تعقيم زراعي

Agricultural Sterilization -

 التعقيم الزراعي

التعقيم الزراعي

محمود أبو غرة

التعقيم بالحرارة

التعقيم بالغازات

التعقيم بالمواد الكيميائية

التعقيم بالتشعيع

التعقيم الزراعي agricultural sterilization هو إجراء تقني يُستعمل بهدف القضاء على الآفات الضارة كالفطور والبكتريا والفيروسات والحشرات والنيماتودا والأعشاب أو اسـتبعادها، وهي تسـبب أضـراراً للنبـات ومنتجاته الغذائية والتصنيعية. ويجرى التعقيم بطرائق كثيرة، يعتمد اختيار أنسبها على طبيعة الوسط والكائنات المراد تعقيمها.

1- التعقيم بالحرارة

يتم ذلك بطرائق مختلفة:

أ- التعقيم ببخار الماء steaming sterilization: يُستعمل لتعقيم التربة بضخ بخار ماء بوساطة أنابيب إلى تربة الحقل أو المشتل المغطاة بغطاء لدائني (بلاستيكي) للتخلص من الآفات الزراعية المختلفة، ويمكن أن يتم ذلك بوساطة الآلات الحديثة بضخ بخار الماء المضغوط بدرجة حرارة تراوح ما بين 180-200°س لتعقيم مساحة 400 م2 دفعة واحدة خلال 4-5 ساعات بعمق 25-30 سم أو بمعدل 1.5 ساعة لكل 10 سم عمقاً. يُضًخ بخار الماء في هذه الحالة تحت الغطاء البلاستيكي لتصل درجة الحرارة إلى 90-85°س شريطة إحكام إغلاق حواف الغطاء بالرمل أو التراب (الشكل 1). ويمكن أن يتم تعقيم كميات قليلة من تربة المشتل بالبخار تحت ضغط جوي وذلك بوضع التربة في وعاء بسماكة 10 سم، ثم تُعقم بالموصدة autoclave مدة 15-30 دقيقة في درجة 100°-120°س. كما يمكن أيضاً إجراء تعقيم جزئي بصب ماء يغلي على تربة المشتل.

الشكل (1) تعقيم التربة في البيوت المحمية ببخار الماء.

كما يستعمل بخار الماء لتعقيم الأخشاب للتخلص من الآفات المختلفة التي ترافق المواد الخشبية كالحاويات والأثاث وغيرها، وذلك قبل شحن المواد الزراعية أو بعد وصولها إلى المرفأ (الشكل 2).

الشكل (2) تعقيم المواد الخشبية ببخار الماء.

ب- التعقيم بالفرن sterilizing with an oven: تستخدم هذه التقنية لتعقيم المواد المعدنية والزجاجية المستخدمة في العمليات الزراعية وزراعة النسج النباتية، كما يمكن تعقيم كميات صغيرة من التربة بوضعها في وعاء زجاجي أو معدني بسماكة 10 سم، ثم تعقم في درجة 180°- 200° س لمدة 30 - 90 دقيقة.

ج- التعقيم بالحرق burning: يستخدم الحرق للتخلص من مواد الحَجْر الصحي الملوثة بالمُمرِضات الخطرة، لاسيما التي تصنف ضمن أمراض الحجر التي يصعب مكافحتها بطرائق المكافحة المختلفة، لذلك فإن حرق النباتات في بؤر الإصابة الأولية يمكن أن تحمي الحقول الأخرى السليمة من الإصابة، مثل حرق الأشجار المصابة بمرض اللفحة النارية الناجم عن البكتريا Erwinia amylovora وحرق خلايا النحل المصابة بمرض تعفن الحضنة الأمريكي American foulbrood (AFB) التي تسببه البكتريا.  Paenibacillus larvae sp, (الشكل3).

الشكل (3) حرق خلايا النحل المصابة بمرض الحضنة الأمريكي AFB.

كما يمكن حرق المواد الجافة فوق التربة، ويتم ذلك بري التربة أولاً، ثم توضع عدة طبقات من المواد المستخدمة في الحرق (قش القمح والأعشاب اليابسة ومخلفات المحاصيل المختلفة وغيرها) فوق التربة، وتُختار عادة مواد الحرق ذات الاحتراق البطيء والكامل؛ لأن المواد التي تحترق بسرعة لا توصل التربة إلى درجة الحرارة المطلوبة للقضاء على الممرضات النباتية، ويجب الانتظار مدة يومين حتى تبرد التربة قبل زراعة البذور فيها.

د- التشميس solarization: هو استخدام الطاقة الشمسية لرفع درجة حرارة التربة لتعقيمها من الآفات المختلفة. ويتم ذلك بتحضير التربة وريها جيداً، ثم تغطيتها بغطاء أسود أو شفاف من البولي إتلين poly ethlene، وتغطية أطراف الغطاء البلاستيكي بالتربة لحصر الهواء بداخله. يترك فاصل 3-4 سم بين الغطاء البلاستيكي والتربة بوضع حجارة تحت الغطاء البلاستيكي، تظل التربة مغطاة مدة 4-6 أسابيع. ويتم تشميسها عادة خلال أشهر الصيف حيث تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 37° س على عمق 15 سم؛ مما يكفي للقضاء على النسبة العظمى من الأعشاب الضارة والنيماتودا والفطور والبكتريا وحشرات التربة (الشكل 4)، ويسمح بتزايد الأحياء الدقيقة المفيدة وتوفير بعض العناصر الغذائية للنبات، مما يجعل نموه أفضل، وينعكس ذلك على المنتج الزراعي ونوعيته.

الشكل (4) التعقيم بالتشميس.

هـ - تعقيم التربة بالموجات المكروية (القصيرة) microwaves: توضع التربة الرطبة في وعاء ذي غطاء، ثم تسخن التربة بالموجات القصيرة مدة 90 ثانية لكل 4.5 كغ، أو توضع في كيس من البولي بروبيلن polypropylene، ويبقى الكيس مفتوحاً حتى انتهاء التعقيم، حيث تسخن التربة لمدة 2- 2.5 دقيقة، ثم تترك حتى تبرد.

و- المعاملة بالتبريد cold treatment: يستعمل للتخلص من خطر بعض الحشرات مثل ذبابة ثمار البحر المتوسط Mediterranean fruit fly على ثمار الفواكه. ويعد التبريد شرطاً أساسياً معتمداً من جهات الحجر الزراعي لقبول استيراد الثمار القابلة للإصابة بهذه الحشرة. ويتم تعريض الثمار لدرجة حرارة تراوح بين 0-3°س لمدة 12-18 يوماً. ويمكن أن يتبع ذلك تعريض الثمار لغاز بروميد المتيل بمعدل 32 غ /م3 لمدة 2-3 ساعات.

2- التعقيم بالغازات fumigation: وتستعمل في ذلك عدة أنواع من الغازات:

1 - استخدام غاز بروميد المتيل  (CH₃Br) methyl bromide: يعد بروميد المتيل من الغازات الفعالة لمكافحة الآفات الزراعية في التربة والمخازن، وهو غاز يستخدم في مجالات مختلفة وخاصة في الحجر الزراعي لتعقيم المواد الزراعية والمستودعات وكذلك تعقيم التربة، ويتميز بسُميته الكبيرة للقضاء على الحشرات بأطوارها المختلفة وبسرعة انتشاره وفعاليته، وقد صُنِّف في معاهدة مونتريال عام 1992 ضمن المواد المخرِّبة لطبقة الأوزون، لذلك توجه الاهتمام الدولي لمراقبة إنتاجه المتزايد واقتراح بدائل عديدة منه.

وعند تعقيم التربة يجب أن تُروى أولاً بالماء قبل المعاملة بأسبوع ثم تُغطى بغطاء بلاستيكي، وبعد ذلك تعامل بغاز بروميد المتيل مدة 48 ساعة، يتم بعدها إزالة الغطاء لتهوية التربة والتخلص من الغاز مدة أسبوع قبل الزراعة (الشكل 5).

الشكل (5) تعقيم التربة بغاز بروميد المتيل.

وعند تعقيم الثمار والحبوب يجب وضعها في أماكن محكمة الإغلاق ثم تُبخر بغاز بروميد المتيل بتركيز 30 جزءاً بالمليون (ppm) حيث يحتاج كل 1م³ من الهواء إلى 32 غ من الغاز، تستمر عملية التبخير 12-48 ساعة ضمن درجة حرارة أعلى من 21°س، ويجب تحريك الهواء ضمن غرفة التبخير؛ ليسمح بانتشار الغاز بانتظام.

ب- التعقيم بالفوستوكسين Phostoxin: يعد الفستوكسين (فوسفيد المغنيزيوم أو الألمنيوم) بديلاً رئيساً من بروميد المتيل حيث يستعمل لتبخير المواد الصلبة كالبذور والتمور والملابس والمستودعات. توضع البذور ومادة التبخير في وعاء أو مكان محكم الإغلاق وفي درجة حرارة تراوح بين 5-30°س لمدة 2-8 أيام بحسب درجات الحرارة، كلما ارتفعت درجة الحرارة تقل المدة، ويستخدم الفوستوكسين عادة بمعدل 25 جزءاً بالمليون (ppm) من غاز الفوسفين ، ويُعد كل واحد غرام منه كافياً لتعقيم 1000 قدم مكعب، ثم يفتح الوعاء أو المكان للتهوية لمدة لا تقُل عن 48 ساعة (الشكل 6).

الشكل (6) التعقيم بالفوستوكسين.

ج - استـخدام البازوميد basomid: يتم اسـتخدامه بعد تحضير التربة وترطيبها بالماء، ثم تغطيتها بغطاء بلاستيكي مدة 5-7 يوماً، بعد ذلك يُرفَع الغطاء ويُنْتَظر فترة من الزمن للتخلص من الغاز قبل الزراعة في التربة.

3- التعقيم بالمواد الكيميائية: تتعرض النباتات في الحقل لكثير من الملوِّثات في أثناء الري أو العمليات الزراعية المختلفة، ومن ثم فإن الثمار والأوراق يمكن أن تحمل على سطحها عند قطافها عدداً كبيراً من الأحياء الدقيقة التي يمكن أن تتطور وتتكاثر في أثناء التخزين والنقل، وللتخفيف من أعدادها على سطح الأجزاء النباتية يمكن معاملتها بمواد مختلفة تنحصر بالآتي:

أ- هيبوكلوريد الصوديوم sodium hypochloride: يمدد هيبوكلوريد الصوديوم المستعمل في التنظيف المنزلي بنسبة 10-20% من التركيز الأساسي (5.25%) ليصل تركيزه إلى ما بين 0.5-1%، تُنْقَع الأجزاء النباتية المراد تعقيمها في المحلول الممدَّد لمدة 10-20 دقيقة بحسب درجة التلوث ونوع النبات؛ لأن معاملة النبات بهذا المحلول قد تسبب أعراض حساسية عليه.

ب- كحول الإتانول أو إيزو البروبيل ethanol or isopropyl alcohol: يُعدّ الكحول مركباً معقماً جيداً للنبات، لكنه في الوقت نفسه مادة سامة، وكلما كان الجزء النباتي غضاً وليناً كان أكثر حساسية. أما البذور والبراعم فهي أكثر تحملاً، لأن الأجزاء الحساسة تكون مغطاة. يُستخدم عادة الكحول بنسبة 70% لتعقيم سطح النبات.

ج- هيبوكلوريد الكلسيوم calcium hypochloride: يستخدم هيبوكلوريد الكلسيوم في أوربا أكثر من أمريكا حيث يُحَلّ في الماء بنسبة 3.25%؛ ثم يصفّى؛ لأن جزءاً من المادة غير قابل للانحلال في الماء. وهذا المحلول أقل ضرراً للنبات من هيبوكلوريد الصوديوم.

د- الماء الأكسيجيني (H₂O₂) Hydrogen Peroxide: يستعمل بتركيز 30% لتعقيم سطح النبات. ولا بد من غسل جميع الأجزاء النباتية المعاملة بالمواد المعقمة السابقة بالماء المعقم 3-4 مرات للتخلص من بقايا المادة المعقِّمة؛ كيلا تؤذي النسيج النباتي وتعطي الفائدة المرجوة منه.

4- التعقيم بالتشعيع irradiation:

يستخدم التشعيع لمكافحة الأمراض والحشرات التي تصيب كثيراً من المواد الغذائية، وهي طريقة فيزيائية تستخدم فيها أشعة غاما الكوبالت 60 (cobalt 60)؛ وتسمى أيضاً الإشعاعات المؤينة ionizing radiation حيث تُزود الطاقة اللازمة لتحرير الإلكترونات من المادة المُعامَلة، وتدخل المواد الغذائية بسرعة، وتؤثر فيها، لكنها لا تترك أثراً كما تفعل المركّبات الكيميائية، يطلق عليها المعاملات الباردة cold processes؛ لأنها لا تسبب ارتفاعاً ملحوظاً في درجة حرارة المواد الغذائية المعاملة. ويمكن للمادّة المشعّعة أن تُشحن أو تُخزن أو تؤكل مباشرة بعد التشعيع.

يؤدي التشعيع إلى القضاء على الخلايا البكترية والفطور والخمائر وكذلك الحشرات بأطوارها المختلفة، ويطيل فترة تخزين المواد الغذائية، كما يحد من إنبات بعض المواد القابلة للنمو كالأبصال والدرنات، وتُعدّ الجرعة التي تقل عن 10 جول/كغ آمنة وليس لها أي تأثير على المادة الغذائية المعاملة.

مراجع للاستزادة: -N. Laun, Weed control in seed cultures, especially arugula, Research report of DLR Rheinlandpfalz, Institute “Queckbrunnerhof”, Schifferstadt ,Germany, 2011. -W. G. Sackett, Soil Sterilization for Seedbeds and Greenhouses, Colorado Agricultural College, Bulletin, 2013. - US Department of Agriculture (USDA), Application of Steam in the Sterilization of Soils, BiblioGov, 2012.

---

- التصنيف : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية - النوع : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية - المجلد : المجلد التاسع مشاركة :