אמצעי הדברה ביולוגי

אמצעי הדברה ביולוגי או ביופסטיציד הוא חומר ביולוגי או אורגניזם אשר משמש להדברה ביולוגית, כלומר לפגיעה, קטילה או דחייה של אורגניזמים מזיקים. התערבות ביולוגית בניהול מזיקים משתמשת ביחסי גומלין מסוג טריפה, טפילות או הפרשת כימיקלים.

מקור השם bios ביוונית עתיקה פירושה "חיים" ומסמלת את הקשר לחיים, המילה pest בלטינית פירושה "מגפה", מה שמביא נזק. ביופסטיצידים מופקים מאורגניזמים חיים: צמחים, חיידקים, פטריות, ונמטודות.

אמצעי ההדברה הביולוגיים הם חלק מתוכניות לניהול מזיקים  (IPM), ומשמשים כתחליפים למוצרים להגנת צמחים כימיים סינתטיים (PPPs).

 סיווג 
לאמצעי הדברה ביולוגיים אין בדרך כלל תפקיד ידוע בפוטוסינתזה, בצמיחה או בהיבטים בסיסיים אחרים של פיזיולוגיה של הצמח. תרכובות כימיות רבות המיוצרות על ידי צמחים מגינות עליהם מפני מזיקים, והם נקראים נוגדי הזנה. חומרים אלו מתכלים ומתחדשים, מה שיכול להיות חסכוני לשימוש מעשי. מערכות חקלאות אורגניות מאמצות גישה זו להדברת מזיקים.

 אורגניזמים מיקרוביאליים 
חומרי הדברה מיקרוביאליים מורכבים מחיידקים, פטריות פתוגניות לחרקים או נגיפים (ולעיתים כוללים את המטבוליטים שחיידקים או פטריות מייצרים). נמטודות אנטומפתוגניות עשויות להיות מסווגות כחומרי הדברה מיקרוביאליים, אף על פי שהן רב-תאיות.Francis Borgio J, Sahayaraj K and Alper Susurluk I (eds). Microbial Insecticides: Principles and Applications, Nova Publishers, USA. 492pp. 
  הוא חיידק המסוגל לגרום למחלה של פרפראים, חיפושיות וזבובאים. הרעלן Bt שנמצא בחיידק שולב ישירות בצמחים באמצעות הנדסה גנטית. יצרני הרעלן Bt טוענים שיש לו השפעה מועטה על אורגניזמים אחרים, והוא ידידותי לסביבה יותר מחומרי הדברה סינתטיים. Bacillus subtilis משמש גם הוא לשליטה במיקרואורגניזמים פתוגנים של צמחים.
 פטריות אנטומפתוגניות, כגון, ,  , ו-. פטריות השייכות לסדרות  ו- - טפיל של קימחון הענבים; קוטלי עשבים שמקורם מפטריות, כוללים פטריות ורכיבים שמקורם תאי פטריות, כגון: קונידיה, בלסטוספורים, כלמידוספורים, אוספורים וזיגוספורים בתערובת עם אנזימים הידרוליטיים-הידרולאזות , שתפקידם, ובמיוחד אנזימים השייכים לקבוצת הכיטינאזות  להשתתף בתהליכי הקטילה כמעכבי סינתזת הכיטין הבונה את השלד של החרקים.
 וירוסים אנתומופתוגניים (וירוסים הגורמים למחלות של חרקים), כמו .

 תולעים 
נמטודות מועילות התוקפות חרקים משמשות גם הן כאמצעי הדברה, כגון, התולעת Steinernema feltiae או שבלולים, כגון התולעת .

 כימיקלים מהחי 
ידועים מספר חומרים שנמצאים בשימוש מסחרי: פירטרין שמקורו מעלי הכותרת של החרצית, רוטנון  איזופלבונואיד שמקורו מזרעים, גבעולים ושורשים של צמחים שונים, שמן נים שמקורו מעץ האזדרכת ההודי ושמנים אתריים שונים. אלו הם חומרים טבעיים בעלי פעילות נוגדת מזיקים ומחלות מיקרוביאליות שונות.

לעיתים משתמשים גם בפרומונים של חרקים וחומרים סמיוכיים  שונים.

האנזים כיטוזן משרה באופן טבעי עמידות מערכתית (ISR) כדי לאפשר לצמח להגן על עצמו מפני מחלות ומזיקים.

 כימיקלים מהצומח 
ישנם גם כימיקלים מהצומח שמשמשים כאמצעי הדברה ביולוגיים:
 מוצרי תסיסה כגון  שהוא בעל מבנה של לקטון מקרוציקלי, המופק בתהליך תסיסה על ידי השמר .
 מוצרים טבעיים שמקורם בצמחים, הכוללים אלקלואידים, טרפנואידים , פנולים וכימיקלים משניים אחרים. לשמנים צמחיים כמו שמן קנולה יש תכונות הדברה לחרקים. מוצרים המבוססים על תמציות צמחים, כגון שום נרשמו כעת באיחוד האירופי ובמקומות אחרים כחומרי הדברה.
 חומרים הגורמים להפרעות בפעילות RNA. חומרים אלה מכונים RNAI מצויים במחקר לשימוש כקוטלי חרקים בריסוס. השימוש נעשה על ידי חברות סינג'נטה ובאייר. תרסיסים כאלה אינם משנים את הגנום של צמח המטרה. RNA היא מולקולה שבירה יחסית שמתכלה בדרך כלל תוך ימים או שבועות. חברת מונסנטו  העריכה את העלויות בסדר גודל של 5 דולר לדונם. נעשה שימוש ב-RNAi כדי להדביר עשבים שוטים במוצר בשם ראונדאפ . ניתן לערבב את RNAi עם חומר פעיל שטח סיליקון המאפשר למולקולות ה-RNA להיכנס לרירים המשמשים להחלפת אוויר על פני הצמח. על מנת לאפשר לקוטל העשבים להיות פעיל. אסטרטגיה זו תאפשר את המשך השימוש בקוטלי עשבים מבוססי גליפוסט.

תהליך הגנה משולב בצמחים מכונה PIPs. הוא משתמש בחומר גנטי ממינים אחרים בגידולי שדה מהונדסים GM. השימוש בגידולים אלה שנוי במחלוקת, בפרט במדינות אירופה.National Pesticide Information Center. Last updated November 21, 2013 Plant Incorporated Protectants (PIPs) / Genetically Modified Plants

 יישומים 
חומרי הדברה ביולוגיים נפוצים בשימוש בתחום של טיפולים בזרעים וטיפול מיטיב בקרקע. טיפולי זרעים עם קוטלי פטריות ממאפשרים לשלוט ברמת הפטריות הפתוגניות המצויות בקרקע, הגורמות לריקבון זרעים טרם נביטתם, ריקבון שורשים ונזקים לשתילים. הם יכולים לשמש גם למטרות שליטה על פתוגנים פטרייתיים פנימיים ופתוגנים פטרייתיים על פני הזרע הנישאים על ידי הזרעים. מוצרים ביו-פטרייתיים רבים מראים יכולות לעורר הגנה ולעורר תהליכים פיזיולוגיים שעשויים להפוך יבולים מטופלים לעמידים יותר בפני מחלות.

חומרי הדברה ביופסטיצידים נועדו לשימוש נגד מחלות הפוגעות ביבולים של ירקות. הם מסייעים למשל, בשליטה במחלות טחב פלומתי הנפוץ בירקות ממשפחת הדלועיים, כמו מלפפונים, הנגרם על ידי הפטרייה . היתרונות שלהם טמונים בעובדה שניתן להפעילם במרווח של 0 ימים לפני הקציר על פי הקריטריון של מגבלת שאריות מקסימליות , בהיותם בלתי רעילים. הצלחה בטיפול מחלה ברמה "בינונית" עד "חמורה" בתוכנית מקיפה על ידי שילובם עם קוטלי פטריות אחרים. מכיוון שכמה מחקרי שוק מעריכים שעד 20% מהמכירות העולמיות של קוטלי פטריות מופנים למחלות טחב פלומתי. התרונות המשמעותיים של שילוב ביופסטיצידים עם פסטיצידים סינתטיים מתבטא בהארכת החיים השימושיים של קוטלי פטריות אחרים, במיוחד אלה בקטגוריית הסיכון המופחת.

 חסרונות 
ממוזער|מבנה מולקולרי של ספינוסין Spinosyn, ביופסטיציד המופק בתהליך תסיסה על ידי האקטינומיצט המצוי בקרקעSaccharopolyspora spinosa
לביוצידים שונים יש גם חסרונות, על אף היותם בעלי תועלת רבה לאדם ולסביבה.
 ספציפיות גבוהה 
הביוצידית ידועים כבעלי ספציפיות גבוהה למזיקים. הספציפיות מחייבת זיהוי מדויק של הגורם המזיק והצורך בשימוש בו זמנית בכמה מוצרים בגלל הספקטרום הצר של הפעילות. הספציפיות הרבה עשויה להוות גם יתרון בכך שהחומר פוגע פחות במינים שאינם המטרה ועל ידי כך נשמרת הפלורה הטבעית בסביבת ההדברה.

 פעולה איטית 
האיטיות של פעולת הקטילה גורמת לאי התאמה לטיפול במקרה של התפרצות מזיקים בעלת איום מידי.

 יעילות משתנה 
הפעילות הביוצידית מושפעת משינויים פיזיולוגיים של הגורם ביוצידי המבוסס לעיתים על יצורים חיים, הגורמים להדברת מזיקים על ידי חלוקה והתרבות בתוך או בקרבת המזיק היעד.

 עלויות 
שימוש בהדברה ביולוגית עשוי להיות יקר ובעייתי בשטחים פתוחים וגדולים.

 השלכות לא מכוונות 
מחקרים מצאו כי חומרים המשמשים לביו-הדברה עלולים להיות בעלי השלכות לא מכוונות ומהווים גורמי סיכון קטלניים עבור אורגניזמים המצויים בסביבת ההדברה, כגון מאביקים מקומיים שאינם מטרת ההדברה. לדוגמה, הביופסטיציד ספינוסד שהוא תוצר תסיסה של האקטינומיצט  והפסטיציד הסינתטי אימידקלופריד הגורמים להפרעות למספר מערכות של דבורי הבר הפוגעים במערכת הנשימה, כושר התעופה והפעילות החברתית של דבורי-הבר חסרות העוקץ , בעל כושר האבקה העולה על זה של הדבורה המתורבתת. דבורים אלה משמשות להאבקה בחממות בברזיל, ופגיעה בהן משבשת את תהליכי ההאבקה המקובלים במדינה זו.

 חקיקה 
 החקיקה בארצות הברית FIFRA 
החקיקה בארצות הברית קובעת כי ביופסטיצידים המיועדים לטיפול במחלות הנגרמות על ידי פטריות, מכרסמים וחרקים חייבים להיבדק על ידי המשרד לאיכות הסביבה EPA על מנת להבטיח כי אין בו חומרים מסוכנים לבני האדם ולסביבה, לפני הכנסתם לשוק הצרכנים. על פי חקיקה זו, הביופסטיצידים חייבים לעמוד בסטנדרטים הבאים:





 החקיקה בישראל 
שימוש בתכשירים לחקלאות אורגנית בישראל מנוהלת על ידי משרד החקלאות ופיתוח הכפר, השירותים להגנת הצומח. רשימת המוצרים המותרים לשימוש בחקלאות האורגנית מתפרסמת באתר.

 ראו גם 
 אנטגוניזם
 ניהול משולב של מזיקים 

 קישורים חיצוניים 

 הערות שוליים 

קטגוריה:ביוטכנולוגיה
קטגוריה:הדברה
קטגוריה:חקלאות בת קיימא