طراحی سیستم ضد آفت بر پایه امواج مکانیکی

با توجه به روند روبه افزایش جمعیت جهان و همچنین محدودیت منابع موجود در بخش کشاورزی و نیاز به افزایش تولید محصولات کشاورزی، ضرورت انجام مبارزه‌های منطقی و اصولی علیه آفات و عوامل بیماری‌زای گیاهی و علف‌های هرز بیش از پیش محسوس می‌باشد. با وجود به کارگیری شیوه‌های مختلف مبارزه برای کنترل این عوامل زیانبار، کاربرد سموم هنوز هم سهمی از این راهکارها را به خود اختصاص داده است، به طوری که حتی در مدیریت تلفیقی آفات (IPM) نیز همچنان سموم شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به آنچه گفته شد، لازم است از آنجایی که کاربرد سموم شیمیایی تنها راه ممکن نبوده و آخرین راه مبارزه محسوب می‌شود، در مبارزه با‌ آفات مصرف سموم شیمیایی یا آفت‌کش‌ها را تا حد امکان کاهش دهیم تا بتوانیم پیامدهای نامطلوب ناشی از آن را به حداقل برسانیم.

کشور ما با داشتن سطح وسیع و شرایط متنوع اقلیمی و آب و هوایی و همچنین تمدن چندین هزار ساله یکی از مراکز با سابقه کشت و کار درختان میوه در جهان است. بدون تردید می‌توان گفت که آغاز کشت و بهره‌برداری از بیشتر درختان میوه نیز همراه با آغاز تمدن از این سرزمین و کشورهای مجاور ایران بوده است. انواع درختان به طور جداگانه و همراه با گونه‌های دیگر درختان و همچنین گیاهان موجود در یک باغ میوه یا مزرعه کشاورزی، با توجه به شرایط آب و هوایی و اقلیمی هر منطقه، یک اکوسیستم خاص زراعی به وجود می‌آورند که باتوجه به سابقه کشت و کار و فعالیت در این منطقه، مجموعه‌ای بسیار متنوع و غنی از جانوران و حشرات را نیز به همراه خواهد داشت. هریک از این جانوران به تنهایی و همراه با دیگر گونه‌ها اعم از جانوران و گیاهان نقش خاصی را در اکوسیستم زراعی یک باغ یا مزرعه کشاورزی ایفا خواهند کرد. عده‌ای از آنها از آفات خطرناک هستند که اگر با آنها مبارزه نشود، برداشت محصول از آن منطقه امکان‌پذیر نخواهد بود. به این گروه از آفات، آفات درجه اول گفته می‌شود. گروهی دیگر از این موجودات خسارت قابل‌توجهی ندارند، مگر در مواقع و شرایط خاصی که حالت طغیانی پیدا می‌کنند که به آنها آفات درجه دوم گفته می‌شود. آفات درجه سوم نیز آفاتی هستند که اگر چه بالقوه آفت هستند می‌توانند ایجاد خسارت کنند. اما در شرایط عادی خسارت آنها اهمیت اقتصادی ندارد. علاوه بر 3 گروه فوق، حشرات و جانوران دیگری در یک نوع دیده می‌شوند که می‌‌توانند مفید باشند. عده‌ای از آنها به صورت پارازیت یا انگل یا به صورت شکارچی از آفات مختلف و جانوران دیگر تغذیه می‌کنند و به طور طبیعی از انبوهی جمعیت آفات می‌کاهند.

عده‌ای در گرده‌افشانی اهمیت قابل توجهی دارند و از این طریق بر کیفیت و کمیت محصولات به میزان قابل توجهی تاثیرگذار خواهند بود. عده‌ای دیگر نیز به دلیل شرایط خاص یک منطقه به آنجا پناه می‌برند. بنابراین مجموعه جانوران و حشراتی که در یک منطقه کشاورزی یافت می‌شوند، الزاما آفت محسوب نمی‌شوند بلکه می‌توانند مفید هم باشند. جالب است بدانید که گاهی از بین بردن یک آفت در یک منطقه بخصوص اگر آن آفت از آفات درجه دوم یا سوم باشد می‌تواند شرایط مناسبی را برای هجوم آفات دیگر به وجود آورد. بنابراین می‌توان گفت که مبارزه با آفات در مناطق مختلف کشاورزی نیازمند بررسی و شناسایی دقیق حشرات موجود در آن منطقه است.

لزوم مبارزه با آفات در مزارع کشاورزی

بسیاری از کارشناسان بر این باورند که ایجاد ضایعات ساختاری یا ظاهری روی محصولات کشاورزی که ازجمله آفات ناشی می‌شود، الزاما مستلزم عملیات مبارزه شدید و کاربرد سموم شیمیایی نخواهد بود، بلکه گاهی تنها با یک هرس منظم یا ایجاد تغییرات مختصر در روش نگهداری از محصولات کشاورزی می‌توان زیان اقتصادی ناشی از حملات آفات را کاهش داد. به عبارت دیگر، در عملیات مصنوعی مبارزه با آفات و بخصوص کاربرد مواد شیمیایی آفت‌کش باید مشخص شود که زیان اقتصادی ناشی ازجمله آفات به میزان قابل توجهی بیشتر از مخارج عملیات مبارزه و عواقب ناشی از آن باشد. از سوی دیگر در کشور ما اغلب میوه‌جات و سبزیجات به صورت تازه مصرف می‌شوند و به همین علت مساله وجود بقایای سموم روی میوه‌ها و سبزیجات و امکان مسمومیت مصرف‌کنندگان نیز‌ حائز اهمیت خواهد بود. اگرچه با رعایت فاصله زمانی بین آخرین سمپاشی و برداشت محصول که به دوره کارنس معروف است، به ندرت مشکلی به وجود خواهد آمد؛ اما اغلب این امکان وجود دارد که فاصله زمانی رعایت نشود. گاهی دیده می‌شود که میوه‌ها و سبزیجات در همان روز سمپاشی یا یک روز پس از آن به بازار عرضه می‌شوند.

با توجه به این که گاهی سمپاشی‌های مکرر محصولات کشاورزی به دلیل خواسته و تمایل مصرف‌کنندگان به خرید میوه‌های کاملا سالم و بدون آفت‌زدگی انجام می‌شود، بنابراین باید به اطلاع مصرف‌کنندگان رسانده شود که وجود یک لکه کوچک روی میوه یا حتی کرم‌خوردگی مختصر آن به مراتب بهتر و سالم‌تر از وجود ‌قشری از ماده سمی روی میوه‌ها و سبزیجات  خواهد بود.

به عبارت دیگر، می‌توان آن لکه یا قسمت آفت‌زده را به آسانی از روی محصولات جدا کرد، اما پوشش سمی روی میوه و سبزیجات که بخشی از آن به داخل میوه نفوذ کرده است را نمی‌توان از آن جدا  کرد، اما باید توجه داشت که برخی از آفات از عوامل عمده محدودکننده تولید محصولات کشاورزی هستند و در صورتی که با آنها مبارزه عملی نشود، امکان بهره‌برداری اقتصادی وجود نخواهد داشت.

در شرایط موجود یکی از ارقام مهم مخارج کشاورزی را چه در کشور ما و چه در دیگر کشورهای جهان هزینه‌های مربوط به مبارزه با آفات تشکیل می‌دهد. در کشور ما در مناطقی که در سطح نسبتا وسیعی کشت و کار انجام می‌شود، مبارزه با آفات درجه اول اجتناب‌ناپذیر بوده و همواره باید مقدار کافی آفت‌کش را برای به حداکثر رساندن برداشت محصول مورد نظر قرار داد. به همین علت همواره محققان در تلاش بوده‌اند روش‌های جدیدی را در مبارزه با آفات جایگزین استفاده از آفت‌کش‌ها نمایند که به عنوان آخرین راهکار در مبارزه با آفات شناخته شده‌اند.

ایجاد آلودگی صوتی برای فرار آفات

به گفته محمدرضا کریمی، دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ریاضی و مجری این طرح تحقیقاتی، اساس طراحی این سیستم ضدآفت که در مقایسه با دیگر روش‌های مبارزه با آفات از عملکرد مناسب‌تر و پیامدهای نامطلوب کمتری برخوردار است، بر پایه امواج مکانیکی است. همان طور که می‌دانید صوت و شنوایی یکی از مشترکات آفات و دیگر جانوران است. از سوی دیگر، شدت صوت و فرکانس شنیداری برای آفات مختلف، متفاوت است. بنابراین می‌توان از این ویژگی برای دور کردن آفات کشاورزی استفاده کرده و استفاده از آفت‌کش‌ها در مزارع کشاورزی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. بر این اساس، می‌توان امواج مکانیکی را به صورت فرکانس‌های متفاوت در محیط منتشر کرد. محدوده فرکانس صوتی قابل درک برای انسان بین 20 تا 20 هزار هرتز و محدوده فرکانس صوتی قابل درک برای آفات بین 20 هزار تا 80 هزار هرتز است. انسان قادر به شنیدن امواج صوتی با فرکانس بالا نخواهد بود.

با توجه به این که فرکانس صوتی تولید شده در این سیستم در محدوده فرکانس‌ صوتی انسان نخواهد بود، بنابراین هیچ تاثیری بر سلامت انسان نداشته و خطری او را تهدید نخواهد کرد. چشمه صوت این سیستم، امواج صوتی در محدوده فرکانسی پیوسته از 30 تا 50 هزار هرتز در محیط اطراف خود منتشر می‌کند که خوشبختانه از سوی انسان قابل  درک نبوده و سلامت او را در معرض خطر قرار نخواهد داد. اما فرکانس امواج فراصوتی تولید شده در این سیستم در محدوده شنوایی و دردناکی آفت قرار داشته و آلودگی فراصوتی ایجاد شده در محیط سبب دور شدن آفت از چشمه صوت می‌شود.

به گفته کریمی، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این سیستم این است که در مقایسه با آفت‌کش‌های شیمیایی که سبب‌ آلودگی‌های زیست‌محیطی و ایجاد اختلال در اکوسیستم می‌شوند این سیستم هیچ‌گونه تاثیر و پیامد نامطلوبی را در محیط زیست به همراه نخواهد داشت. علاوه بر این آفت‌کش‌های شیمیایی پیامدها و مضرات فراوانی را برای انسان‌ها و حتی موجوداتی که در سال‌های آینده حیات در این کره خاکی را تجربه خواهند کرد، برجای خواهد گذاشت.

برخی از آفات به دلیل فعالیت‌های متابولیکی نسبت به آفت‌کش‌ها مقاوم می‌شود و به همین دلیل باید به صورت دوره‌ای در فرمولاسیون آفت‌کش‌ها تغییراتی ایجاد شود تا بتوانند در از بین بردن آفات موثر واقع شوند، اما پیوسته و متغیر بودن امواج فراصوتی در این سیستم امکان ایجاد مقاومت نسبت به آفت را از میان می‌برد با توجه به این‌که وجود و حفظ تنوع موجودات زنده و به حداکثر رساندن روابط بیولوژیکی مطلوب در اکوسیستم از مبانی کشاورزی پایدار به شمار می‌آید. با طراحی این سیستم در مبارزه با آفات می‌توان حفظ تنوع در جهت ایجاد پایداری به کشاورزی را نیز تامین کرد.

علاوه بر این با توجه به توان کنترل فیزیکی آفات در سطح گسترده و عدم تخریب و آسیب‌رسانی به محیط‌ زیست می‌توان استفاده از امواج مکانیکی در کنترل جمعیت آفات کشاورزی را از مصادیق مبارزه تلفیقی آفات و حداقل استفاده از آفت‌کش‌های شیمیایی به شمار آورد و از آن به عنوان راهکاری مناسب برای مبارزه با آفات استفاده کرد.

علاوه بر این‌که می‌توان از این سیستم در مزارع کشاورزی و باغ‌های میوه به عنوان ضدآفت استفاده کرده و از تهاجم و تجمع برخی از آفات مانند ملخ‌ها و پرندگان که به صورت گروهی به مزارع حمله می‌کنند جلوگیری کرده  می‌توان از آن به عنوان یک راهکار موثر برای دور کردن حشرات ناقل بیماری برای انسان و همچنین دور کردن پرندگان و جانوران از باند پرواز هواپیماها نیز استفاده کرد.

علاوه بر این سیستم طراحی شده از قابلیت استفاده در جاده‌ها برای جلوگیری از تصادف و برخورد خودروها با حیوانات و همچنین دور کردن حشرات از فضای داخلی خانه نیز برخوردار است.

فرانک فراهانی‌جم