Иако биљне паразитске нематоде спадају у опасност од нематода, оне нису биљне штеточине, већ биљне болести.
Нематода кореновог чвора (Мелоидогине) је најраспрострањенија и најштетнија биљна паразитска нематода на свету. Процењује се да је више од 2000 биљних врста у свету, укључујући готово све култивисане усеве, веома осетљиво на инфекцију нематодама кореновог чвора. Нематоде кореновог чвора инфицирају ћелије ткива корена домаћина и формирају туморе, утичући на апсорпцију воде и хранљивих материја, што доводи до застоја у расту биљака, опадања, жућења, увенућа, увијања листова, деформитета плодова, па чак и смрти целе биљке, што доводи до глобалног смањења усева.
Последњих година, контрола болести нематода била је у фокусу глобалних компанија за заштиту биља и истраживачких института. Сојина циста нематода је важан разлог за смањење производње соје у Бразилу, Сједињеним Државама и другим важним земљама извозницама соје. У овом тренутку, иако су неке физичке методе или пољопривредне мере примењене у сузбијању болести нематода, као што су: скрининг отпорних сорти, коришћење отпорних подлога, плодоред, побољшање земљишта, итд., најважније методе сузбијања су и даље хемијска или биолошка контрола.
Механизам деловања коренског споја
Животна историја нематоде кореновог чвора састоји се од јајета, ларве првог степена, ларве другог степена, ларве трећег степена, ларве четвртог степена и одрасле особе. Ларва је мала црволика, одрасла јединка је хетероморфна, мужјак је линеаран, а женка је крушколиког облика. Ларве другог степена могу да мигрирају у води пора у земљишту, траже корен биљке домаћина кроз осетљиве алеле главе, инвазију на биљку домаћина пробијајући епидермис из подручја издужења корена домаћина, а затим путују кроз међућелијски простор, крећу се до врха корена и стигну до меристема корена. Након што су ларве другог степена достигле меристем врха корена, ларве су се помериле назад у правцу васкуларног снопа и достигле подручје развоја ксилема. Овде, ларве другог узраста пробијају ћелије домаћина оралном иглом и убризгавају секрет жлезде једњака у ћелије корена домаћина. Ауксин и различити ензими садржани у излучевинама жлезда једњака могу да подстакну ћелије домаћина да мутирају у „џиновске ћелије“ са вишенуклеарним језгрима, богатим суорганелама и снажним метаболизмом. Кортикалне ћелије око гигантских ћелија пролиферишу и прерасту и набубре под утицајем џиновских ћелија, формирајући типичне симптоме коренских нодула на површини корена. Ларве другог узраста користе џиновске ћелије као тачке храњења да апсорбују хранљиве материје и воду и не крећу се. Под погодним условима, ларве другог узраста могу да подстакну домаћина да произведе џиновске ћелије 24 сата након инфекције и да се развију у одрасле црве након три митарења у наредних 20 дана. Након тога мужјаци се крећу и напуштају корење, женке остају непокретне и настављају да се развијају, почињући да полажу јаја са око 28 дана. Када је температура изнад 10 ℃, јаја се излегу у кореновом чвору, ларве првог узраста у јајима, ларве другог узраста избуше се из јаја, остављајући домаћина земљишту поново инфекцију.
Нематоде кореновог чвора имају широк спектар домаћина, који могу бити паразитски на више од 3 000 врста домаћина, као што су поврће, прехрамбени усеви, готовински усеви, воћке, украсно биље и коров. Корени поврћа захваћеног нематодама кореновог чвора прво формирају квржице различитих величина, које су на почетку млечно беле, а касније бледо смеђе. После инфекције нематодом кореновог чвора, биљке у земљи су биле кратке, гране и листови су атрофирани или пожутели, раст је заостао, боја листова је била светла, а раст тешко оболелих биљака је био слаб, биљке су увеле у суши, а цела биљка је угинула у тешким случајевима. Поред тога, регулација одбрамбеног одговора, ефекта инхибиције и механичких оштећења ткива узрокованих нематодама кореновог чвора на усеву такође је олакшала инвазију патогена који се преносе у тлу, као што су бактерије фузарије и трулежи корена, стварајући тако сложене болести и изазивајући веће губитке.
Мере превенције и контроле
Традиционални линециди се могу поделити на фумиганте и нефумиганте према различитим методама употребе.
Фумигант
Укључује халогенизоване угљоводонике и изотиоцијанате, а нефумиганте укључују органофосфор и карбамате. Тренутно, међу инсектицидима регистрованим у Кини, бромометан (супстанца која оштећује озонски омотач, која се постепено забрањује) и хлоропикрин су халогенована угљоводонична једињења, која могу да инхибирају синтезу протеина и биохемијске реакције током дисања нематода кореновог чвора. Два фумиганта су метил изотиоцијанат, који може да разгради и ослободи метил изотиоцијанат и друга мала молекуларна једињења у земљишту. Метил изотиоцијанат може ући у тело нематоде кореновог чвора и везати се за глобулин који носи кисеоник, чиме инхибира дисање нематоде кореновог чвора да би се постигао смртоносни ефекат. Поред тога, сулфурил флуорид и калцијум цијанамид су такође регистровани као фумиганти за контролу нематода кореновог чвора у Кини.
Постоје и неки халогеновани угљоводонични фумиганти који нису регистровани у Кини, као што су 1, 3-дихлоропропилен, јодометан итд., који су регистровани у неким земљама Европе и САД као замене за бромометан.
Не-фумигантно
Укључујући органофосфор и карбамате. Међу нефумигованим линеицидима регистрованим у нашој земљи, фосфин тиазолијум, метанофос, фоксифос и хлорпирифос спадају у органофосфор, док карбоксанил, алдикарб и карбоксанил бутатиокарб спадају у карбамат. Нематоциди који нису фумигирани ометају функцију нервног система нематода кореновог чвора везивањем за ацетилхолинестеразу у синапсама нематода кореновог чвора. Они обично не убијају нематоде кореновог чвора, већ само чине да нематоде кореновог чвора изгубе своју способност да лоцирају домаћина и заразе, па се често називају „парализаторима нематода“. Традиционални нематоциди који нису фумигирани су високо токсични нервни агенси, који имају исти механизам деловања на кичмењаке и чланконошце као и нематоде. Стога су, под ограничењима еколошких и друштвених фактора, највеће развијене земље света смањиле или зауставиле развој органофосфорних и карбаматних инсектицида и окренуле се развоју неких нових високоефикасних и нискотоксичних инсектицида. Последњих година, међу новим некарбаматним/органофосфорним инсектицидима који су добили ЕПА регистрацију су спиралат етил (регистрован 2010), дифлуорсулфон (регистрован 2014) и флуопирамид (регистрован 2015).
Али у ствари, због високе токсичности, забране органофосфорних пестицида, нематоцида сада нема много доступних. У Кини је регистрован 371 нематоцид, од којих је 161 активни састојак абамектина и 158 активни састојак тиазофоса. Ова два активна састојка су биле најважније компоненте за контролу нематода у Кини.
Тренутно нема много нових нематоцида, међу којима предњаче флуорен сулфоксид, спироксид, дифлуорсулфон и флуопирамид. Поред тога, у погледу биопестицида, Пенициллиум парацлавидум и Бациллус тхурингиенсис ХАН055 које је регистровао Коно такође имају снажан тржишни потенцијал.
Глобални патент за контролу нематода у корену соје
Нематода кореновог чвора соје је један од главних разлога за смањење приноса соје у главним земљама извозницама соје, посебно у Сједињеним Државама и Бразилу.
Укупно 4287 патената за заштиту биља у вези са нематодама кореновог чвора соје је поднето широм света у последњој деценији. Светска нематода кореновог чвора соје углавном се пријавила за патенте у регионима и земљама, први је Европски биро, други Кина и Сједињене Америчке Државе, док најозбиљније подручје сојине нематоде кореновог чвора, Бразил, има само 145 патентних пријава. А већина њих долази из мултинационалних компанија.
Тренутно су абамектин и фосфин тиазол главни контролни агенси за нематоде корена у Кини. И патентирани производ флуопирамид је такође почео да се појављује.
Авермектин
Године 1981. абамектин је уведен на тржиште као средство за контролу цревних паразита код сисара, а 1985. године као пестицид. Авермектин је један од најчешће коришћених инсектицида данас.
Фосфин тиазат
Фосфин тиазол је нови, ефикасан и широког спектра нефумигирани органофосфорни инсектицид који је развила компанија Исхихара у Јапану, а стављен је на тржиште у многим земљама као што је Јапан. Прелиминарне студије су показале да фосфин тиазолијум има ендосорпцију и транспорт у биљкама и да има широк спектар деловања против паразитских нематода и штеточина. Биљне паразитске нематоде оштећују многе важне усеве, а биолошка и физичко-хемијска својства фосфин тиазола су веома погодна за примену у земљишту, па је идеално средство за сузбијање биљних паразитских нематода. Тренутно, фосфин тиазолијум је један од јединих нематоцида регистрованих на поврћу у Кини, и има одличну унутрашњу апсорпцију, тако да се не може користити само за контролу нематода и штеточина на површини тла, већ се може користити и за контролу лисних гриња и штеточина на површини листа. Главни начин деловања фосфин тиазолида је инхибиција ацетилхолинестеразе циљног организма, што утиче на екологију нематода 2. ларвалног стадијума. Фосфин тиазол може инхибирати активност, оштећење и излегање нематода, тако да може инхибирати раст и репродукцију нематода.
Флуопирамиде
Флуопирамид је пиридил етил бензамид фунгицид, који је развио и комерцијализовао Баиер Цропсциенце, који је још увек у патентном периоду. Флуопирамид има одређену нематицидну активност и регистрован је за сузбијање нематоде кореновог чвора у усевима, и тренутно је популарнији нематицид. Механизам његовог деловања је да инхибира митохондријално дисање блокирањем преноса електрона јантарне дехидрогеназе у респираторном ланцу и инхибира неколико фаза циклуса раста патогених бактерија како би се постигла сврха контроле патогених бактерија.
Активни састојак флуропирамида у Кини је још увек у патентном периоду. Од његових патентних пријава за нематоде, 3 су из Баиера, а 4 су из Кине, које су комбиноване са биостимулансима или различитим активним састојцима за контролу нематода. У ствари, неки активни састојци у року од патентног рока могу се користити за извођење неког патентног распореда унапред како би се заузело тржиште. Као што су одличне штеточине лепидоптера и агенс трипса етил полицидин, за више од 70% патената домаће апликације аплицирају домаћа предузећа.
Биолошки пестициди за контролу нематода
Последњих година, методе биолошке контроле које замењују хемијску контролу нематода кореновог чвора добиле су широку пажњу у земљи и иностранству. Изолација и скрининг микроорганизама са високом антагонистичком способношћу против нематода кореновог чвора су примарни услови за биолошку контролу. Главни сојеви пријављени на антагонистичке микроорганизме нематода кореновог чвора су Пастеурелла, Стрептомицес, Псеудомонас, Бациллус и Рхизобиум. Миротхециум, Паециломицес и Трицходерма, међутим, неким микроорганизмима је било тешко да испоље свој антагонистички ефекат на нематоде кореновог чвора због потешкоћа у вештачкој култури или нестабилног биолошког контролног ефекта на терену.
Паециломицес лаввиолацеус је ефикасан паразит у јајима нематоде јужног кореновог чвора и Цистоцистис албицанс. Стопа паразитирања јаја нематоде нематоде јужног корена је чак 60% ~ 70%. Механизам инхибиције Паециломицес лаввиолацеус против нематода кореновог чвора је да након контакта Паециломицес лаввиолацеус са ооцистама црва, у вискозном супстрату, мицелијум биоконтролних бактерија окружује цело јаје, а крај мицелијума постаје дебео. Површина љуске јајета се ломи због активности егзогених метаболита и гљивичне хитиназе, а затим је гљивице нападају и замењују. Такође може да лучи токсине који убијају нематоде. Његова главна функција је убијање јаја. У Кини постоји осам регистрација пестицида. Тренутно, Паециломицес лилацлави нема сложени дозни облик за продају, али његов патентни изглед у Кини има патент за мешање са другим инсектицидима како би се повећала активност употребе
Екстракт биљке
Природни биљни производи могу се безбедно користити за сузбијање нематода кореновог чвора, а употреба биљног материјала или нематоидних супстанци које производе биљке за сузбијање болести коренових нематода више је у складу са захтевима еколошке безбедности и безбедности хране.
Нематоидне компоненте биљака постоје у свим органима биљке и могу се добити дестилацијом воденом паром, органском екстракцијом, сакупљањем секрета корена и др. По својим хемијским својствима се углавном деле на неиспарљиве материје растворљивости у води или органској растворљивости и испарљива органска једињења, међу којима већину чине неиспарљиве материје. Нематоидне компоненте многих биљака могу се користити за контролу нематода кореновог чвора након једноставне екстракције, а откривање биљних екстраката је релативно једноставно у поређењу са новим активним једињењима. Међутим, иако има инсектицидно дејство, прави активни састојак и инсектицидни принцип често нису јасни.
Тренутно су неем, матрине, вератрин, скополамин, сапонин чаја и тако даље главни комерцијални биљни пестициди са активношћу убијања нематода, којих је релативно мало, и могу се користити у производњи биљака које инхибирају нематоде пресађивањем или пратњом.
Иако ће комбинација биљних екстраката за контролу нематоде кореновог чвора имати бољи ефекат контроле нематода, она није у потпуности комерцијализована у садашњој фази, али и даље пружа нову идеју за биљне екстракте за контролу нематоде кореновог чвора.
Био-органско ђубриво
Кључ био-органског ђубрива је да ли се антагонистички микроорганизми могу размножавати у земљишту или земљишту ризосфере. Резултати показују да примена неких органских материјала као што су шкољке шкампа и ракова и уљна сачма могу директно или индиректно да побољшају ефекат биолошке контроле нематоде кореновог чвора. Коришћење технологије чврсте ферментације за ферментацију антагонистичких микроорганизама и органског ђубрива за производњу био-органског ђубрива је нова биолошка метода контроле за контролу болести нематода кореновог чвора.
У истраживању сузбијања биљних нематода био-органским ђубривом утврђено је да антагонистички микроорганизми у био-органском ђубриву имају добар контролни ефекат на нематоде кореновог чвора, посебно органско ђубриво добијено ферментацијом антагонистичких микроорганизама и технологијом органског ђубрива путем чврстог ђубрива.
Међутим, контролни ефекат органског ђубрива на нематоде кореновог чвора има одличан однос са животном средином и периодом употребе, а ефикасност контроле је далеко мања од оне код традиционалних пестицида и тешко се комерцијализује.
Међутим, као део контроле лекова и ђубрива, могуће је сузбити нематоде додавањем хемијских пестицида и интеграцијом воде и ђубрива.
Са великим бројем појединачних сорти усева (као што су слатки кромпир, соја и др.) засађених у земљи и иностранству, појава нематода постаје све озбиљнија, а сузбијање нематода је такође пред великим изазовом. Тренутно је већина сорти пестицида регистрованих у Кини развијена пре 1980-их, а нова активна једињења су озбиљно недовољна.
Биолошки агенси имају јединствене предности у процесу употребе, али нису толико ефикасни као хемијски агенси, а њихова употреба је ограничена различитим факторима. Кроз релевантне патентне пријаве, може се видети да се тренутни развој нематоцида и даље одвија око комбинације старих производа, развоја биопестицида и интеграције воде и ђубрива.
Време поста: 20. мај 2024