رئيس قسم سمية المبيدات للثدييات والاحياء المائية-المعمل المركزي للمبيدات – مركز البحوث الزراعية – مصر
في اطار التطور العلمي الذي تتابعه وتأخذ به لجنة مبيدات الآفات الزراعية بوزارة الزراعة واستصلاح الاراضي لكونها مؤسسة علمية وتطبيقية اصبحت مرجعية عالمية مصرية وتعني برعايتها دراسة علمية وفنية لاستخدام المبيدات النانوية الجديدة. وتتبنى اللجنة وتشجع العلماء في المجالات الحديثة من خلال لجانها وادارتها المختلفة. واحد من هذة الحهات الرئيسية المعمل المركزي للمبيدات-مركز البحوث الزراعية بما يضمه من خبراء واقسام بحتية متميزة في هذا الاتجاه.
مع زيادة السكان في العالم تتزايد الجهود لتوفير الغذاء حيث ان معدل السكان سيتزايد بنسبة 48% بحلول عام 2050 (الامم المتحدة). تتزايد هذه الجهود في ظل التحديات بتناقص المساحات المنزرعة بسبب الزحف العمراني في بعض الدول.
لذلك تتكاتف الجهود للتوسع الراسي من خلال زيادة الانتاجية لوحدة المساحة وتعظيم كل السبل التى تؤدي الى زيادة الانتاج الزراعي.
ادي ذلك الى الزيادة المضطردة في استخدام الكيماويات الزراعية (مبيدات-اسمدة-منظمات نمو) الي 66 مليار دولار بمعدل 4,5% سنويا. هذا الاستخدام نتج عنه مشاكل بيئية كثيرة وانعكاسات غير مرغوبه على صحة البشر. لذا تغيرت الاتجاهات في مكافحة الآفات.
لذلك نجد علوم النانوتكنولوجي قدمت تقنية حديثة لانتاج مركبات وتجهيزات تعطي تحكم وانسياب فى المادة الفعالة بدرجة تزيد من الكفاءة الابادية للآفات وبجرعات اقل عن مثيلاتها التجارية.
لذلك فان تحسين كفاءة الكيماويات في الصور النانوية سيقلل بدرجة ملموسة حجم الكيماويات الزراعية المستهلك على مستوى العالم.
مما لاشك فيه تاكد هذا المفهوم بدراسات عديدة وضحت كفاءة هذه الصور النانوية في مكافحة الآفات المختلفة.
على سبيل المثال Kah واخرون 2018 وضحوا ان صور نانوية لمبيدات عديدة ادت الى زيادة الكفاءة الابادية ضد الآفات المختبرة بنسبة 20-30% مقارنتا بالصور التجارية.
واكدت دراسات اخري مميزات هذه الصور النانوية في الثبات البيئي وتقليل التحطم الضوئي والميكروبي وزيادة الارتباط البيولوجي للمادة الفعالة في مواقع التاثير داخل الآفة.
علاوة على تقليل الغسيل في التربة ومياة الصرف مما يقلل التلوث البيئي والتاثيرات الغير مرغوبة على الكائنات الحية الغير مستهدفة ايضا تقليل مستوى المتبقي على الحاصلات والثمار.
تتعدد المواد المستخدمة من تجهيزات المبيدات النانوية حيث ان المادة الفعالة يتم تحميلها على بوليمرات من مصدر طبيعي تعطي خصائص حماية عالية للمادة الفعالة وتزيد الكفاءة الابادية.
تعددت صور المبيدات النانوية المحملة على بوليمرات مثل الكبسولات النانوية-النانوجيل- النانوفيبر والمستحلبات النانوية. ازداد الاهتمام بانتاج بوليمرات من مصادر طبيعية في الوقت الذي تتناقص فيه البوليمرات من مشتقات البترول.
ومنها على سبيل المثال الشيتوزان والذي ثبت فاعليته في تجهيز النانوجيل محمل عليه زيوت طيارة لها كفاءة عالية في مكافحة أفات الحبوب المخزونة. كذلك مادة السيبرمثيرين عند تحميلها على تربة دياتومية اعطت نتائج جيدة ضد الثاقبات في الذرة عن الصورة التجارية.
ايضا الالجينات من المواد التي لها خصائص عالية في انتاج مستحلبات وكبسولات نانوية ولها ايضا خصائص الانتشار. فوجد Kumar واخرون 2014 ان تحميل مركب الايميداكلوبريد على الحبيبات النانوية لمادة الصوديوم الجينات اعطي كقاءة عالية ضد نطاط الاوراق في نبات الشوفان مقارنتا بالصورة التجارية.
من الاتجاهات الحديثة ايضا استخدام المواد النانوية كمادة حاملة للفرمونات الجنسية لمكافحة بعض الآفات حيث تتحكم في انسياب الفرمون بصورة ثابته بيئيا لمدة طويلة تعظم فترة المكافحة فاستخدام النانوفيبر والزيوليت النانوي محمل عليها فرمون سوسة البلح الاحمر (4 مىثيل-5-نانول) وايضا فرمون خنفساء نبات الكاكاو (ايثيل-4-ميثيل اوكتانوات) تم تطبيقهما بصور تجارية في الهند.
واثبتت ايضا نجاحات عند تحميلها على جسيمات السيليكا النانوية حيث وصل ثبات الفرمون في التجهيزة الي 180 يوم من التطبيق ووصل معدل الجذب الى 160 فراشة/مصيدة. على الجانب الآخر فان مبيدات الحشائش المجهزة فى صور نانوية اعطت نتائج جيدة في مكافحة الحشائش.
فعلى سبيل المثال مركب الاترازين كان من اكثر المركبات استخداما في الولايات المتحدة الامريكية ولكن نتيجة للاضرار البيئية العديدة التى احدثها اوقف استخدامه لكن تجهيزه في صورة كبسولات نانوية من بوليمرات طبيعية احدثت تحكم وانسياب بطي للمركب مما زاد من الفاعلية بجرعات اقل من الصور التجارية السابقة.
ايضا مركب الباركوات المحمل على شيتوزان اعطي انسياب بنسبة 90% خلال 24 ساعة مع عدم التاثير على الفلورا في التربة المعاملة (Namasivayam واخرون 2014).
ايضا السليلوز النانوي له دور في تحسين الكفاءة الابادية لمعظم المركبات.
تعدد مزايا الصور النانوية للمركبات في مكافحة الآفات المختلفة جعل معظم الهيئات الدولية والمنوطة باستخدام الكيماويات الزراعية تسعي لوضع مرجعية لتطبيق واستخدام مثل هذه المركبات.
لكن عدم اللايقين بتحديد الفعل السام وايضا الاثار الجانبية على البيئة والكائنات الحية الغير مستهدفة يعيق هذه الجهود خاصة ان الفعل الابادي يتم بجرعات صغيرة عن الصور التجارية بالتالى فان دراسات السمية البيئية المعتمدة حاليا للمركبات المسجلة قد لاتتناسب مع التجهيزات النانوية الجديدة فكان لابد من وضع تصور لمعايير جديدة تتناسب مع هذا الاتجاة مما يعطي منهجية واضحة لمتخذي القرار لتنفيذ الاستخدام دون ادني مخاطر علي النظام البيئي وصحة البشر (OECD, 2012, 2016 ).
لذلك لا يوجد حتي الآن بشكل قاطع مبيد نانوي في السوق العالمي. نجد ان معظم الدول تسعي لوضع معايير ولوائح لتسجيل مثل هذه المبيدات النانوية. ففي الاتحاد الاروبي فان معايير التسجيل الحالية للمواد المستخدمة في مكافحة الآفات لاتحتوي في قاعدة بياناتها على مواد نانوية.
لكن يتم حاليا تحديد ورسم التصورات الجديدة لمرجعية ثابتة لتسجيل مثل هذه المركبات النانوية بأليات تختلف عن ما يختص بالمركبات الحالية.
واستندت المرجعية الجديدة الى تقييم المادة الفعالة وايضا دراسات السمية للمواد المستخدمة في التجهيز النانوي بصورة منفردة وخلائط ايضا وتطبيق كل معايير تقييم مخاطر التعرض البيئي. ايضا في بعض المناطق من العالم مثل أسيا واستراليا فان هذه المرجعيات تختلف من دوله الي اخري.
علي سبيل المثال في الهند يتم حاليا وضع معايير جديدة لاستخدام مبيدات واسمدة نانوية في القطاع الزراعي (India Government, 2019).
ايضا في استراليا فان الهيئة المختصة بتسجيل المبيدات الزراعية والبيطرية وضعت معايير لاستخدام مثل هذه المواد بناءا على المعايير الحالية لتقييم مخاطر التعرض للانسان والبيئة (Australian Government, 2014).
لذا وفي ظل رؤية مصر نحو التنمية الشاملة 2030 لتوفير غذاء أمن فان تطبيق مثل هذه التفنية في مكاقحة الآفات الزراعية يقدم وسيلة مكافحة جديدة بجرعات بسيطة من المبيدات مما يقلل مستوي المتبقي في الاغذية لذا يجب السير قدما نحو مرجعية جديدة تتوافق والهيئات الدولية المنوطة بذلك.
شارك هذا الموضوع :
