدراسات أكدت ان زيوت بذور بعض الاعشاب اظهرت تأثيرا تنشيطيا لمبيد الـ Deltamethrin.

ميكانيكية تأثير الزيوت على الحشرات

هناك العديد من الآراء التي يمكن ان تستخدم لتوضيح ميكانيكية تأثير الزيوت على الحشرات منها:-

1) يعمل الزيت كحاجز يمنع وصول الاوكسجين اليها فتموت اختناقا نتيجة سد الفتحات التنفسية.

2) يحوي الزيت العديد من المواد الكيمياوية التي تؤثر في انسجة الحشرة كأي مادة كيمياوية سامة.

3) وجد ان فعالية الزيت العالية في مكافحة يرقات وعذارى البعوض يعود الى تصاعد بخار من زيت الكيروسين وغيره من الزيوت سريعة التطاير يدخل الى جسم اليرقات والعذارى بكميات كافية لقتلها.

4) يعمل الزيت على قتل بيض الحشرات بالعديد من الطرق منها:-

أ) يغطى الزيت البيضة بطبقة رقيقة تمنع تبادل الغازات.

ب) يعمل على تصلب قشرة البيضة ويمنع فقسها.

جـ) يدخل الى البيضة ويؤثر على البروتولازم وموت الجنين.

المبيدات الحشرية النباتية Botanical Insecticides

من المعروف ان الانسان ومنذ فترة بعيدة استخدم بعض انواع النباتات كمواد طاردة او قاتلة للحشرات الضارة بالتقاوي المخزونة، وذلك بعد تجفيفها هذا الاستخدام البدائي دفع الباحثين بعد التطور العلمي الذي شهده العالم الى محاولة استخلاص وتشخيص المواد الفعالة الموجودة في تلك النباتات والتي يعزى اليها التأثير الطارد او القاتل للحشرات. فكانت البداية لاكتشاف العديد من المبيدات الحشرية النباتية التي اظهرت كفاءة جيدة في مكافحة الآفات الحشرية المختلفة علاوة على العديد من المميزات الجيدة التي اتسمت بها هذه المجموعة من المبيدات حيث انها ذات تأثير على الثدييات اضافة الى انها لا تحدث ضرراً للنباتات المعاملة بها كذلك فانه لم يحصل ان ظهرت صفة المقاومة Resistant في الحشرات المعاملة بها كما هو عليه الحال الآن مع استخدام المبيدات المحضرة صناعيا.

وعلى الرغم من المميزات المشار اليها سابقا الا ان هناك العديد من المشاكل التي تجابه عملية انتاج هذه المبيدات منها: -

1) صعوبة الحصول على النباتات التي تستخلص منها تلك المبيدات بكميات كبيرة لتغطية حاجة السوق اليها.

2) ان عمليات استخلاص المادة الفعالة من النباتات هي في الغالب عمليات معقدة ومكلفة.

3) عدم توفر الظروف البيئية المناسبة لزراعة تلك النباتات في جميع مناطق العالم بل قد تقتصر زراعتها على بلدان معينة.

4) اصابة النباتات نفسها بالعديد من الآفات الزراعية التي لا تتأثر بما تحويه من مواد سامة.

5) ان المواد الفعالة المستخلصة من هذه النباتات هي في الغالب مواد حساسة سرعان ما تتأثر بالحرارة والضوء وتفقد فاعليتها نتيجة لذلك مما يتطلب ظروف خزن خاصة ومكلفة.

ومن أهم المبيدات الحشرية النباتية التي استخدمت في مكافحة الآفات الحشرية ما يأتي: -

النيكوتين Nicotine

أدخل نبات التبغ الى اوروبا عام 1560 م وفي عام 1690 م تم تحضير مستخلص مائي من اوراق التبغ لاستخدامه في مكافحة الحشرات الماصة في الحدائق تلا ذلك عزل مادة النيكوتين من نوعين من التبغ هما: -

Nicotiana tabaccum (1

Nicotianan rustica (2

حيث بلغت نسبة النيكوتين في النوع الاول 4 – 15% فيا تراوحت بين 7-14% في النوع الثاني. وبالرغم من وجود مادة النيكوتين في جميع اجزاء نبات التبغ الا انها تتركز في الأوراق بنسبة أكبر من بقية الاجزاء. ان المادة الفعالة في نبات التبغ هي من اشباه القلويات alkaliod nicotine، وتركيبها الكيمياوي هو:

وتوجد مادة النكوتين في نبات التبغ عادة بشكل املاح الماليك malic acid وحامض الستريك citric acid والتي يسهل فصلها من انسجة النبات بالتقطير البخاري المستمر Steam distillation بعد ان تعامل بمحلول قلوي. وفي عام 1904 أمكن تحضير مادة النيكوتين صناعيا الا ان كفاءتها في مكافحة الحشرات كانت اقل بحدود 50٪ من كفاءة النيكوتين المستخلص من نباتات التبغ، تباع المادة التجارية للنيكوتين تحت اسم 40 Black Leaf حيث تحوي 40% مادة فعالة من سلفات النيكوتين Nicotine Sulphate مضافا اليها بعض المركبات القلوية المنشطة كالصابون. ويمكن استخدام النيكوتين رشا او بشكل مسحوق تعفير. وقد اظهر النيكوتين فاعلية جيدة في مكافحة الحشرات الرهيفة كالمن والتربس. اضافة الى انخفاض تأثيره على النباتات لكونه سريع التبخر شرط استخدامه بتراكيز غير عالية.

 ميكانيكية التأثير السام للنيكوتين

يعمل النيكوتين على قتل الحشرات والحيوانات اللافقرية عامة وذلك بسبب تشابه تركيبه مع مادة الاسيتايل كولين وذلك لكون ابعاده الجزيئية molecular dimension مشابهة الابعاد الجزيئية لمادة الاستيايل كولين والتي تعد الأساس في نقل المنبهات العصبية في اطق الفراغ العصبي synaps gap حيث يتحد النيكوتين مع مستقبلات الاستيايل كولين في نقاط التقاء الاعصاب بالعضلات neuromuscular junction مسببا ارتعاشات مستمرة يعقبها الشلل والموت نتيجة تراكم مادة الاستيايل كولين في مناطق الاشتباك العصبي. وقد اظهرت الدراسات ان سمية النيكوتين للحشرات تزداد في درجات الحرارة المرتفعة وذلك لقدرة هذا المركب على التطاير ودخوله من خلال الفتحات التنفسية.

الروتينون (Rotenone (Derris

مبيد حشري استخدم عام 1911. ولم يعرف تركيبه الكيمياوي الا في عام ١٩٣٢. يوجد هذا المبيد في جذور نبات بقولي هو ال Derris elliptica، وتنتشر زراعته في المناطق الشرقية للهند والملايو. وفي بداية استخدامه كانت تطحن جذور النبات بعد تجفيفها ويضاف اليها مسحوق الطين حيث تستخدم كمسحوق تعفير. تستخلص مادة الروتينون حديثا بمعاملة مسحوق الجذور بمذيبات عضوية مثل الايثر ورابع كلوريد الكاربون ثم تقطير المحلول للحصول، على الروتينون الذي يكون 30-40% من مجموع المستخلص النهائي، والروتينون عبارة عن بلورات بيضاء صلبة عديمة الذوبان بالماء الا انها قابلة للذوبان بالمذيبات العضوية مثل الكلوروفورم ومن عيوبه تحلله السريع عند تعرضه للضوء والهواء حيث يتأكسد الى مركبات غير سامة للحشرات. لذلك تضاف اليه بعض المواد المؤكسدة لمنع تحلله عند رشه على النباتات، كذلك لا ينصح بخلطه. مع مبيدات قلوية التأثير لان ذلك يساعد على تحلله بسرعة. يستخدم الروتينون بنجاح في احواض تغطيس الماشية لمكافحة الطفيليات الخارجية عليها كما يمكن استخدامه رشأ او تعفيراً لمكافحة العديد من الحشرات على اشجار الفاكهة كالمن علاوة على تأثيره على الاكاروسات وهو يعمل كسم معد وبالملامسة. التركيب الكيمياوي:-

 لم تعرف لحد الآن بوضوح طريقة التأثير السام للروتينون وذلك لتعقد تركيبه الكيمياوي. الا ان سميته يمكن ان تعزى الى ما يأتي:

1) يمكن للروتينون ان يتدخل في عملية الاكسدة ويؤثر على عمل بعض الانزيمات منها ال Succinoxidase وال glutamic acid dehydrogenase الا انه لم يتم التأكد وبشكل دقيق من هذا التأثير.

۲) ان سمية الروتينون للثدييات والحشرات قد ترجع الى التدخل في عملية تكوين مادة ال ATP وهي المادة اللازمة لتخزين الطاقة في خلايا الكائن الحي وذلك عن طريق تثبيط عملية الاكسدة لتكوين هذه المادة.

البيرثرم Pyrethrum

مبيد حشري يؤثر بالملامسة، مادته الفعالة تستخلص من ازهار نبات البيرثرم Chrysanthemum cinerariaefolium وهي نباتات عشبية تتراوح نسبة المادة الفعالة في ازهارها بين 0,5 – 1,5 % تقريباً، وتكثر زراعتها في اليابان والاكوادور وكينيا الجديدة. وقد عرف استخدامه كمبيد حشري منذ عام 1854 واستمر استخدامه حتى مع ظهور وتطور المبيدات المصنعة. وقد بلغت الكمية المنتجة منه في عام 1965 عشرين ألف طن.

ترجع اهمية البيرثرم الى كونه مبيداً فعالاً يقتل الحشرات خلال ثوان معدودة وذلك بأحداث صدمة قوية لها Knockdown خاصة للحشرات الطيارة اضافة الى انخفاض سميته على الثدييات حيث يتحطم في اجسامها الى مواد غير سامة. وهو لا يترك متبقيات لفترة طويلة بعد الاستعمال لتحلله السريع وهذا بدوره يفسر عدم حصول ظاهرة المقاومة resistant في الحشرات. الا ان من عيوبه عند استخدامه في مكافحة الحشرات الزراعية في الحقول نحلله السريع عند تعرضه للهواء وضوء الشمس وتحوله الى مواد غير فعالة لذلك فهو يخلط دائما مع مركبات او مبيدات أخرى للتغلب على هذه المشكلة ومن المفضل استخدامه لمكافحة الحشرات المخزنية والمنزلية.

يستخلص البيرثرم من ازهار نبات البيرثرم بعد تجفيفها وطحنها واذابتها بالكيروسين او ثاني كلوريد الاثلين، والمستخلص الناتج يتم تركيزه بالتقطير الفراغي. في عام ١٩٢٤ تم تعريف المادة الفعالة للبيرثرم ووجد بانها خليط من الاسترات يضم ستة انواع من الاسترات الفعالة وهي: -

Pyrethrin I & II

Cinerin I & II

Jasmolin I & II

وتركيبها الكيمياوي كما يأتي:-

Pyrethrin I, R= CH3

Pyrethrin II, R = CooCH3

ان الاسترات الستة السابقة هي استرات معقدة وعند تحليل وجد انها تتركب من نوعين من الاحماض العضوية هي: -

1) Chysanthemic acid

2) Pyrethric acid

وثلاثة أنواع من الكحولات هي:-

1) Pyrethrolon

2) Cinerolone

3) Jasmololone

وترجع سمية الاسترات الى نوع الكحول الرتبط وكما في الجول التالي والذي يبين نوعية الاسترات في مستخلص البيرثوم

جدول يبين نسبة الاسترات في مستخلص البيرثوم

يستخدم البيرثرم اما عن طريق طحن ازهاره بشكل مسحوق تعفير مباشرة أو بعد تخفيفه ببعض المواد الحاملة كالكبريت او التلك. ويفضل استخدام المواد الحاملة ذات الدرجة العالية للامتصاص مثل البنتونايت Bentonite لكونه يعمل على حفظ المادة الفعالة عند استخدامها بالمذيبات العضوية. كما تضاف اليه مادة مانعة للأكسدة تساعد على الثبات الكيمياوي للمادة الفعالة مثل حامض التانيك وتضاف احياناً اخرى مواد منشطة Synergists لزيادة الفاعلية والتقليل من الكميات المستعملة منها ومن اهم المواد المنشطة والمستخدمة بنجاح مادة الـ Sesamin وال Piperonyl Butoxide كما تستخدم المادة الفعالة للبيرثرم وبصورتها النقية في تحضير عبوات الايروسول وذلك بعد خلطها بمادة مخففة مثل البترول النقي واضافة مادة منشطة وغاز الفريون حيث تستخدم عبوات الايروسول لمكافحة الحشرات المنزلية.

ميكانيكية التأثير السام للبيرثرم

يؤثر البيرثرم بشكل مباشر على الاعصاب مما يسبب شللا سريعا للحشرات المعرضة له. وقد وجد بان تأثيره يتركز على العصب الموصل بين الخلايا العصبية لذلك يدعى بال axonic poison ويمنع بذلك نقل المنبهات العصبية من هذه الخلايا. وقد يحدث في بعض الاحيان ان تسترجع الحشرات المعاملة قواها وذلك في حالة كون الجرعة المستخدمة غير كافية لقتل الحشرات. ان لمبيد البيرثرم معاملاً حراريا سالبا -Negative Tem perature Coefficiente بمعنى ان سميته تزداد بانخفاض درجات الحرارة. كذلك يمتاز البيرثرم بانخفاض سميته على الثدييات والنباتات المعاملة به.

الريانيا Rayania

تستخلص المادة الفعالة لهذا المبيد من سيقان وجذور اشجار Ryanis speciosa التابعة لعائلة Flacourtiaceae وذلك بعد تجفيفها وطحنها حيث تستخدم بشكل مساحيق تعفير وهي ذات تأثير معدي وبالملامسة وقد اظهرت فاعلية جيدة في مكافحة حشرات اشجار الفاكهة التابعة لرتبة حرشفية الاجنحة. وتمتاز بانخفاض تأثيرها على المفترسات والطفيليات. وتباع عادة تحت اسماء تجارية مختلفة منها الـ Ryanodine والـ Ryanicide.

اضافة لما سبق فان هناك العديد من المركبات الأخرى المستخرجة من النباتات والتي اظهرت فاعلية جيدة في مكافحة الحشرات مثل مادة ال سباديلا Sabadilla وهي مادة قلوية تستخرج من بذور نباتات تابعة للعائلة الزنبقية خاصة نبات Schoenocaulon officinale وتباع مستحضراتها تحت اسماء تجارية مختلفة منها Veratridine وال Cevdine وال Cevadilla وتستخدم لمكافحة الحشرات الرهيفة مثل المن والثربس. اما مادة الهليبور Hellebore التي تستخرج من جذور نبات Veratrum album ذات تأثير قلوي سام للحشرات الرهيفة.