^{المكافحة الحيوية للحشائش بواسطة الفطريات الممرضة}

^{Biocontrol of Weeds using Pathogenic Fungi}

تشكل الحشائش أحد العوامل إلتى تؤدى إلى خفض الإنتاج الزراعى فى جميع أنحاء العالم ، تتراوح الخسائر فى الإنتاج الزراعى المتسببة عن الحشائش بين 10 و 20 % من الطاقة الإنتاجية   . تصل الخسائر المتسببة عن الحشائش فى الولايات المتحدة الأمريكية  إلى 15 بليون دولار سنويا  . هناك عدد من العوامل التى أدت فى مجموعها إلى التوجه نحو المكافحة الحيوية للحشائش باستخدام الممرضات و الآفات. و يمكن أن نوجز تلك العوامل فيما يلى :

 1 -  أدت التحولات فى الطرق الزراعية المتبعة إلى زيادة انتشار الحشائش فى المحاصيل، خاصة فى محاصيل الغذاء الرئيسية ، عن ذى قبل. على سبيل المثال فى محصول الأرز أدى التحول إلى الزراعة بالبذور بدلا من الزراعة بالشتل إلى زيادة انتشار الحشائش ، كما أدى ظهور أصناف من الأرز تحتمل الزراعة فى أراضى جافة إلى انتشار زراعته فى بيئات جديدة و بما يعنى تواجد عشائر جديدة من الحشائش لم تكن معهودة و تتطلب مكافحة .

2 -  أدى نقص العمالة الزراعية و ارتفاع تكلفتها – فى الدول المتقدمة - إلى الاعتماد على المكافحة الكيماوية للحشائش على حساب المكافحة الميكانيكية  ، ترتب ذلك  تلوث البيئة بتلك المبيدات و الأهم من ذلك أن قد ترتب على الإسراف فى استعمال المبيدات ظهور سلالات من الحشائش مقاومة لفعل المبيدات . يفيد حصر عالمى أن عدد الحقول التى ظهر بها حشائش مقاومة لفعل المبيدات قد بلغ  حوالى 270 ألف حقل ، ظهر بها 276 نمط بيولوجى من الحشائش المقاومة لفعل مبيدات  تتبع 166 نوع نباتى منها  99 نوع  من نباتات ذوات الفلقتين و 67نوع من ذوات الفلقة الواحدة.

3 – يتطلب اتباع طريقة الزراعة العضوية عدم استخدام مبيدات كيماوية  فى المكافحة الآفات ككل بما فيها الحشائش مما يتطلب اللجوء إلى بدائل أخرى من بينها المكافحة الحيوية .

4 – تؤدى حرية التجارة بين دول العالم إلى زيادة فرصة انتشار نباتات لها خصائص  الحشائش إلى بيئات جديدة مما يؤدى إلى سرعة انتشارها خاصة فى ظل عدم وجود أعداء حيوية فى بيئتها الجديدة وعلى وجه الخصوص فى الأنظمة البيئية  الطبيعية  وغير الزراعية .

من المعروف أن الممرضات تسبب خسائر كبيرة فى المحاصيل الزراعية و يترتب على هذه الخسائر أثار اقتصادية و اجتماعية. تهدف المكافحة الحيوية إلى توظيف تلك الممرضات توظيفا إيجابيا للقضاء على الحشائش .و قد كانت الفطريات الممرضة هى أكثر ما لاقى نجاحا فى هذا المجال .

يمكن توظيف الفطريات الممرضة للعمل  كعوامل مكافحة حيوية بطريقتين:

1 -  طريقة الحقن  Inoculative  أو الطريقة التقليدية   Classical

2 -  طريقة  مبيد الحشائش الفطرى Mycoherbicide (طريقة الإغراق Inundulative)

أولا طريقة الحقن أو الطريقة التقليدية Inoculative ( Classical ) Strategy

يستخدم فيها ممرض متخصص أو عدد من ممرضات متخصصة فى حقن حشيشة  فشلت الوسائل الزراعية والكيماوية فى مكافحتها أو أن الوسائل الكيماوية لا تستخدم لأسباب بيئية .

 يبنى هذا الاتجاه على أساس افتراض أن دخول كائن غريب إلى النظام البيئي يستتبعه الإخلال بالوازن البيئى و زيادة تعداد عشيرة هذا الكائن المدخل على حساب الكائنات الأخرى و التى من بينها الحشيشة المراد التخلص منه .على الرغم من أن الآفات الحشرية قد وظفت كعوامل مكافحة حيوية للحشائش منذ نحو قرن من الزمان فإن استخدام الفطريات الممرضة يعود فقط  إلى السبعينات من القرن الماضى  ، و قد كان  أول استخدام لها عندما استخدام فطر Puccinia chondrillina فى مكافحة حشيش Chondrilla junicea  ،  ذات المنشأ المتوسطى  ، فى جنوب غرب استراليا ، ثم عند إدخال فطر التفحم الأبيض Entyloma ageratinae إلى هاواى لمكافحة النبات المكسيكى Ageratinia riparia التى انتشر  فى أراضى المراعى و الغابات الطبيعية . و قد نجح التطبيق فى الحالتين  ،  و قد أدى استخدام  C.  junicea  إلى انخفاض كثافة الحشيشة بمقدار 99 % و اختزال الخسارة فى المحصول  بمقدار 15 مليون  دولار . رغم تلك النجاحات المبدئية لم ينتشر استخدام هذه الطريقة و يرجع ذلك إلى الشك فى عدم الأمان الذى يمكن أن ينتج عن انتشار الممرضات المدخلة إلى   مناطق جغرافية جديدة مما يجعل السلطات  تتدخل بالتنظيم أو بالمنع ، و بالفعل فأن  السلطات الزراعية فى المملكة المتحدة ليس لديها أى أية تنظيم يسمح بدخول فطريات ممرضة لاستخدامها لغرض المكافحة الحيوية . توضع التنظيمات عادة لتقدير مدى المخاطرة التى قد تنشأ عن هذا الإجراء و كيفية الحد من الخطورة المحتملة إلى أدنى حد ممكن . تتضمن تنظيمات الدخول اختبار الظروف البيئية المناسبة للممرض المدخل و المجال العوائلى  و التأكد تماما من أنه لا يصيب أي من المحاصيل الاقتصادية فى المنطقة المستهدف دخوله فيه .    كما يجب أن توافق سلطات الحجر الزراعى قبل أى إجراء لجلب ممرضات لاستخدامها فى المكافحة الحيوية للحشائش . و قد لعبت استراليا دورا كبيرا فى وضع تنظيمات إدخال الممرضات لاستخدامها فى المكافحة الحيوية للحشائش و مولت العديد من المشروعات البحثية فى هذا الشأن . خلال العشرون عاما الأخيرة تم إدخال حوالى عشرون فطر ممرض إلى أماكن مختلفة فى العالم عبر القنوات الشرعية  و أطلقت كعوامل حيوىة لمكافحة الحشائش  .كانت الغالبية العظمى من هذه الفطريات تتبع رتبة فطريات الأصداء Uredinales   و قد اختيرت لشدة تخصصها على عوائلها  و قدرتها التدميرية العالية و قد استدل على ذلك من تأثيرها على النباتات المنزرعة .  و هناك العديد من حالات إدخال ممرضات بطريقة غير شرعية منها إدخال فطر صدأ التوت الأسود  Phragmidium violaceum  إلى استراليا سنة 1984 ،و ربما كان ذلك بسبب نفاذ صبر الزراع من بطء الجهود الحكومية المسؤولة . رغم أن أى من  الفطريات المدخلة لاستخدامها كعوامل مكافحة حيوية للحشائش  لم يكن يحقق نجاح سريع بعد إطلاقه ، إلا أنها كانت تصيب هدفها و تحقق نتائج جيدة فى القضاء على الحشائش بعد طور متلكئ Lage phase  طويل نسبيا . مثال ذلك فطر الصدأ - المكون لورم Uromycladium tepperianum  الذى  أدخل إلى جنوب أفريقيا سنة 1987 كعامل مكافحة حيوية لحشيشة صفصاف Port Jackson  ( Acacia salgina ) ، رغم أن النتائج الأولية كانت مخيبة للآمال ، إلا أن الفطر منذ سنوات قليلة مضت فقط بلغ حالة و بائية شديدة حيث أنه يكون 150 ورم على الشجرة الواحدة مما يؤدى فى النهاية إلى موت الشجرة و قد تراوحت نسب الموت فى الأشجار بين 90 و 95 % و قد واكب ذلك زيادة فى نمو النباتات المنزرعة   . و هناك مثال آخر من فطريات الأصداء  استخدم فى المكافحة الحيوية للحشائش وأعطى الآن تأثيره على الحشيشة المستهدفة و هو الفطر Maravalia cryptostegiae  القريب بشدة من فطر صدأ القهوة ، و قد أطلق فى كوينزلاند فى استراليا لمكافحة حشيشة Rubber-vine  ( Cryptostegia grandiflora  ) والتى كانت قد استوردت من مدغشقر كنبات زينة ثم أصبحت أكبر تهديد للتنوع الحيوى الطبيعى فى المناطق الاستوائية فى استراليا .و نظرا لاتساع مساحات انتشارها فقد استخدمت طائرات الهليوكوبتر فى نشر فطر الصدأ  ، وقد نثر اللقاح مرة على صورة أنسجة مصابة ثم مرة أخرى على صورة معلق جراثيم من خلال آلات رش ضبابى فوق الغابات  .    بذلك فقد جمعت تلك المعاملة بين طريقة التلقيح بالممرض وطريقة المعاملة بمبيد الحشائش الفطرى أو الإغراق .  اتبع الجمع بين الأسلوبين أيضا فى المناطق الشمالية من استراليا لمكافحة الحشيشة الخشبية Mimosa pigra  التى احتلت مناطق ضخمة من سهول الفيضان فى تلك المنطقة و أصبحت مصدر تهديد للحدائق الوطنية البديعة ، فقد أدخل فطرين ممرضين من المكسيك بالإضافة على استخدام إحدى الحشرات كعوامل مكافحة حيوية . استخدم فطر الصدأ Diabole cubensis  الذى يسبب تساقط الأوراق و ينشط بصفة خاصة خلال أوقات الجفاف بينما ينشط الفطر الأسكى  ، شبه الإجبارى التطفل ،  Sphaerolina mimosae-pigrae   ( طوره الناقص  (Phloeospora mimosae-pigrae فى مواسم الرطوبة العالية مسببا تقرح الأعناق و السوق ، و على ذلك فيعمل الفطران على الحشيشة طوال العام . و لقد وجد فيما بعد أن الفطر الأسكى  يكون طوره الناقص كونيديات بالتبرعم  منتجا وحدات شبيهة بالخمائر  ، يجهز حاليا معلق تلك الكونيديات فى خلات السليلوز  ليصبح  مستحضر يستخدم رشا على النباتات ، ليكون بذلك قد تم الجمع بين طريقة الحقن و طريقة الإغراق بمبيد الحشائش الفطرى .   

مما لا شك فيه أن الطريقة التقليدية أو طريقة الحقن كانت فعالة و مستدامة و تفى إلى حد كبير  بمتطلبات الحفاظ على سلامة البيئة ، إلا أن استخدامها  فى المكافحة حيوية وجد تخوفا  قد يكون غير مبرر لدى البعض .  ربما أن كراهية كلمة ممرضات فى حد ذاتها تؤدى إلى اعتراض البعض وإلى إثارة حفيظة البعض خشية امتداد تأثير الفطر الممرض المستخدم فى مكافحة الحشائش  إلى عوائل اقتصادية . إلا أنه بإجراء دراسة دقيقة للمجال العوائلى من النباتات الاقتصادية التى يحتمل أن تتعرض للإصابة و ذلك  من خلال  دراسة القرابة الوراثية ، ثم  من خلال دراسة نسبة   المخاطرة /  الفائدة Risk \ benefit ratio   و التى من خلالها   يتم تقويم مدى الفائدة من استخدام فطريات  ممرض كعامل مكافحة حيوية فى مقابل ضرر يحتمل حدوثة  يمكن الحكم على مدى الحاجة لتلك المعاملة . 

ثانيا طربقة الإغراق  Strategy  Inundulative

فى هذه الطريقة تعامل النباتات بالمبيد الحيوى كما  تعامل فى حالة المبيد الكيماوى لتعطى نتائجها خلال نفس الموسم و يتطلب الأمر تكرار رش النباتات فى الموسم التالى .  لاقت مستحضرات مبيدات الحشائش الفطرية بعض النجاح تجاريا و قد كان  DeVine هو أول مبيد حشائش فطرى يسجل  وتم ذلك سنة 1981 ، وهو عبارة عن مستحضر سائل مجهز من الفطر  Phytophthora palmivora  ، يجهز المستحضر بناء على طلب مسبق قبل الاستخدام مباشرة . وهو  يستخدم لمكافحة ( strangler vine (Morrenia odorata فى بساتين الموالح بفلوريدا بالولايات المتحدة . المبيد الثانى هو Collego  و هو مستحضر على هيئة مسحوق مجهز من الفطر Colletotrichum gloeosporioides  f. sp. aeschynomene سجل سنة 1982 و يستخدم لمكافحة حشيشة northern jointvetch (Aeschynomene virginica)  فى حقول الأرز و فول الصويا فى أركنساس و لويزيانا و الميسيسيبى .استخدم  Collego خلال الفترة من 1982 إلى 1992 فى معاملة حوالى 2500 هكتار سنويا . أوقفت وكالة حماية البيئة الأميريكية استخدامه سنة 1993 ثم أعيد مرة أخرى فى 1997 و استخدم فى 1998 فى معاملة مساحة  تبلغ حوالى 5000 هكتار .  مستحضر أخر هو Lobua  مجهز من الفطر Colletotrichum gloeosporioides  f. sp.cuscuae  و قد انتج محليا فى الصين على مستويات صغير  لمكافحة الحامول Cuscuta  chinenenses , C australis  فى حقول فول الصويا  ، لم يعرف مصير هذا المستحضر و ربما يكون قد انثر لضعف الكفاءة المرضية لعزلة الفطر المستخدم .

هناك فطر أعطى نتائج ممتازة خلال مرحلة التجريب كعامل مكافحة حيوية للحشائش ، إلا أنه لم يصل بعد إلى مرحلة الاستخدام التجارى و هو الفطر الرمى  Myrothecium verrucaria . يعيش هذا الفطر فى الطبيعة على امتصاص المواد الغذائية من المواد النباتية المتحللة . عند خلطه بالزيت فإنه يستطيع أن يقتل أنواع الحشائش من نباتات ذوات الفلقتين الحولية و منها morning glories و bermuda grass و bindweed . و قد وجد فى تجارب الصوبة أن الزيت تعمل كمستحلب و يعمل على بقاء الرطوبة و يؤثر تأثيرا مشتركا مع جراثيم الفطر ليعملا على قتل النبات ، و لا يستطيع M. verrucaria منفردا أو الزيت منفردا أن يؤثر على النبات ، وعلى ذلك فإن انتشار الفطر إلى نباتات غير مستهدفة أمر مستبعد الحدوث . أثبتت الاختبارات التى أجريت فى ميريلاند و لويزيانا و المكسيك و فرنسا أن الفطر قد قتل أو أضر بالحشائش بنفس كفاءة المبيدين الكيماويين  atrazine  و  2,4-D . أدت المعاملة بالفطر إلى قتل 95 % من حشائشflower  morning glory   فى حقول قصب السكر مقابل 100 % حققتها المعاملة بالأترازين atrazine .

رغم النجاح الذى حققته مبيدات الحشائش الفطرية فى مكافحة الحشائش حقليا إلا أنها لم تنجح تجاريا لصغر حجم السوق من ناحية و صغر هامش الربح من ناحية أخرى . لكى تنجح مبديات الحشائش الفطرية يجب أن تكون المعاملة بها لها القدرة على قتل الحشائش كلية و أن تكون لها فترة تخزين مناسبة و أن تكون منافسة لمبيدات الحشائش الكيماوية من الناحية الاقتصادية . أجرى عدد ضخم من الدراسات البحثية خلال الثلاثون عاما الماضية لاختبار فعالية فطريات ممرضة كعوامل مكافحة حيوية لكنها لم تصل بعد أو ربما  فشلت فى الوصول إلى المستوى التجارى  لأسباب بيولوجية أو تقنية أو تجارية .  من أهم معوقات استخدام الفطريات الممرضة كعوامل مكافحة حيوية ما يلى .  

-    بعض الفطريات التى جربت كمبيدات حشائش فطرية فقدت كفاءتها المرضية سريعا .

-    بعض الفطريات التى جربت كمبيدات حشائش فطرية لم تحقق نجاحا كبيرا لأن كفاءتها المرضية لم تمكنها من تجاوز  رد الفعل الدفاعي للنبات الحشيشة ، و لو أمكن التكامل بين مبيد الحشائش الفطرى و مادة كيماوية تعطل رد الفعل الدفاعى للنبات لتحققت نتائج أفضل .

-    هناك بعض الفطريات تستطيع النمو و التجرثم على البيئات السائلة و البعض الآخر يلزم نموه على بيئات صلبة ، و يعتبر النمو على بيئات سائلة أفضل تجاريا لأنه يعطى قدرا كبيرا من النمو فى جهاز التخمر  و قد كان نجاح Collego لسهولة الإنماء على البيئات السائلة ثم حفظ  الجراثيم  جافة . إلا أن بعض الفطريات لا تتجرثم إلا على البيئات الصلبة و قد استخدمت مواد من مصادر زراعية كسطح نمو و تم ذلك مع عديد من الفطريات التى جرب استخدامها كمبيدات حشائش فطرية .

-    عدم ثبات النتائج الفعلية الحقلية و الذى قد يرجع لنقص فعالية المستحضر بسبب سوء تخزينه ، أو عدم اختيار التوقيت الأمثل لإجراء  المعاملة ، و تلعب الظروف البيئية دورا كبيرا فى النتيجة المتحصل عليها ، و كذا طريقة أجراء المعاملة . قد يعتقد أن مجرد معلق من جراثيم الفطر فى الماء مع وجود مادة ناشرة لضمان حسن توزيع المعلق على السطح المعامل كاف لإعطاء نتيجة جيدة ، إلا أنه يكون كاف لإعطاء نتيجة جيدة فى حالة ما إذا  المعلق كثيف  و حجم الماء  حوالى 3000 لتر / هكتار مع وجود مادة ناشرة  . بهذه الطريقة للرش سيغطى سطح النبات بمعلق جراثيم الفطر إلى حد الانسياب على النبات فيغطى البراعم الجانبية و الأفرع و يصل لقاعدة الساق ، كما أن المعاملة بمثل تلك الطريقة تضمن فترة ابتلال طويلة قد تصل إلى 24 ساعة بما يضمن إنبات جراثيم الفطر و حدوث الإصابة و توطد الفطر داخل النبات .

على وجه العموم فإن انتخاب ممرضات متخصصة و ذات كفاءة مرضية عالية و  تحضير مستحضر ثابت تخزينيا و إجراء المعاملة بطريقة مناسبة و بتركيز مناسب من المستحضر و إجراء المعاملة الوقت المناسب ، مع مراعاة العوامل البيئية وقت إجراء المعاملة ، كل ذلك سيؤدى إلى رفع كفاءة استخدام الفطريات كعوامل مكافحة حيوية للحشائش .