سهم آفت‌کش‌ها در امنیت غذایی/ قسمت سوم؛ تأثیر تغییر اقلیم بر استفاده از آفت کش ها
پایگاه خبری داوان نیوز: استفاده از آفت کش های مصنوعی از زمان جنگ جهانی دوم (1939-1945) برای جلوگیری، کاهش یا نابودی آفات، کاهش تلفات تولید کشاورزی و بهبود عملکرد مقرون به صرفه و کیفیت غذا به سرعت افزایش یافته است .
به گزارش گروه علمی اخبار روزانه کشاورزی، کاربرد آفت کش ها تحت تأثیر عوامل بسیاری از جمله عوامل اجتماعی-اقتصادی، عوامل محیطی از جمله وضعیت خاک، رشد محصول و بروز آفات حشرات، علف های هرز و بیماری ها و رفتار آفت کش ها در محیط قرار می گیرد . این عوامل بیشتر تحت تأثیر تغییرات آب و هوا هستند. قسمت سوم سهم آفت‌کش‌ها در امنیت غذایی به تاثیر آب و هوا و تغییرات اقلیمی بر استفاده از آفت‍کش‌های کشاورزی خواهد پرداخت:
تأثیر بر وضعیت خاک و رشد محصول
تغییر اقلیم به طور مستقیم ویژگی های خاک را تغییر می دهد و منجر به تغییر در کاربرد آفت کش ها می شود. افزایش متوسط دما منجر به سطح پایین‌تری از مواد آلی خاک می‌شود و منجر به افزایش پتانسیل فرسایش خاک با افزایش سرعت حرکت آب و همچنین مواد شیمیایی آلی و معدنی می‌شود. علاوه بر این، به دلیل افزایش دما، ظرفیت خاک برای ذخیره و چرخه کربن تغییر می کند و اندازه و فراوانی تشکیل ترک در خاک احتمالاً افزایش می یابد. محققان بخش آفتکش ها، تشکیل ترک منجر به حرکت سریعتر و مستقیم آب و املاح از سطح خاک به عمق یا مستقیماً به زهکش های مزرعه می شود که می تواند منجر به از بین رفتن آفت کش ها در مناطق هدف شود و باعث آلودگی زمین و آب های سطحی شود.
تأثیر تغییر اقلیم بر شرایط خاک نه تنها به طور مستقیم بر کاربرد آفت کش ها تأثیر می گذارد، بلکه ابتدا بر توزیع و رشد محصولات زراعی، آفات حشرات، علف های هرز و بیماری ها و سپس استفاده از آفت کش ها را تحت تأثیر قرار می دهد. این تأثیرات غیرمستقیم در بخش بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت.
عوامل اقلیمی بر رشد، بقا و تکثیر گیاهان تأثیر می‌گذارند و توزیع جغرافیایی، عملکرد کشاورزی و تعامل با سایر گونه‌ها را محدود می‌کنند. به طور کلی، محصولات غذایی یا مستقیماً تحت تأثیر تغییرات دما، بارش و دی اکسید کربن قرار می گیرند یا به طور غیرمستقیم تحت تأثیر تأثیر عوامل آب و هوایی بر خاک، پویایی مواد مغذی و موجودات آفات.
با توجه به تغییرات میانگین و شدید دما و الگوهای بارندگی، تغییرات مثبت و منفی در محصولات کشت شده در مناطق مختلف کشت ایجاد می شود که باعث تغییر در نوع و میزان کاربرد سموم دفع آفات می شود. به طور خاص، تغییرات آب و هوایی مانند بارندگی نامنظم یا کم با توزیع ضعیف ممکن است بر عملکرد و عملکرد محصول تأثیر منفی بگذارد. محققان استدلال می کنند که در برخی شرایط، که ممکن است بارندگی به اندازه کافی از رشد محصول حمایت نکند، کاشت بذر در نزدیکی شروع بارندگی، عملکرد خوب را تضمین نمی کند، بنابراین احتمالاً باعث تغییر در کاربرد آفت کش می شود. علاوه بر این، شرایط خشکی ممکن است باعث کاهش رشد و خواص ویژه محصولات شود. به عنوان مثال، به کاهش خواص رشد و محرک محصولات چای در شرایط خشکسالی اشاره کردند. محققان همچنین گفتند که اگر تغییرات در کیفیت عملکرد چای به دلیل دسترسی ضعیف آب و فشار گیاهخواران نشان دهنده تغییرات آب و هوایی گسترده تر باشد، از یک سو، مناطق تولید چای با شرایط آب و هوایی شدیدی مواجه می شوند که خشکسالی های طولانی مدت و مکرر را پیش بینی می کند و افزایش می یابد. از سوی دیگر رویدادهای بارش شدید. این امر بر کاربرد آفت کش ها تأثیر می گذارد. در مورد دماهای بالاتر، احمد و همکاران. (2016) اشاره کرد که برای تولید سورگوم، دمای بالا در پاکستان از ماه می تا جولای یکی از موانع اصلی برای این نوع محصول است.
از جنبه مثبت، افزایش بارندگی، دما و سطح دی اکسید کربن تا حدی در طول فصول رشد همیشه برای افزایش عملکرد محصول مفید است. به عنوان مثال، به طور متوسط، افزایش دی اکسید کربن منجر به افزایش عملکرد برنج می شود. علاوه بر این، می توان در زمستان در مناطقی با بارندگی تابستانی و دمای مطلوب، آرد سبز خشک را تولید کرد. تغییرات اقلیمی همچنین فصل رشد فعال را طولانی‌تر می‌کند و امکان افزایش کشاورزی، معرفی محصولات جدید و فرصتی برای گسترش محصولات را فراهم می‌کند، رشد محصولات جدید و اضافی را امکان‌پذیر می‌کند و احتمالاً استفاده از آفت‌کش‌ها را افزایش می‌دهد.
تأثیر بر آفات، علف های هرز و بیماری ها
خسارت محصولات زراعی ناشی از حشرات، آفات، علف های هرز و بیماری ها ناشی از پویایی پیچیده اکولوژیکی بیش از دو موجود است که تجزیه و تحلیل و پیش بینی آن را بسیار دشوار می کند. تغییر اقلیم می تواند منجر به تغییرات در فنولوژی و توزیع جغرافیایی در طیف وسیعی از اکوسیستم ها شود. توزیع و ویژگی های آفات، میزبان ها و عوامل کنترل زیستی که با عملکرد محصولات زراعی ارتباط دارند تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی است. افزایش دما، تغییرات بارندگی و افزایش سطح دی اکسید کربن به دلیل تغییرات آب و هوایی از عوامل اصلی تأثیرگذار بر حشرات آفات، علف های هرز و بیماری ها هستند.
آفات در محصولات زراعی
با توجه به دی اکسید کربن، افزایش غلظت CO2 در اتمسفر ممکن است حساسیت بسیاری از گیاهان به حشرات گیاهخوار را به دلیل تغییرات در تغذیه گیاه و مکانیسم های دفاعی تغییر دهد. علاوه بر این، افزایش CO2 باعث تغییرات در محتوای نیتروژن خاک، توزیع آفات و تغییر در تراکم جمعیت می شود. تغییرات بارندگی نیز باعث تغییراتی در آلودگی حشرات می شود. احتمالاً هجوم حشرات شدیدتر در شرایط مرطوب تر وجود دارد. شرایط مرطوب‌تر نیز توزیع جغرافیایی حشرات را تغییر می‌دهد.
عوامل تعیین کننده بیماری ها در محصولات زراعی
عوامل اقلیمی نوع و پراکندگی بیماری های محصول را تعیین می کنند. دما، رطوبت، بارندگی، تشعشع و شبنم عوامل اصلی آب و هوایی هستند که بر بیماری‌های محصول تأثیر می‌گذارند. شرایط آب و هوایی نه تنها مستقیماً وضعیت بیولوژیکی میزبان‌ها، عوامل بیماری‌زا و ناقل‌های گیاهی را تغییر می‌دهد و بنابراین بر بیماری‌های محصول تأثیر می‌گذارد، بلکه مستقیماً بر شدت بیماری‌ها و تلفات گیاه نیز تأثیر می‌گذارد.
شرایط اقلیمی مانند بارندگی‌های مکرر و فراوان با افزایش دما و غلظت بالاتر بخار آب، شرایط مساعدی را برای ایجاد بیماری‌های عفونی و جوانه‌زنی هاگ‌ها و همچنین فعالیت و گسترش جانورها و تکثیر آنها فراهم می‌کند.
علاوه بر این، افزایش بارندگی در زمستان ممکن است باعث تحریک بیماری ها شود.محققان بیان می کند که زمستان های ملایم تر احتمالاً بقای آفات و بیماری های خاص را افزایش می دهد، طول فعالیت آنها را در یک سال مشخص افزایش می دهد و امکان استقرار آنها را در مکان های جدید فراهم می کند. علاوه بر این، تغییرات رطوبت و دما بر رشد، بقا و انتشار قارچ تأثیر می گذارد. بنابراین، تغییرات آب و هوایی بر بروز قارچ ها و شدت بیماری تأثیر می گذارد.
بردارها نیز تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی هستند. دوره چرخه زندگی پشه ها با گرم شدن کره زمین کوتاه شده است و همچنین نرخ انتقال بیماری های مرتبط با پشه ها را افزایش داده است. برای مثال، رابطه منفی نزدیکی بین بروز سفیدک پودری در چغندرقند و تعداد روزهای یخبندان در بهمن و اسفند وجود دارد.
واکنش های مختلف بیماری به شرایط آب و هوایی می تواند متفاوت باشد. نتایج مطالعه توسط گروهی از محققان کشاورزی نشان می دهد که اشریشیا کلی بیماری زا قوی ترین همبستگی را با دما و رطوبت نسبی دارد و پس از آن ویبریو پاراهمولیتیکوس، کمپیلوباکتر ژژونی، سالمونلا گونه و باسیلوس سرئوس قرار دارند. آنها همچنین دریافتند که نورویروس با دما و رطوبت نسبی همبستگی منفی قوی دارد و پس از آن کلستریدیوم پرفرنجنس و استافیلوکوکوس اورئوس همبستگی ضعیفی با دما و رطوبت نسبی داشتند.
رشد علف های هرز
تغییر اقلیم بر رشد گیاهان و علف های هرز تأثیر می گذارد. علف های هرز به احتمال زیاد در سطوح افزایشی دما، بارش و دی اکسید کربن بسیار سریع تکامل می یابند که اغلب منجر به استفاده بیشتر از آفت کش ها می شود.
افزایش سطوح دی اکسید کربن احتمالاً رشد و نمو بسیاری از علف های هرز را تحریک می کند و باعث می شود برخی از آنها مهاجم شوند. افزایش سطح دی اکسید کربن احتمالاً با افزایش ارتفاع بوته علف های هرز و اندازه گیاه، پراکندگی بذر علف های هرز را با باد افزایش می دهد. این ممکن است باعث شود کشاورزان از علف کش های بیشتر یا متفاوت استفاده کنند. افزایش دی اکسید کربن بر رشد علف های هرز تأثیر می گذارد و همچنین منجر به کاهش کارایی علف کش علف های هرز می شود. علاوه بر این، افزایش دی اکسید کربن باعث ایجاد تغییرات مورفوفیزیولوژیکی و تشریحی در علف های هرز می شود و بر کارایی جذب و انتقال علف کش ها تأثیر می گذارد. علاوه بر این، اگر رشد رویشی به دلیل افزایش فتوسنتز در پاسخ به CO2 بالا تحریک شود، علف های هرز چند ساله ممکن است مضرتر شوند. علاوه بر این، دی اکسید کربن باعث افزایش زیست توده ریشه می شود که احتمالاً کنترل علف های هرز چند ساله را در سطوح بالاتر دی اکسید کربن سخت تر می کند. کاهش تعداد روزنه ها و رسانایی اما افزایش ضخامت برگ در علف های هرز C3 با افزایش سطح دی اکسید کربن وجود دارد که از جذب علف کش ها در برگی جلوگیری می کند.
دما به عنوان یکی از جنبه های مهم تأثیرگذار بر پراکندگی جغرافیایی گونه های علف هرز در نظر گرفته می شود. افزایش دما ممکن است تولید مثل علف های هرز و رفتار رقابتی علف های هرز را تغییر دهد. به عنوان مثال، رشد فراوان Datura stramonium L. به دماهای بالا نیاز دارد و احتمالاً با افزایش دما رقابتی تر می شود. بقا و رشد علف های هرز یکساله زمستانی در زمستان های ملایم تر و مرطوب تر افزایش می یابد، در حالی که علف های هرز گرمادوست احتمالاً در تابستان های گرم تر با فصول رشد طولانی تر رشد می کنند. افزایش دما به شدت بر تجمع زیست توده توسط گونه‌های علف سالانه در طول فاز تولیدمثلی تأثیر می‌گذارد [147]. افزایش دما نه تنها رشد علف های هرز را مستقیماً تحت تأثیر قرار می دهد، بلکه بر جذب و جابجایی علف کش ها در علف های هرز و ماندگاری آنها در خاک نیز تأثیر می گذارد، بنابراین بر رشد علف های هرز تأثیر می گذارد. از این رو، کشاورزان ممکن است وادار شوند که علف‌کش‌های قوی‌تری را برای کنترل علف‌های هرز امتحان کنند.
رشد علف های هرز و تعامل آن با محصولات نیز تحت تأثیر تغییرات بارندگی و شرایط خشکسالی است. با توجه به گرم شدن آب و هوا، افزایش شرایط بسیار خشک و تغییر الگوی بارندگی احتمالاً توزیع علف‌های هرز را تغییر داده و تأثیر علف‌های هرز بر تولید محصول را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. علاوه بر این، علف های هرز مختلف به روش های مختلف به تغییرات آب و هوایی واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، C4 و علف های هرز انگلی مانند Striga hermonthica (احتمالاً تحت دوره های طولانی خشکسالی بهتر رشد می کنند، Rhamphicarpa fistulosa (Hochst.) Benth برای محیط های آب اضافی مناسب تر است. علاوه بر این، افزایش دفعات و شدت بارندگی تأثیر منفی بر افزایش می گذارد. حفظ و رفتار زیست محیطی علف کش ها. علاوه بر این، خشکسالی باعث افزایش ضخامت کوتیکول و بلوغ برگ می‌شود، بنابراین افزایش خشکسالی باعث افزایش تبخیر علف‌کش‌ها می‌شود و افزایش بی‌سابقه بارندگی می‌تواند باعث افزایش آلودگی آب‌های زیرزمینی ورشد علف های هرز شود.
ادامه دارد. …
ترجمه: ناظم رامتین