بخشی از مقاله
بررسی سمیت تنفسی اسانس استخراج شده از گیاه درمنه جارو Artemisia annuaبر آفت انباری شپشه گندم (Sitophillus granaries)
چکیده
شپشه گندم یکی از مهم ترین آفات انباری گندم در ایران است که هر ساله خسارات شدیدی را به گندم های انبار شده در سیلوها وارد می نماید. برای مبارزه با این حشره عموما از حشره کش های شیمیایی استفاده می شود که علاوه بر هزینه بر بودن، اثرات مخرب زیست محیطی و تهدید سلامت انسان ها را نیز به همراه دارند. یکی از روش های مبارزه که در سال های اخیر بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته استفاده از ترکیبات و متابولیت های طبیعی حاصل از گیاهان است. اسانس های گیاهی ارزان و به صرفه بوده و هیچ گونه تهدیدی برای طبیعت و سلامت انسان ها به شمار نمی آیند. در این تحقیق، سمیت تنفسی اسانس استخراج شده از برگ های گیاه درمنه جارو )Artemisia annua( بر آفت انباری شپشه گندم (Sitophillus granaries) مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل آماری نتایج حاصل از آزمایشات زیست سنجی با استفاده از نرم افزار های Minitab و SAS با اطمینان 95 درصد نشان داده که بیشترین تلفات شپشه گندم در زمان 72 ساعت و غلظت های 0/882 و 0/970 میکرولیتر بر سانتی متر مکعب (به ترتیب %98/33 و %100 کشندگی) و نیز غلظت0/970 میکرولیتر بر سانتی متر مکعب در زمان 48 ساعت %98/44) کشندگی) به دست آمده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اسانس درمنه جارو می تواند گزینه مناسبی برای تهیه حشره کش های طبیعی جهت مبارزه با شپشه گندم باشد.
واژه های کلیدی: درمنه جارو، شپشه گندم، سمیت تنفسی، اسانس، آفات انباری
-1مقدمه
افزایش جمعیت انسان ها بر روی کره زمین از سویی و محدودیت ها و کمبودهای محصولات کشاورزی و غذایی از سوی دیگر دو عامل مهم هستند که دست به دست هم داده تا نیاز روز افزون جامعه بشری به غذا و محصولات کشاورزی به ویژه غلات (گندم، برنج، جو، ذرت و ...) را رقم زنند. در حالت بسیار خوش بینانه در صورتیکه تلفات و ضایعات محصولات کشاورزی را صفر در نظر بگیریم باز هم کمبود مواد غذایی در کل جامعه بشری محسوس می باشد. با توجه به اینکه بخش قابل توجهی از محصولات کشاورزی هر ساله مورد حمله حشرات آفت قرار می گیرد، لذا بحث کمبود غذا در جهان امروز جدی تر خواهد شد (شجاع الدینی، 2008، .(419-411 طبق آمارهای موجود، تلفات محصولات کشاورزی و به ویژه غلات مهمی مانند گندم که غذای اصلی بیشتر مردم جهان را تشکیل می دهد در اثر حمله حشرات آفت انباری رقم بسیار قابل توجه و بالایی بوده و در برخی موارد حتی تا 80 درصد تلفات و ضایعات گزارش شده است (لی، 2001، .(553-548
شپشه گندم یا سوسک دانه گندم یکی از مهم ترین و عمومی ترین آفات انباری غلات در ایران است که اولین بار در سال 1340 با خسارت شدیدی از مناطق مختلف کشور گزارش شده است. هم حشره کامل و هم لارو آن از محصولات انباری مختلف از قبیل گندم، برنج، ذرت، جو، چاودار، سبوس، سبزی های خشک، توتون، فندق، نشاسته، آرد، بیسکویت، شیرینی های خشک و ماکارونی تغذیه می کنند. لاروها در داخل دانه تغذیه می کنند. شپشه گندم حشره سرخرطومی کوچکی به رنگ قهوه ای تیره تا سیاه و به طول 3 تا 5 میلی متر است (شکل .(1 این حشرهعملاً قادر به پرواز نمی باشد. لاروهای شپشه گندم دارای بدنی نرم به رنگ سفید مایل به صورتی، فاقد پا و به طول 2/5 تا 3 میلی متر می باشد (براری، .(1389 مهم ترین خسارت این حشره مربوط به لارو آن است . حشره کامل نیز در طول زندگی خود از دانه تغذیه می کند ولی از این راه خسارت قابل توجهی حاصل نمی شود. این آفت ترجیحاً از گندم، چاودار، ذرت، جو، برنج، گندم سیاه و کمابیش از جو دو سر تغذیه می نماید. برخی اوقات این حشره از آرد کامل یا مواد نشاسته ای تغذیه می نماید. آلودگی شدید، دانه ها را گرم و مرطوب می کند که سبب رشد قارچ ها خواهد شد. دانه ها ی نیمه خورده (آسیب دیده توسط این حشره) امکان تغذیه آفات درجه دو گندم را فراهم می نمایند. طبق آزمایش هایی که در هلند انجام شده است فقط 10 عدد شپشه گندم (که احتمالا %50 آن ها نر بوده اند) در مدت 7 ماه توانستند از 100 گرم گندم فقط 5 گرم سبوس باقی بگذارند (بهداد، .(1381
شکل-1 تصاویری از شپشه گندم
برای مبارزه با این حشره چندین روش وجود دارد. اولین و در واقع متداول ترین روش در حال حاضر در تمام جهان، استفاده از حشره کش های شیمیایی است. حشره کش های شیمیایی تاثیر حشره کشی پذیرفته شده و قابل قبولی داشته و قادرند لاروها و حشرات نابالغ و بالغ را به خوبی نابود کنند. در واقع، این نوع حشره کش ها از لحاظ کارایی و عملکرد حشره کشی مورد تایید بوده مشکلی ندارند. اما از سوی دیگر کاربرد این نوع حشره کش ها دارای معایب و محدودیت هایی است. همین امر موجب شده تا در سال های اخیر توجه محققین به سمت یافتن ترکیبات و حشره کش های جایگزین معطوف گردد (وانگ، 2005، .(53-51 از جمله معایب و محدودیت های کاربرد حشره کش های شیمیایی می توان به آثار مخرب زیست محیطی این مواد اشاره نمود. یکی دیگر از معایب کاربرد حشره کش های شیمیایی این است که استفاده مکرر از این ترکیبات منجر به مقاوم شدن گونه های حشرات آفت مورد نظر می گردد. به عبارتی پس از استفاده این حشره کش ها به طور متوالی و به دفعات، حشرات آفت با ایجاد یک سری تغییرات ژنوتیپی، خود را نسبت به این ترکیبات مقاوم نموده و در نتیجه تاثیر کشندگی حشره کش های مذکور بر روی حشرات هدف به تدریج کاهش پیدا می کند (زی، 1999، .(869-861
یکی دیگر از روش های مبارزه با حشرات آفت که در سال های اخیر بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته استفاده از ترکیبات و متابولیت های طبیعی است. این ترکیبات در اکثر موارد از گیاهان استخراج می شوند و شامل عصاره ها، اسانس ها، صمغ ها و حتی پودر قسمت های مختلف برخی از گیاهان می باشند. این مواد کاملا طبیعی بوده و کاربرد آن ها هیچ گونه تاثیر مخربی بر محیط زیست و همچنین بر سلامت انسان ها و حیوانات به جا نمی گذارد (امینی، .(1385 ضمن اینکه از لحاظ اقتصادی نیز تولید استفاده از این نوع حشره کش ها در مقایسه با سموم شیمیایی، به صرفه تر است (ماتسومورا، .(1985 اسانس ها طبقه ای از روغن های فراری هستند که جنبه گیاهی دارند و شامل ترکیبات شیمیایی سنگین، فرار و چرب می باشند. در اصل وجود بوی خوش از اندام های این گونه گیاهان یا مزه آن ها بدلیل وجود این اسانس ها می باشد (پاسکوال، 1998، (194-183 و (روبرتسون، .(1991 اصولا خاصیت دور کنندگی یا کشندگی عصاره ها، اسانس ها و روغن های گیاهی به خاطر وجود ترکیباتی مانند سیانوهیدیرین ها، مونوترپنوئیدها، ترکیبات سولفوری، ترپن ها، ترکیبات فنلی و همچنین تیوسیانات های موجود در گیاهان می باشد. حشرات بالغ و کامل معمولا نسبت به این گونه ترکیبات بسیار حساس هستند در حالیکه تخم های آنها بسته به گونه حشره و نوع روغن یا عصاره گیاهی مورد استفاده، ممکن است مقاوم یا حساس باشند (استوان، 2001، (179-109و (مورای، 2000، .(608-603
گیاه درمنه جارو یکی از گیاهان تیره کاسنی است. تیره کاسنی در ایران بعد از تیره حبوبات یکی از بزرگ ترین تیره های گیاهی با تعداد 160 جنس و حدود 1000 گونه است. جنس درمنه از نظر ایجاد پوشش و تراکم در مناطق انتشار خود نیز با اهمیت ترین جنس گیاهی ایران را تشکیل می دهد (شکل .(2 اندام های هوایی گیاه اعم از ساقه، برگ ها، گل، میوه و بذر آن دارای بوی ویژه و تند و تیزی است و حدودا سه چهارم از پوشش گیاهی فلات ایران از دامنه های البرز تا دشت های جنوبی ایران را فرا گرفته است. این گیاه بیشتر به عنوان علوفه جهت چرای دام ها در پاییز و زمستان که گیاه غرق در بذر است به ویژه در مناطق کویری استفاده می شود. البته در بهار و تابستان به دلیل بوی بسیار تندی که دارد مورد استفاده برای چرای دام ها قرار نمی گیرد. درمنه از گیاهان بسیار سازگار با شرایط سخت بیابان محسوب می شود. ارتفاع بوته آن بین 30 تا 50 سانتی متر بوده و دارای شاخه های متعدد و متراکم است که شکل کپه ای را به گیاه می دهد. تنها روش تکثیر این گیاه به صورت بذر می باشد (اربابی، .(1383
یکی از مهم ترین و عمده ترین ترکیبات موثر موجود در اسانس گیاه درمنه، لیمونین است. لیمونین با فرمول بسته C10H16 یک مونوترپن تک حلقه ای و مایعی بی رنگ است که بویی شبیه لیمو دارد. لیمونین در آب غیر قابل حل بوده اما با الکل قابل استخراج است. برخی از ترکیبات موجود در اسانس استخراج شده از درمنه در جدول1 آمده است.
تحقیقات متعددی در مورد بررسی تاثیر عصاره و اسانس این گیاه بر روی حشرات نیز انجام شده است. به عنوان نمونه، نتایج حاصل از تحقیقی که توسط شاکرمی در دانشگاه تربیت مدرس در رابطه با تاثیر چند نوع عصاره گیاهی بر روی چند نوع از آفات انباری انجام شده، نشان داده که اسانس گیاه درمنه کوهی دارای اثرات کشندگی و دورکنندگی قابل توجهی بر چهار نوع از آفات انباری شامل سوسک چهار نقطه ای حبوبات، شپشه گندم، شپشه آرد و شپشه برنج بوده است (شاکرمی 1383، .(2-1 در تحقیق دیگری که توسط نگهبان در رابطه با تاثیر اسانس دو گونه از گیاه درمنه و درمنه شرقی بر سه گونه از آفات انباری شامل سوسک چهار نقطه ای حبوبات، شپشه برنج و شپشه آرد در دانشگاه تربیت مدرس انجام شده مشخص شده که این اسانس ها در غلظت 37 میکرولیتر بر لیتر پس از گذشت زمان 24 ساعت موجب مرگ و میر 100 درصدی حشرات شده اند (نگهبان، 1384، .(2-1 در تحقیقی که توسط نگهبان و همکارانش در سال 2006 انجام شده، با تجزیه اسانس درمنه کوهی با استفاده کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی مشخص گردیده که در اسانس حاصل از گیاه درمنه کوهی، نوزده ماده موثره موجود می باشد. از میان اینها، ترکیبات بتا-پینین (%19)، کاپیلین (%17/45) و لیمونین (%15/11) مهم ترین ترکیبات تشکیل دهنده این روغن هستند (نگهبان، 2006، .(388-381
در این تحقیق، سمیت تنفسی اسانس استخراج شده از برگ های گیاه درمنه جارو (Artemisia annua) بر آفت انباری شپشه گندم (Sitophillus granaries) مورد بررسی قرار گرفته است.
-2 مواد و روش ها
-1-2 شپشه گندم و اسانس برگ های درمنه جارو
برای تهیه شپشه گندم، از مقدار 10 کیلوگرم گندم آلوده به شپشه از سیلوی یک کارخانه آرد در شهرستان قائم شهر استفاده شد. برگ های گیاه درمنه جارو از یکی از مزارع استان مازندران در بهمن ماه سال 1390 تهیه شد (این گیاه در استان مازندران به وفور و تقریبا در همه جا یافت می شود). برگ های جمع آوری شده در آزمایشگاه در شرایط سایه و تهویه مناسب، در داخل کیسه های پارچه ای ریخته شده و به دور از نور مستقیم خورشید خشک شدند. برای تهیه اسانس از برگ های گیاه درمنه جارو ابتدا ساقه های چوبی گیاه خشک شده، با دست جدا شده و برگ های خشک با استفاده از آسیاب برقی به صورت
