تعيين LD50 ترکيبات بازدارنده سنتزکيتين بر روي لاروسن دوم سوک کلرادوي سيب زميني

چکيده

در اين تحقيق تعيين LD50 ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين بر روي لارو سن دوم سوسک کلرادوي سيب زميني Leptinotarsa decemlineata نسبت به ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين Lufenuron با فرمولاسيون امولسيون 25% و Diflubenzuron با فرمولاسيون پودر وتابل 25%) مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور ضمن جمع آوري تخم اين حشره از مزارع اطراف دانشگاه اروميه و روستا نازلو، سن دوي لاروي با اندازه گيري عرض کپسول سر مجزا گرديده و مورد آزمايش قرار گرفت. جهت تعيين LD50 اين سن لاروي ازبوته هاي سيب زميني کاشته شده در گلدان استفاده گرديد و براي بررسي حساسيت لاروها در يک سطح مشخص و با مقدار مشخصي از محلول سمي با توجه به سطح تغذيه آنها قفس هايي تهيه شد و لاروها در اين قفس ها رها سازي شدند. در اين آزمايشات مقدار LD50 ترکيبات مذکور بر روي لارو سن دوم با استفاده از نرم افزار رايانه اي Mstatc و روش Probit تعيين گرديد. ميزان LD50 ترکيب Lufenuron و Diflubenzuron بر روي لارو سن دوم به ترتيب 139/56 و 913/67 ppm محاسبه گرديد. مشاهده شد که Lufenuron نسبت به Diflubenzuron تاثير بيشتري روي آفت دارد. بر اساس داده هاي اين تحقيق و به دليل انتخابي عمل نمودن ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين نتيجه گرفته شد که مي توان اين ترکيبات را در کنترل سوسک کلرادوي سيب زميني به کار برد.
کلمات کليدي: ترکيبات بازدارنده سنتز کتين، سوسک کلرادوي سيب زميني، لوفنورون، ديفلوبنزرون، LD50

مقدمه

سيب زميني يکي از توليدات مهم کشاورزي در سراسر جهان بوده و به علت دارا بودن مواد مختلف انرژي زاي قندي، پروتئيني و ويتامين ها جزء يکي از محصولات استراتژيک و هم رديف گندم، جو و برنج محسوب مي شود. طبق آمار منتشر شده از سوي اداره کل آمار و اطلاعات کشور در سال 1375 سيب زميني در سطحي معادل 144 هزار هکتار از اراضي آبي کشور کشت شده است، متوسط عملکرد هکتاري آن 21 تن بوده و محصول سالانه آن بالغ بر سه ميليون تن مي باشد (1).
با اين که در سراسر جهان و در کشور ما آفات و عوامل بيماريزاي متعددي برروي سيب زميني فعاليت دارند ولي از حشرات آفت اين محصول تا چند سال پيش خطر جدي آن راتهديد نمي کرد و در اکثر مناطق سيب زميني کاري ايران حتي يک نوبت سمپاشي با حشره کش ضرورت پيدا نمي نمود (3) ولي در سال 1363 آفت بسيار خطرناکي موسوم به سوسک کلرادو Leptinotarsa decemlineata (Say) (Col.:Chrysomelidae) به مناطق سيب زميني کاري اردبيل وارد گرديد. اين آفت بومي آمريکا است و از سال ها قبل به اروپا منتقل شده و در ايران جزو آفات قرنطينه محسوب مي شد. استفاده از حشره کش هاي شيميايي عليه اين آفت مشکلاتي را در بر دارد که از آن جمله مي توان بقاياي اين سموم در محيط، به هم خوردن تعادل طبيعي جوامع حشرات، انهدام عوامل کنترل طبيعي و ظهور و توسعه آفات ثانوي را نام برد. ضمناً مراحل مختلف زيستي سوسک کلرادو در حال حاضر نسبت به حشره کش هاي زيادي از جمله اکثر سموم شيميايي کلره، فسفره، پيروتروئيدها و کاربامات ها مقاوم شده اند (12).
اداره حفاظت محيط زيست آمريکا(1) سموم Biorational را که از نظر نحوه تاثير با حشره کش های سنتز شده ديگر متفاوت هستند و مضرات کمتري دارند را بيشتر مورد توجه قرار مي دهد (2). اين ترکيبات حشره کش هاي نسل سوم هستند که به طور معمول در طبيعت يافت ميشوند و در حشرات و گياهان وجود دارند و يا مواد مصنوعي هستند که به وسيله انسان ساخته مي شوند و به طور منطقي و معقول عليه آفات مورد استفاده قرار مي گيرند (12). ترکيبات تنظيم کننده رشد حشرات (2) يک گروه از ترکيبات بيورشنال هستند که خود به چهار گروه تقسيم بندي مي شوند (6).
1-Benzolyl Phenylureas (Chitin synthesis inhibitors)
2- Juvenile hormone analoges
3- Antijuvenile hormone
4-Muscellaneous growth regulators
ترکيبات تنظيم کننده رشد حشرات ترکيباتي هستند که با شروع يک واقعه خاص رشدي ماند تغيير جلد و يا زماني که تعادل هورموني براي رشد طبيعي حشره لازم است و هنگام ورود لارو به مرحله شفيرگي يا رشد ساختارهاي توليد مثلي اثر خود را اعمال مي کنند (4) ترکيبات بنزويل فنيل اوره (3) يا بازدارنده هاي سنتز کيتين گروهي از ترکيبات تنظيم کننده رشد حشرات هستند که با دخالت در فرايند تغيير جلد از رشد حشرات جلوگيري مي نمايند. اين ترکيبات بر خلاف حشره کش هاي رايج تاثير خود را با تاخير اعمال مي نمايند و فقط در تغيير جلدي که پس از تيمار حشره صورت مي گيرد اثر خود را اعمال مي کنند (13). تعدادي از ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين علاوه بر ايجاد اختلال در فرايند تغيير جلد لاروها و پوره ها بر توليد مثل حشرات بالغ نيز تاثير بازدارنده دارند (11). ترکيبات مذکور حشره کش هاي انتخابي هستند و تاثير آنها با افزايش دما بيشتر مي شود. در حشرات هيچ گونه مقاومت چند جانبه قابل توجهي نسبت به ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين مشاهده نشده است (8). براي کسب حداکثر کارايي اين ترکيبات در مزرعه، زمان استفاده نقش اساسي دارد (5). مزيت ترکيبات مذکور بر حشره کش هاي رايج Neurotoxic اين است که فقط بر فرايندهاي بيوشيميايي و فيزيولوژيکي حشرات تاثير مي گذارند (11). بر اساس نظر رتناکاران و همکاران (13) اثر اين ترکيبات به سه طريق مي باشد:
1- اختلال درفرايند تغيير جلد
2- ممانعت از تغذيه
3- خاصيت تجمعي (تلفات تاخيردار)
ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين بر روي راسته بالپولکداران، سخت بالپوشان، دوبالان (13) و حشرات با دگرديستي ناقص (11) موثرند. اثرات تخم کشي ترکيبات بنزويل فنيل اوره در تعدادي از حشرات بعد از تيمار حشرات بالغ نشان داده شده است. جنين ظاهراً به طور طبيعي و کامل در تخم رشد مي کند اما قادر به خروج از پوسته تخم نمي باشد. تيمار مستقيم تخم نيز باعث جلوگيري از تفريخ مي شود (13). اين ترکيبات به دليل سميت پائين براي پستانداران، خاصيت انتخابي بالا و تجزيه سريع در محيط، عليه مراحل نابالغ آن دسته از آفات انباري که از قسمت هاي داخلي غله تغذيه مي کنند موثر هستند، به دليل اين که به سرعت جذب آلورون سبوس و جوانه غله شده و به طور موثري آفت را کنترل مي کنند (8). بازدارنده هاي سنتز کيتين سميت کمي براي پستانداران داشته، به سرعت در محيط تجزيه مي شوند و هيچ اثر زيان آور محسوسي بر روي بندپايان مفيد ندارند (10). هدف اين تحقيق بررسي حساسيت و امکان کنترل سوسک کلرادو با حشره کش هاي بيورشنال مي باشد جهت نيل به اين هدف از دو ترکيب Diflubenzuron و Lufenuron که متعلق به گروه بنزويل فنيل اوره ها (ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين) هستند استفاده گرديد.

مواد و روش ها

براي انجام آزماش ها مقداري غده سيب زميني در گلدان هاي پلاستيکي در دانشکده کشاورزي دانشگاه اروميه کاشته شد. براي تهيه ميزبان در اواخر بهار، اوايل و اواسط تابستان تخم هاي سوسک کلرادو از مزارع اطراف دانشگاه اروميه و روستاي نازلو اروميه جمع آوري شد. اين حشره در مزرعه تخم هاي زرد نارنجي رنگ خود را به صورت دسته اي در زير برگ سيب زميني قرار مي دهد. تخم هاي جمع آوري شده از مزرعه در آزمايشگاه در ظروف يک بار مصرف قرار گرفتند و براي حفظ رطوبت آنها پنبه مرطوب در داخل آنها گذاشته و روي اين ظروف با پارچه توري پوشانده شد. لاروها پس از تفريخ بر روي بوته هاي سيب زميني که در ظروف شيشه اي محتوي آب قرار گرفته بودند منتقل گرديدند و اين مجموعه درون ظروف يکبار مصرف قرار گرفت.
براي هر ظرف يک بار مصرف يک توده تخم در نظر گرفته شد تا لاروهاي هم سن تهيه شود. تعيين سن دوم لاروي با اندازه گيري عرض کپسول سر لاروها صورت گرفت. عرض کپسول سر آنها در عريض ترين قسمت در زير ميکروسکپ دو چشمي (بينوکلر) که روي عدسي چشمي آن ميکرومتري نصب گرديده بود تعيين گرديد.

ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين (ترکيبات بنزويل فنيل اوره)

براي انجام آزمايش ها از دو ترکيب بازدارنده سنتز کيتين (Lufenuron, Diflubenzuron) استفاده شد. Lufenuron با فرمولاسيون امولسيون 25% از شرکت نوراتيس تهران و Diflubenzuron با فرمولاسيون پودر وتابل 25% از آزمايشگاه سم شناسي دانشکده کشاورزي دانشگاه اروميه تهيه گرديد.

قفس تيمار

براي بررسي حساسيت لاروها در يک سطح مشخص و با مقدار مشخصي از محلول سمي (شروط لازم براي تعيين LD50 )، با توجه به سطح تغذيه آنها قفس هايي تهيه شد. فضاي اين قفس ها به اندازه اي بود که لاروها در درون آن به راحتي حرکت مي کرد و شرايط زيستي مانند تهويه هوا، نور و غذاي تازه مهيا بود و هيچ گونه فشار غيرطبيعي بر لارو وارد نمي آمد. براي تهيه اين قفس ها از خط کش پلاستيکي استفاده گرديد. بدين منظور صفحاتي به ابعاد 2 در 3/3 سانتي متر و به ضخامت سه ميلي متر بريده و در وسط هر صفحه يک سوراخ دايره اي شکل به قطر نه ميلي متر و به عمق سه ميليمتر ايجاد شد که مساحت هر حفره 585/63ميلي متر مربع بود. هنگامي که يک عدد لارو سن دوم در اين حفره قرار مي گرفت غذاي موجود در اين سطح را طي 24 ساعت تغذيه مي کرد.
براي ايجاد قفس يکي از صفحات مزبور روي برگ و ديگري در زير برگ به صورت قرينه روبروي هم گذاشته شد به طوري که سوراخ ها روبروي هم قرار گرفتند، در نتيجه سوراخي به قطر نه ميلي متر و عمق شش ميلي متر ايجاد شد که برگ سيب زميني و لارو درون حرفه از هر دو سطح به يک فاصله قرار داشتند. سطح قطعه روي برگ پس از قرار دادن لارو درون آن به وسيله پارچه توري مسدود گرديد سپس اين قطعات توسط چند گيره لباس طوري به هم محکم نگه داشته شدند که امکان فرار براي لاروها ممکن نبود و جريان هوا و نور لازم بخوبي در اختيار برگ و لارو قرار داشت. شمارش تلفات هر 24 ساعت يک بار انجام شد و تلفات با استفاده از فرمول آبوت (1) اصلاح گرديد.

آلوده سازي

در آلوده سازي، برگ سيب زميني در بين دو صفحه خط کش شفاف قرار گرفت. در سطح رويي برگ و درون سوراخ موجود در صفحه خط کش شفاف 10ppmمحلول مورد نظر با استفاده از سمپلر قرار گرفت. قطر سوراخ هاي موجود به اندازه اي بود که اگر 10ppmاز محلول سمي در اين سطح قرار مي گرفت به صورت يک قطره اي تمامي اين سطح را مي پوشاند و با ديواره صفحه خط کش شفاف هيچ ارتباطي پيدا نمي کرد. پس از آنکه آب موجود در محلول مورد نظر تبخير شد، به وسيله قلم مو يک عدد لارو سن دوم در هر سوراخ قرار گرفت. بعد از قرارگيري لاروها درون سوراخ هاي مذکور براي جلوگيري از فرار آنها يک تکه پارچه توري روي صفحه رويي قرار داده شد و قطعات مذکور توسط چند گيره لباس به هم محکم نگه داشته شدند.

طرز تهيه غلظت هاي دو ترکيب بازدارنده سنتز کتين

براي بررسي حساسيت لارو سن دوم اين حشره از شش غلظت مختلف اين ترکيبات با فاصله لگاريتمي و بر اساس روش استاندارد استفاده شد. بالاترين و کمترين غلظت موثر Lufenuron بر روي لارو سن دوم به ترتيب2000ppm و 625/15ppm بود که در آزمايشات مقدماتي به ترتيب 1/93 و 78/13 درصد تلفات ايجاد کردند. بر اساس پيشنهاد Robertson و Preisler غلظتي که 25 و 75 درصد تلفات ايجاد مي کرد را از طريق معادله بين لگاريتم دز و پروبيت درصد تلفات به دست آورده و با استفاده از فرمول فاصله لگاريتمي، چهار غلظت بين اين دو غلظت در نظر گرفته شد.

بررسي ها در هفت تيمار با منظور نمودن تيمار شاهد و هر تيمار در سه تکرار انجام شد.
بالاترين و کمترين غلظت موثر ترکيب Diflubenzuron بر روي سن دوم به ترتيب 2000 و 625/15ppm بود که در آزمايشات مقدماتي به ترتيب 93/1 و 78/ 13درصد تلفات ايجاد کردند بر اساس پيشنهاد رابرستون و پريسلر غلظتي که 25 و 75 درصد تلفات ايجاد کرد را از طريق معادله بين لگاريتم دز و پروبيت درصد تلفات به دست آورده و با استفاده از فرمول فاصله لگاريتمي چهار غلظت بين اين دو غلظت درنظر گرفته شد.

بررسيها در هفت تيمار با منظور نمودن تيمار شاهد دو هر تيمار در سه تکرار انجام شد. براي تجزيه و تحليل داده ها از نرم افزار رايانه اي Mstatc و روش Probit استفاده شد.

نتايج و بحث

در تعريف LD50 گفته مي شود که تمامي دز به کار رفته ترکيب سمي بايستي توسط حشره خورده شود و چون در اين آزمايش تمامي حجم معين به کار رفته Lufenuron در سطح مشخصي توسط لارو خورده شد، بنابراين LD50 اين ترکيب را براي اين سن لاروي تعيين کرديم. نمودار (1) رابطه لگاريتم دز و پروبيت درصد تلفات لاروهاي سن دوم تغذيه کرده از برگ هاي سيب زميني را پس از 120 ساعت نشان مي دهد، همان گونه که در نمودار مذکور مشاهده مي شود تلفات لاروها روند افزايشي يکنواخت را نشان مي دهند.
پس از تجزيه داده ها LD50 ترکيب مذکور براي لارو سن دوم56/139ppm برآورد شد. با بررسي روند تلفات لاروها در تيمارهاي مختلف مشاهده مي گردد که در همه دزها طي 24 ساعت اول تلفات صفر است، تلفات بعد از 48 ساعت شروع مي شود و به دليل تغيير جلد، حداکثر تلفات در 48 و 72 ساعت پس از آغاز آزمايش رخ مي دهد (جدول 1)
در آزمايش تعيين LD50 ترکيب Diflubenzuron نيز، تمامي حجم معين به کار رفته اين ترکيب در سطح مشخصي توسط لارو خورده شد، بنابراين LD50 ترکيب مذکور را براي اين سن لاروي تعيين کرديم. همان گونه که در نمودار شماره (2) مشاهده مي شود تلفات لاروها روند افزايشي يکنواختي را نشان مي دهند. پس از تجزيه داده ها LD50 ترکيب مذکور براي لارو سن دوم 67/913ppm برآورد شد. جدول (2) روند تلفات لاروها را نشان مي دهد.

در اين بررسي مقدار LD50 ترکيبات Lufenuron و Diflubenzuron براي لارو سن دوم به ترتيب 56/139ppm و 67/913ppm برآورد شد.
در تحقيقي کوپر و همکاران ميزان LC50 ترکيب BAY SIR 8514 (ترکيبي ديگر از بازدارنده هاي سنتز کيتين) بر روي لاروهاي سن اول سوسک کلرادو را 39ppm محاسبه کردند (7). اين محققين ميزان LC50 ترکيب BAY SIR 8514 را براي لاروهاي سن دوم اين حشره 75ppm محاسبه نمودند که با نتايج تحقيق حاضر تطابق قابل قبولي دارد و تفاوت موجود به دليل متفاوت بودن نوع ترکيبات، بيوتيپ حشره و شرايط متفاوت دو آزمايش است به طوري که اين محققين با فرو بردن برگ سيب زميني در محلول سمي ميزان LC50 را در مورد اين ترکيب محاسبه نموده اند اما در تحقيق حاضر LD50 دو ترکيب Lufenuron و Diflubenzuron محاسبه شده است.
همبستگي مستقيم بين دز و درصد تلفات در مورد هر ماده Xenobiotic مورد انتظار مي باشد ولي شيب منحني رگرسيوني در اين ترکيبات روند ملايم تري را طي نمود که مويد بطئي بودن اين اثر آنها است.
ميزان LC50 ترکيب BAY SIR 8514 براي لاروهاي سن سوم سوسک کلرادو توسط کوپر و همکاران 157ppm محاسبه شده است (7). در مورد LD50 اين ترکيبات براي لاروهاي سوسک کلرادو هيچ اطلاعاتي ارائه نشده است و به اين دليل امکان مقايسه ميزان LD50 برآورد شده ترکيبات Lufenuron و Diflubenzuron در اين تحقيق با ساير نتايج ميسر نشد. نتايج نشان داد که ترکيبات بازدارنده سنتز کيتين برروي اين آفت تاثير خوبي دارند و در بين اين دو ترکيب، Lufenuron براي سوسک کلرادو سمي تر بود.

پی نوشتها:

*عضو هيات علمي دانشگاه آزاد اسلامي واحد رفسنجان(نویسنده مسئول:Email: zsheibani2001@yahoo.com)
** دانشيار دانشکده کشاورزي دانشگاه اروميه

منابع:
1- اردبيلي ژ. و م. ح. کاظمي. 1378. بررسي وضعيت بيواکولوژيک سوسک کلرادو Leptinotarsa decemlineata (Say) (Col.: Chrysomelidae) از سال 1363 تا 1369 در منطقه اردبيل. مجله دانش کشاورزي، جلد 9، شماره 1، صفحات 41 تا 52.
2- زرنگار ع. 1374. امکان مبارزه فيزيولوژيکي با سن گندم Eurygaster integriceps Put پايان نامه کارشناسي ارشد حشره شناسي کشاورزي، دانشگاه تربيت مدرس، 160 صفحه.
3- نوري قنبلاني ق. 1365. سوسک کلرادوي سيب زميني. انتشارات دانشگاه تبريز، 131 صفحه.
منبع:نشریه پژوهش در علوم کشاورزی جلد 4 شماره1
/خ