استفاده از نور فرابنفش روشی برای کنترل بیماری سفیدک پودری گیاهان

Using Ultraviolet Light as a Way to Control Powdery Mildew

UVC راهی برای مبارزه با Sphaerotheca macular (سفیدک پودری)، Botrytis cinerea (کپک جوانه یا کپک خاکستری) و سایر انواع کپک‌ها و باکتری‌های مبتنی بر DNA است که زندگی گیاهان در حال رشد از جمله گیاهان شاهدانه را آزار می‌دهند. UVC انرژی نوری است که خارج از طیف مرئی است و از دهه ۱۸۵۰ برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم‌های مبتنی بر DNA استفاده می‌شود.

نور UVC ساطع شده از لامپ های فرابنفش آمریکایی، با طول موج ۲۵۳.۷ نانومتر، به DNA/RNA هاگ ها و باکتری ها حمله می کند و از تکثیر آنها جلوگیری می کند و میکروارگانیسم ها را به غبار میکروسکوپی بی ضرر تبدیل می کند. از آنجایی که فناوری UVC شامل تابش طیف خاصی از نور نامرئی و غیرقابل نفوذ به هدف مورد نظر است، هیچ اثری باقی نمی ماند. محصول شاهدانه با قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش تغییر نمی‌کند و هر گونه میکروارگانیسم سطحی مبتنی بر DNA مانند کپک‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌ها کاهش می‌یابد یا حتی به طور کامل از بین می‌رود.

با استفاده از اندازه‌گیری، محاسبه و داده‌های تجربی، دوز دقیق انرژی UVC برای غیرفعال کردن هاگ‌های کپک، باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های نامطلوب تعیین شده است. همراه با فناوری نوآورانه و اثبات شده لامپ ساطع کننده انرژی، استفاده موثر از UVC برای کاهش کپک پودری و کپک جوانه – همانطور که در سیستم های HVAC و تنظیمات مراقبت های بهداشتی استفاده شده است – یک فرآیند ریاضی و علمی کاربردی است، نه یک فرآیند دود و آینه ها.

نور مرئی در طول موج بین ۴۰۰-۸۰۰ نانومتر (nm) قرار می دارد. نور فرابنفش از ۱۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر را می توان به ۳ باند تقسیم کرد:

UVA = 315-400 نانومتر

UVB = 280-315 نانومتر

UVC = 100-280 نانومتر

UVA و مقداری UVB از خورشید به سطح زمین می رسد و UVB به رشد و نمو گیاهان کمک می کند. UVC که انرژی بالایی نیز دارد به طور کامل توسط لایه اوزون و اکسیژن موجود در اتمسفر مسدود می شود، غیرقابل نفوذ است و می تواند چشم را مورد حمله قرار دهد. اگرچه UVC می‌تواند باعث واکنش دردناک (اما موقتی) روی پوست و چشم‌های در معرض دید شود، اما اقدامات احتیاطی ساده، مانند عینک‌های ارزان قیمت و پوشیدن لباس‌هایی که پوست را می‌پوشاند، به عنوان محافظت کافی برای هر پرسنلی که ممکن است با این نور تماس داشته باشد خوب عمل می‌کند. باکتری ها، کپک ها و ویروس ها برای غیرفعال شدن نیاز به دوزهای مختلف نور UVC دارند. برخی از کپک ها (عامل قارچ گیاهی) برای دستیابی به همان سطح کاهش عامل بیماری زا، به میزان نور ۵۰ برابر بیشتر از باکتری ها نیاز دارند.

به عبارت دیگر، نزدیکتر بودن منبع انرژی UVC ، شدت انرژی بیشتری را فراهم می کند. هنگامی که مکان نور UVC نزدیک به منطقه هدف دشوار است یا دور است، می توان از لامپ های خروجی بالاتر برای غلبه بر مشکل مجاورت استفاده کرد. شدت لامپ UVC توسط خروجی UVC لامپ تعیین می شود که معمولاً به صورت میکرووات بر سانتی متر مربع (µW/cm²) در فاصله ۱ متری بیان می شود. از ریاضی و فیزیک برای محاسبه تغییر شدت در فواصل غیر از ۱ متر استفاده می شود.

در منابعی دیگر ، از نور UVB نیز استفاده شده است. نور UV برای تجزیه DNA کپک و کپک در مراحل اولیه رشد بهترین است. اسپورهای کپک و قارچ های جوان را هدف قرار می دهد، به این معنی که بهترین گزینه برای استفاده از نور UVB برای کنترل این موجودات، تشخیص زودهنگام مشکل است. ممکن است اشعه ماوراء بنفش به مدیریت یک مشکل کپک یا کپک قدیمی کمک کند، اما در چنین شرایطی، شما باید قارچ بالغ‌تر را از راه‌های دیگر از بین ببرید. با این حال، توجه به این نکته مهم است که از بین بردن مشکل قارچ سفیدک پودری با نور ماوراء بنفش، استراتژی کمی بیشتر از رفع مشکل صرفاً با نور دارد. از این گذشته، خورشید هزاران سال است که به سفیدک پودری با اشعه UVB می رسد. و با توجه به اینکه کپک پودری هنوز وجود دارد، به اندازه کافی واضح است که این قارچ مکانیسم های دفاعی محکمی را ایجاد کرده است. در واقع، Cornell AgriTech دریافته است که کپک پودری از یک مکانیسم ترمیم بیوشیمیایی فعال استفاده می‌کند که ارگانیسم را قادر می‌سازد تا در برابر انفجارهای UV خورشید زنده بماند. اما این قارچ پاشنه آشیل دارد. این مکانیسم در شب خاموش می شود و ساعات بعدی را به زمان مناسبی برای حمله UVB تبدیل می کند.

کنترل کپک پودری بخش عمده ای از کاربردهای قارچ کش در تاکستان را به خود اختصاص می دهد، به خصوص در آیووا، جایی که رطوبت بالاست. تیمی از محققان به سرپرستی دیوید گدوری، آسیب شناس گیاهی در Cornell AgriTech در ژنو، نیویورک، در حال بررسی کنترل کپک پودری با استفاده از نور UV هستند. ایده استفاده از اشعه ماوراء بنفش برای از بین بردن پاتوژن مسئول کپک پودری یک کاربرد جدید از تحقیقات از قبل است. این تیم تحقیقاتی با نصب لامپ های UV (بصورت کشنده) روی تراکتورها یا ربات های خودران و فرستادن آنها به تاکستان در شب به این مهم دست می یابد.

چرا در شب این عمل انجام می شود؟ سفیدک پودری دارای مکانیسم دفاعی طبیعی است که از آسیب به DNA عامل قارچ این بیماری ناشی از تابش اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند. این مکانیسم در زمانی فعال است که نور خورشید تابیده می شود و جزء نور آبی طیف مرئی در نور خورشید آن را تحریک می کند. این جزء نور آبی دیگر در شب وجود ندارد، بنابراین مکانیسم دفاعی طبیعی عامل بیماری فعال نمی شود. لذا استفاده از نور ماوراء بنفش در شب می تواند به طور موثری DNA کپک را از بین ببرد و آن را نابود کند.

این تیم دریافتند که این روش زمانی موثرتر است که چهار ساعت تاریکی به دنبال استفاده از نور UV باشد. آنها با سه سال تحقیق نشان دادند که سفیدک پودری را با یک درمان در هفته روی انگورهای شاردونی و پینو نوآر مهار می کنند. مزیت دیگر این روش جدید، زمان بندی نامحدود برنامه است. استفاده از نور UV مانند اسپری های آفت کش به آب و هوا (باران) بستگی ندارد. این روبات‌های خودکار اواخر امسال وارد تولید تجاری می‌شوند و از SAGA Robotics در نروژ در دسترس هستند.