الوقاية والتخفيف والتكيف

التطورات التكنولوجية الحديثة

في الفقرات التالية، تم تسليط الضوء على أحد التطورات الواعدة في التكنولوجيا - استخدام تقنية النانو - كمثال على كيفية استخدام التقنيات الجديدة لحماية صحة النبات. توفر تقنية النانو أدوات مبتكرة ومحسّنة لحماية منتجات المحاصيل ومعالجة مخاطر الآفات المتزايدة، بما في ذلك تلك الناجمة عن تغير المناخ. لا تزال هذه التقنية قيد التطوير ولم يتم تطبيقها على نطاق واسع في الممارسة. كما قد لا تكون متاحة بسهولة في البلدان منخفضة الدخل، على الأقل ليس على الفور، لأسباب اقتصادية. لكنها توضح ما هو ممكن. إن تحسين هذه الأدوات مهم للغاية وسيكون حاسمًا في المستقبل.

الاسمدة والمبيدات النانوية

على مدى العقدين الماضيين، دفعت التطورات في علم المقياس النانوي اهتمامًا جديدًا وأبحاثًا في تطبيقات وآثار تكنولوجيا النانو على الزراعة المستدامة (Chen ،Scottو2018 ،Cui) بالإضافة إلى االتأسيس لاستخدام اللأسمدة النانوية للزراعة الدقيقة (Raliya وآخرون، 2018)، فقد تم اقتراح أن تكنولوجيا النانو قد تحسن من فعالية مبيدات الآفات وسلامتها. سيكون لمبيدات الآفات المنتجة بتقنية النانو مساحة سطحية كبيرة وتكون قادرة على الوصول بدقة استجابةً للمحفزات البيئية مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة والرطوبة والإنزيمات والضوء (Bingna وآخرون، 2018)، فضلاً عن كونها قابلة للذوبان في الماء، وبالتالي تقليل المخلفات البيئية (Zhao وآخرون، 2018). أثبتت التجارب المبكرة مع الجسيمات النانوية الصلبة المكونة من أكاسيد المعادن والكبريت والسيليكا نجاحها في السيطرة على مجموعة من الآفات (Goswami وآخرون، 2010).

في الآونة الأخيرة، تتمثل تطبيقات تكنولوجيا النانو في المجال الزراعي عادةً من تغليف مبيدات الأعشاب أو مبيدات الفطريات أو المبيدات الحشرية المعروفة في ناقلات نانوية اصطناعية تتكون من الطين أو السيليكا أو اللكنين أو البوليمرات الطبيعية، بما في ذلك الالجينات والكيتوزان وإيثيل السليلوز (Diyanat وآخرون، 2019). تم استخدام Polycaprolactone كحامل نانوي لمبيدات الأعشاب قبل الكلورية (Diyanat وآخرون، 2019)، ومبيدات الأعشاب تريازيـن أترازيـن، وأمتريـن وسـيمـازين (Grillo وآخرون، 2012)، ومبيـد الآفاـت avermectin (Su وآخرون، 2020) أصبح البولي كابرولاكتون شائعًا لأنه يتحلل بشكل طبيعي في البيئة، كما أنه غير مكلف في الإنتاج ولا يعتمد على إنتاج البلاستيك البترولي (Sabry و2018 ،Ragaei).

تم اختبار مبيدات الآفات النانوية بنجاح كبير للسيطرة على نيماتودا ذبول الصنوبر، حيث أظهر أفيرمكتين المغلف بالنانو سمية فائقة للجهاز الهضمي للديدان الخيطية، الإطلاق المستمر حسن كثيرا من أداء واستقرار التحلل الضوئي للمبيد أفيرمكتين مقارنةً بالتوصيل التقليدي،. تم العثور أيضًا على أن مبيد الأعشاب الأترازين المغلف بالنانو يقلل من الآثار البيئية الضارة، دون التأثير سلبًا على معدل موت شتلات نبات الابرة الاسبانية Bidens pilosa (Preisler وآخرون، 2020). في دراسة حديثة كان للأترازين المغلف بالنانو تأثيرات مثبطة عند تركيز 200 جم / هكتار والتي كانت مكافئة لتلك الخاصة بمبيدات الأعشاب غير المغلفة عند التركيز 2 000 جم / هكتار، مما يمثل انخفاضًا بمقدار عشرة أضعاف في تركيز مبيدات الأعشاب. أيضًا في حالة نباتات الخردل، كان الأترازين المغلف بالبولي كابرولاكتون بتخفيف عشرة أضعاف فعالًا مثل الأترازين غير المخفف وغير المغلف (Oliveira وآخرون، 2015).

تعزيز مقاومة النبات من خلال التربية

هناك فرصة أخرى لاستخدام تقنية النانو في الزراعة وهي كطريقة توصيل لنقل الحمض النووي في النباتات لتعزيز مقاومة النباتات للآفات (Rai و2012 ،Ingle ؛ Sabry و 2018 ،Ragaei)، وبالتالي تقليل استخدام مبيدات الآفات الكيميائية الضارة بيئيًا. لقد تم اقتراح أن الجسيمات النانوية يمكن استخدامها لتوصيل حمولات بشكل غير فعال الى الجينوم المعتمد على انزيم nuclease كطريقة للهندسة الوراثية النباتية. ستتغلب هذه الطريقة على التحديات التي تواجه طرق نقل الجينات الحالية (مثل بندقية الجينات والموجات فوق الصوتية) بسبب الحاجز الفيزياوي لجدار الخلية النباتية الصلب متعدد الطبقات والذي تسبب في تأخر تقدم الهندسة الوراثية النباتية عن التقدم الحاصل في النظم الحيوانية (Cunningham وآخرون، 2018). بعض تقنيات توصيل الحمض النووي إلى الخلايا الحيوانية يمكن تكييفها مع النباتات في ظل ظروف خاضعة للرقابة (Chang وآخرون، 2013؛ Torney وآخرون، 2007).

إطار تبادل المعلومات.

لاستكمال تطوير التقنيات المتقدمة مثل تلك المذكورة أعلاه، هناك أيضًا مبادرات لتعزيز تبادل البيانات والمعلومات. تتضمن مبادرة MyPestGuide في أستراليا، على سبيل المثال، الإبلاغ عن الأعشاب الضارة والارشادات الميدانية لتحديد الآفات وأدوات إدارة القرار في منصة مشتركة (Wright وآخرون، 2018). يمكن أن يساعد الإطار العالمي لمشاركة البيانات في الجهود المبذولة لمعالجة الآفات سريعة الانتشار والتي قد تكون شديدة التأثير (Carvajal-Yepes واخرون، 2019).