DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2026.1734372
تاريخ النشر: 2026-03-12
المؤلف: Getrude Okutoyi Alwora وآخرون
الموضوع الرئيسي: استراتيجيات مكافحة الآفات الحشرية
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة شاملة على التحديات التي تطرحها آفات النباتات والأمراض في الأنظمة الزراعية، لا سيما في كينيا، حيث أثار الاعتماد على المبيدات الكيميائية الاصطناعية مخاوف بشأن صحة الإنسان، وتأثيرها البيئي، ومقاومة المبيدات. يتم تقديم المبيدات الحيوية كبديل مستدام، يتميز بتحديد الهدف، وقابلية التحلل الحيوي، وتقليل المخاطر البيئية. تستعرض المراجعة أنواعًا مختلفة من المبيدات الحيوية، بما في ذلك العوامل الميكروبية، والمستخلصات النباتية، والمواد شبه الكيميائية، والميكروبات الكبيرة، والمواد الواقية المدمجة في النباتات، بينما تناقش أيضًا الأسس العلمية للمبيدات الحيوية النباتية، لا سيما دور المستقلبات الثانوية للنباتات في الإجراءات المضادة للميكروبات والمضادة للديدان.
تسلط التحليل الضوء على المشهد التنظيمي في كينيا، مشيرًا إلى مشاركة مجلس منتجات مكافحة الآفات وخدمة تفتيش صحة النباتات في كينيا في تنظيم المبيدات الحيوية. على الرغم من وجود آليات تنظيمية متقدمة نسبيًا في شرق إفريقيا، فإن التحديات مثل تكاليف التسجيل المرتفعة، وعمليات الموافقة الطويلة، والوعي المحدود لدى المزارعين تعيق اعتماد المبيدات الحيوية. تؤكد الخاتمة على إمكانيات المبيدات المستندة إلى النباتات في إدارة الأمراض بشكل فعال وتبرز الحاجة إلى أطر تنظيمية داعمة وطلب المستهلكين لتعزيز تسويق هذه البدائل الصديقة للبيئة، مما يضع المبيدات الحيوية كجزء لا يتجزأ من إدارة الآفات المتكاملة والممارسات الزراعية المستدامة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التأثير الكبير للأمراض النباتية على الأمن الغذائي العالمي، مشددة على دور مختلف مسببات الأمراض، بما في ذلك الفطريات، والبكتيريا، والفيروسات، والديدان، في الخسائر الزراعية. لقد تسببت مسببات الأمراض الفطرية، مثل *Phytophthora infestans* و*Hemileia vastatrix*، تاريخيًا في فشل المحاصيل بشكل كبير، بينما تواصل مسببات الأمراض البكتيرية مثل *Erwinia* و*Xanthomonas* تهديد النباتات الاقتصادية الهامة في مناطق مثل كينيا. إن ظهور سلالات مقاومة، مثل سلالة Ug99 من صدأ الساق، يطرح تحديات إضافية لإنتاج القمح، مما يعرض الأمن الغذائي للخطر.
تناقش هذه القسم أيضًا الأثر الاقتصادي للأمراض الفيروسية النباتية، التي تمثل حوالي 50% من الأوبئة الناشئة للأمراض النباتية، مع خسائر تتجاوز 30 مليار دولار أمريكي سنويًا. تشمل الأمثلة البارزة مرض فسيفساء الكاسافا ومرض النخر القاتل للذرة، التي تؤثر بشكل كبير على المحاصيل الأساسية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. يتم انتقاد الاعتماد على المبيدات الكيميائية لإدارة الأمراض بسبب مخاطرها على المدى الطويل، مما يدعو إلى اعتماد المبيدات الحيوية. تقدم هذه البدائل، المستمدة من مصادر طبيعية، نهجًا مستدامًا لمكافحة الآفات مع مخاطر بيئية أقل. تهدف المراجعة إلى تقديم رؤى حول مختلف المبيدات الحيوية والإطار التنظيمي لتسجيلها في كينيا.
نقاش
تسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على أهمية وتنوع المبيدات الحيوية، التي تستمد من الكائنات الدقيقة ومستقلباتها، بالإضافة إلى العوامل الميكروبية والمواد شبه الكيميائية. تُعتبر المبيدات الحيوية الميكروبية، مثل *Bacillus thuringiensis* (Bt)، معروفة بتحديد هدفها وسلامتها البيئية، مع حوالي 400 تركيبة مسجلة حاليًا للاستخدام الزراعي. يمكن إنتاج هذه المبيدات بكميات كبيرة وهي غير ممرضة للكائنات غير المستهدفة، على الرغم من أنها تواجه قيودًا مثل حساسية الحرارة واستهداف آفات معينة. توفر المبيدات الحيوية الكبيرة، بما في ذلك المفترسات والطفليات مثل *Trichogramma spp.*، تحكمًا فعالًا في الآفات من خلال الافتراس الطبيعي وتكون مفيدة بشكل خاص في الممارسات الزراعية المستدامة. ومع ذلك، فإن اعتمادها مقيد بالتحديات اللوجستية في التعامل والإفراج.
تناقش هذه القسم أيضًا المواد شبه الكيميائية، وهي إشارات كيميائية تؤثر على سلوك الآفات وآليات دفاع النباتات، مما يوفر بدائل صديقة للبيئة للمبيدات الاصطناعية. تشمل الأمثلة الفيرومونات التحذيرية للمن، التي يمكن أن تقلل من انتقال الفيروسات في المحاصيل. علاوة على ذلك، تمثل المواد الواقية المدمجة في النباتات (PIPs) نهجًا جديدًا حيث يتم تعديل النباتات وراثيًا لإنتاج المبيدات الحيوية، على الرغم من أن التحديات التنظيمية وقبول الجمهور تعيق استخدامها على نطاق واسع. تؤكد الورقة على الاهتمام المتزايد بالمستخلصات النباتية والزيوت الأساسية كمبيدات حيوية، مدفوعة بالتحول نحو الممارسات الزراعية المستدامة. بشكل عام، تؤكد الأبحاث على إمكانيات المبيدات الحيوية في استراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة (IPM)، بينما تعالج أيضًا الأطر التنظيمية اللازمة لتسويقها واستخدامها بشكل فعال.
DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2026.1734372
Publication Date: 2026-03-12
Author(s): Getrude Okutoyi Alwora et al.
Primary Topic: Insect Pest Control Strategies
Overview
The section provides a comprehensive overview of the challenges posed by plant pests and diseases in agricultural systems, particularly in Kenya, where reliance on synthetic chemical pesticides has raised concerns regarding human health, environmental impact, and pesticide resistance. Biopesticides are presented as a sustainable alternative, characterized by their target specificity, biodegradability, and reduced ecological risks. The review details various types of biopesticides, including microbial agents, botanical extracts, semiochemicals, macrobials, and plant-incorporated protectants, while also discussing the scientific foundations of botanical biopesticides, particularly the role of plant secondary metabolites in antimicrobial and nematicidal actions.
The analysis highlights the regulatory landscape in Kenya, noting the involvement of the Pest Control Products Board and the Kenya Plant Health Inspectorate Service in biopesticide regulation. Despite having relatively advanced regulatory mechanisms in East Africa, challenges such as high registration costs, lengthy approval processes, and limited farmer awareness hinder the adoption of biopesticides. The conclusion emphasizes the potential of botanical-based pesticides for effective disease management and underscores the need for supportive regulatory frameworks and consumer demand to promote the commercialization of these eco-friendly alternatives, thereby positioning biopesticides as integral to integrated pest management and sustainable agricultural practices.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant impact of plant diseases on global food security, emphasizing the role of various pathogens, including fungi, bacteria, viruses, and nematodes, in agricultural losses. Fungal pathogens, such as *Phytophthora infestans* and *Hemileia vastatrix*, have historically caused severe crop failures, while bacterial pathogens like *Erwinia* and *Xanthomonas* continue to threaten economically important plants in regions like Kenya. The emergence of resistant strains, such as the Ug99 race of stem rust, poses additional challenges to wheat production, jeopardizing food security.
The section also discusses the economic toll of plant viral diseases, which account for nearly 50% of emerging plant disease epidemics, with losses exceeding USD 30 billion annually. Notable examples include Cassava Mosaic Disease and Maize Lethal Necrosis Disease, which significantly affect staple crops in sub-Saharan Africa. The reliance on chemical pesticides for disease management is critiqued due to their long-term risks, prompting a call for the adoption of biopesticides. These alternatives, derived from natural sources, offer a sustainable approach to pest control with lower environmental risks. The review aims to provide insights into various biopesticides and the regulatory framework for their registration in Kenya.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significance and diversity of biopesticides, which are derived from microorganisms and their metabolites, as well as macrobial agents and semiochemicals. Microbial biopesticides, such as *Bacillus thuringiensis* (Bt), are noted for their specificity and ecological safety, with around 400 formulations currently registered for agricultural use. These biopesticides can be mass-produced and are non-pathogenic to non-target organisms, although they face limitations such as heat sensitivity and specific pest targeting. Macrobial biopesticides, including predators and parasitoids like *Trichogramma spp.*, provide effective pest control through natural predation and are particularly useful in sustainable agricultural practices. However, their adoption is constrained by logistical challenges in handling and release.
The section also discusses semiochemicals, which are chemical signals that influence pest behavior and plant defense mechanisms, offering environmentally friendly alternatives to synthetic pesticides. Examples include the aphid alarm pheromone, which can reduce virus transmission in crops. Furthermore, Plant Incorporated Protectants (PIPs) represent a novel approach where plants are genetically modified to produce biopesticides, although regulatory and public acceptance challenges hinder their widespread use. The paper emphasizes the growing interest in plant-based extracts and essential oils as biopesticides, driven by a shift towards sustainable agricultural practices. Overall, the research underscores the potential of biopesticides in integrated pest management (IPM) strategies, while also addressing the regulatory frameworks necessary for their effective commercialization and use.