تطبيق المبيدات الحشرية

يمكن استخدام مبيدات الآفات الزراعية التقليدية إما قبل الإنبات أو بعده، وهو مصطلح يشير إلى حالة إنبات النبات. يهدف استخدام المبيدات قبل الإنبات ، في الزراعة التقليدية ، إلى تقليل الضغط التنافسي على النباتات حديثة الإنبات عن طريق إزالة الكائنات غير المرغوب فيها وزيادة كمية الماء والمغذيات في التربة وضوء الشمس المتاحة للمحصول. ومن أمثلة استخدام المبيدات قبل الإنبات استخدام الأترازين للذرة . وبالمثل، تُستخدم مخاليط الغليفوسات غالبًا قبل الإنبات في الحقول الزراعية لإزالة الأعشاب الضارة التي تنبت مبكرًا وتهيئتها للمحاصيل اللاحقة. غالبًا ما تحتوي معدات الرش قبل الإنبات على إطارات كبيرة وعريضة مصممة للطفو على التربة الرخوة، مما يقلل من انضغاط التربة وتلف المحاصيل المزروعة (التي لم تنبت بعد). صُممت آلة الرش ثلاثية العجلات، مثل تلك الموضحة في الصورة على اليمين، بحيث لا تتبع الإطارات نفس المسار، مما يقلل من تكوين الأخاديد في الحقل ويحد من تلف التربة التحتية.

يتطلب استخدام المبيدات بعد الإنبات استخدام مواد كيميائية محددة مختارة لتقليل الضرر الذي يلحق بالكائن الحي المستهدف. ومن الأمثلة على ذلك حمض 2،4-ثنائي كلورو فينوكسي أسيتيك ، الذي يُلحق الضرر بالأعشاب عريضة الأوراق ( ذوات الفلقتين ) ولكنه لا يؤثر على الأعشاب النجيلية ( ذوات الفلقة الواحدة ). وقد استُخدمت هذه المادة الكيميائية على نطاق واسع في محاصيل القمح ، على سبيل المثال. كما طورت العديد من الشركات كائنات معدلة وراثيًا مقاومة لأنواع مختلفة من المبيدات. ومن الأمثلة على ذلك فول الصويا المقاوم للجليفوسات والذرة المعدلة وراثيًا (Bt) ، مما يُغير من أنواع التركيبات المستخدمة في معالجة ضغط المبيدات بعد الإنبات. ومن المهم أيضًا ملاحظة أنه حتى مع اختيار المواد الكيميائية المناسبة، فإن ارتفاع درجات الحرارة المحيطة أو غيرها من العوامل البيئية قد تُلحق الضرر بالكائن الحي غير المستهدف أثناء عملية الرش. ونظرًا لأن النباتات قد نبتت بالفعل، فإن استخدام المبيدات بعد الإنبات يستلزم تقليل ملامسة الحقل للحد من الخسائر الناتجة عن تلف المحاصيل والتربة. تستخدم معدات الرش الصناعية النموذجية إطارات طويلة وضيقة، بالإضافة إلى هيكل رشاش قابل للرفع والخفض حسب ارتفاع المحصول. تحمل هذه الرشاشات عادةً علامة "الارتفاع العالي" لقدرتها على الارتفاع فوق المحاصيل النامية، وإن كان ذلك لا يتجاوز عادةً مترًا أو مترين. كما تتميز هذه الرشاشات بأذرع رش عريضة جدًا لتقليل عدد مرات المرور فوق الحقل، وذلك للحد من تلف المحاصيل وزيادة الكفاءة. في الزراعة الصناعية ، لا يُعدّ استخدام أذرع رش بعرض 37 مترًا (120 قدمًا) أمرًا نادرًا، خاصةً في زراعة البراري ذات الحقول الواسعة والمسطحة. وفي هذا السياق، يُعدّ الرش الجوي للمبيدات طريقةً لرشّ سطح المحصول الناشئ بالمبيدات، مما يُجنّبه التلامس المباشر مع التربة والمحاصيل.

تُستخدم رشاشات النفخ الهوائي، والمعروفة أيضًا برشاشات الهواء أو الرشاشات الرذاذية، غالبًا للمحاصيل الطويلة، مثل أشجار الفاكهة، حيث تكون رشاشات الأذرع والرش الجوي غير فعالة. ولا يُمكن استخدام هذا النوع من الرشاشات إلا في الحالات التي يكون فيها الرش الزائد - أو انجراف الرذاذ - أقل أهمية، إما باختيار مادة كيميائية لا تُسبب آثارًا ضارة على الكائنات الحية الأخرى المفيدة، أو بتوفير مسافة عازلة كافية. ويمكن استخدامها لمكافحة الحشرات والأعشاب الضارة والآفات الأخرى التي تُصيب المحاصيل والبشر والحيوانات. تعمل رشاشات النفخ الهوائي على حقن السائل في تيار هواء سريع الحركة، مما يُفتت القطرات الكبيرة إلى جزيئات أصغر عن طريق إدخال كمية صغيرة من السائل في تيار الهواء سريع الحركة. ^{[ 6 ]}

تؤدي أجهزة التضبيب دورًا مشابهًا لأجهزة الرش الضبابي في إنتاج جزيئات متناهية الصغر، ولكنها تستخدم طريقة مختلفة. فبينما تُنتج أجهزة الرش الضبابي تيارًا هوائيًا عالي السرعة يمكنه قطع مسافات طويلة، تستخدم أجهزة التضبيب مكبسًا أو منفاخًا لإنشاء منطقة راكدة من المبيد الحشري، والتي تُستخدم غالبًا في الأماكن المغلقة، مثل المنازل وملاجئ الحيوانات. ^{[ 7 ]}

لفهم سبب عدم كفاءة الرش بشكل أفضل، من المفيد التفكير في آثار التباين الكبير في أحجام القطرات التي تنتجها فوهات الرش (الهيدروليكية) التقليدية. لطالما اعتُبر هذا أحد أهم المفاهيم في تطبيقات الرش ( على سبيل المثال ، هيميل، 1969 ^{[ 8 ]} )، مما يُحدث اختلافات هائلة في خصائص القطرات.

تاريخيًا، ثبت أن نقل الجرعة إلى الهدف البيولوجي ( أي الآفة ) غير فعال. ^{[ 9 ]} ومع ذلك، فإن ربط الترسبات "المثالية" بالتأثير البيولوجي محفوف بالصعوبات، ^{[ 10 ]} ولكن على الرغم من تحفظات هيسلوب بشأن التفاصيل، فقد أثبتت عدة دراسات أن كميات هائلة من المبيدات تُهدر عن طريق جريان المياه من المحصول إلى التربة، في عملية تُسمى الانجراف الداخلي. وهذا شكل أقل شيوعًا من انجراف المبيدات ، بينما يُثير الانجراف الخارجي قلقًا عامًا أكبر بكثير. تُستخدم المبيدات عادةً باستخدام البخاخات الهيدروليكية ، إما على رشاشات يدوية أو أذرع جرارات، حيث تُخلط التركيبات بكميات كبيرة من الماء.

تختلف أحجام القطرات اختلافًا كبيرًا في خصائص انتشارها، وتخضع لتفاعلات مناخية معقدة على المستويين الكلي والجزئي (باش وجونستون، 1992). وبتبسيط هذه التفاعلات بشكل كبير من حيث حجم القطرات وسرعة الرياح، خلص كريمر وبويل ^{[ 11 ]} إلى وجود ثلاث مجموعات أساسية من الظروف التي تتحرك في ظلها القطرات من الفوهة إلى الهدف. وهذه هي:

• يسود الترسيب: عادةً ما يتم رش قطرات أكبر (>100  ميكرومتر) بسرعات رياح منخفضة؛ القطرات التي يزيد حجمها عن هذا الحجم مناسبة لتقليل التلوث الناتج عن انجراف مبيدات الأعشاب.
• تسود الدوامات المضطربة: عادةً ما تكون قطرات صغيرة (أقل من 50  ميكرومترًا) تُعتبر الأنسب لاستهداف الحشرات الطائرة، ما لم تكن هناك شحنة كهروستاتيكية توفر القوة اللازمة لجذب القطرات إلى أوراق الشجر. (ملاحظة: لا تعمل هذه التأثيرات الأخيرة إلا على مسافات قصيرة جدًا، عادةً أقل من 10  مليمترات).
• في الظروف المتوسطة، يكون لكل من الترسيب والانجراف تأثير مهم. يتم تحسين معظم عمليات رش المبيدات الحشرية والفطرية الزراعية باستخدام  قطرات صغيرة نسبيًا (حوالي 50-150 ميكرومتر) لزيادة "التغطية" (عدد القطرات لكل وحدة مساحة)، ولكنها أيضًا عرضة للانجراف.

في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، حظيت تقنيات التطبيق المحسّنة، مثل تقنية الرشّ المُتحكّم به بالقطرات (CDA)، باهتمام بحثي واسع، إلا أن استخدامها تجاريًا كان مخيبًا للآمال. فمن خلال التحكم في حجم القطرات، يمكن تحقيق نتائج بيولوجية مماثلة (أو حتى أفضل أحيانًا) باستخدام معدلات رشّ منخفضة جدًا (ULV) أو منخفضة للغاية (VLV) لمخاليط المبيدات، وذلك بفضل تحسين التوقيت ونقل الجرعة إلى الهدف البيولوجي ( أي الآفة). لم يتم تطوير أي مرذاذ قادر على إنتاج قطرات متجانسة (أحادية التشتت)، ولكن المرذاذات الدوارة (ذات القرص الدوار والقفص) عادةً ما تُنتج طيفًا أكثر تجانسًا في حجم القطرات مقارنةً بالفوهات الهيدروليكية التقليدية (انظر: معدات تطبيق CDA وULV، مؤرشف في 30 مايو 2018 على موقع Wayback Machine ). تشمل تقنيات التطبيق الفعّالة الأخرى: التوزيع على شكل أشرطة، ووضع الطُعم، ووضع الحبيبات في أماكن محددة، ومعالجة البذور، ومسح الأعشاب الضارة.

يُعدّ تحليل دورة حياة المنتج (CDA) مثالًا جيدًا على تقنية الاستخدام الرشيد للمبيدات (RPU) (باتمان، 2003)، إلا أنه للأسف لم يلقَ رواجًا لدى هيئات التمويل العامة منذ أوائل التسعينيات، حيث يعتقد الكثيرون أن تطوير المبيدات يقع على عاتق الشركات المصنعة. من جهة أخرى، من غير المرجح أن تُروّج شركات المبيدات على نطاق واسع لتحسين الاستهداف وبالتالي خفض مبيعات المبيدات، ما لم تتمكن من تحقيق فائدة من خلال إضافة قيمة للمنتجات بطريقة أخرى. يتناقض الاستخدام الرشيد للمبيدات بشكل كبير مع الترويج لها، وقد أدركت العديد من شركات الكيماويات الزراعية أن إدارة المنتج بشكل مسؤول تُحقق ربحية أفضل على المدى الطويل من أساليب البيع الضاغطة لعدد متناقص من جزيئات "الحلول السحرية" الجديدة. لذلك، قد يُوفر الاستخدام الرشيد للمبيدات إطارًا مناسبًا للتعاون بين العديد من الجهات المعنية بحماية المحاصيل.

يُعدّ فهم بيولوجيا الآفة ودورة حياتها عاملاً هاماً في تحديد حجم قطرات المبيد. فعلى سبيل المثال، أجرت دائرة البحوث الزراعية اختبارات لتحديد الحجم الأمثل لقطرات مبيد حشري يُستخدم لمكافحة دودة ثمار الذرة . ووجدوا أنه لكي يكون المبيد فعالاً، يجب أن يخترق خيوط الذرة، حيث تفقس يرقات الدودة. وخلص البحث إلى أن قطرات المبيد الأكبر حجماً تخترق خيوط الذرة المستهدفة بشكل أفضل. ^{[ 14 ]} إن معرفة مصدر الضرر الذي تُسببه الآفة أمر بالغ الأهمية لتحديد كمية المبيد المطلوبة.

يُعدّ ضمان جودة الرشاشات من خلال اختبارها ووضع معايير لمعدات الرش أمرًا بالغ الأهمية لضمان حصول المستخدمين على قيمة مقابل أموالهم. ^{[ 15 ]} ونظرًا لأن معظم المعدات تستخدم فوهات هيدروليكية متنوعة، فقد سعت مبادرات عديدة إلى تصنيف جودة الرش، بدءًا من نظام BCPC. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

تتعرض جوانب الطرق لكميات كبيرة من مبيدات الأعشاب، سواءً أكانت تُستخدم عمداً لأغراض الصيانة أم بسبب انجراف مبيدات الأعشاب من التطبيقات المجاورة. وهذا غالباً ما يؤدي إلى موت النباتات غير المستهدفة. ^{[ 18 ]}

تبدأ مكافحة الآفات في المنزل بتقييد وصول الحشرات إلى ثلاثة عناصر أساسية: المأوى والماء والغذاء. إذا أصبحت الحشرات مشكلة رغم هذه الإجراءات، فقد يصبح من الضروري مكافحتها باستخدام طرق كيميائية، مع استهداف المادة الفعالة للآفة المحددة. ^{[ 19 ]} يتوفر طارد الحشرات ، المعروف باسم "بخاخ الحشرات"، في زجاجة بلاستيكية أو علبة بخاخ . عند رشه على الملابس والذراعين والساقين والأطراف الأخرى، يساعد استخدام هذه المنتجات على طرد الحشرات القريبة. هذا المنتج ليس مبيدًا حشريًا.

تُستخدم المبيدات الحشرية للقضاء على الآفات ، وخاصة الحشرات والعناكب، وتأتي عادةً في عبوات بخاخ، حيث تُرش مباشرةً على الحشرة أو عشها. تُستخدم بخاخات الذباب للقضاء على الذباب المنزلي ، وذباب النفايات ، والنمل ، والصراصير ، وغيرها من الحشرات ، بالإضافة إلى العناكب . تتوفر أيضًا مستحضرات أخرى على شكل حبيبات أو سوائل تحتوي على طُعم تتغذى عليه الحشرات. بالنسبة للعديد من آفات المنازل، تتوفر مصائد طُعم تحتوي على المبيد الحشري مع طُعم من الفيرومونات أو الطعام. تُرش البخاخات في الشقوق والفجوات داخل وحول الفتحات في المنازل، مثل ألواح الحواف وأنابيب المياه. أما مبيدات مكافحة النمل الأبيض ، فتُحقن غالبًا في وحول أساسات المنازل.

تشمل المكونات النشطة للعديد من المبيدات الحشرية المنزلية البيرميثرين والتترامثرين ، والتي تعمل على الجهاز العصبي للحشرات والعناكب.

يجب استخدام بخاخات الحشرات في أماكن جيدة التهوية فقط، لأن المواد الكيميائية الموجودة في البخاخات ومعظم المبيدات الحشرية قد تكون ضارة أو قاتلة للإنسان والحيوانات الأليفة. يجب وضع جميع منتجات المبيدات الحشرية، بما في ذلك المواد الصلبة والطُعم والفخاخ، في مكان بعيد عن متناول الحيوانات البرية والحيوانات الأليفة والأطفال.