Iako biljnoparazitske nematode spadaju u opasne nematode, one nisu biljni štetnici, već biljne bolesti.
Nematoda korijenove kvrže (Meloidogyne) je najraširenija i najštetnija biljna parazitska nematoda u svijetu.Procjenjuje se da je više od 2000 biljnih vrsta u svijetu, uključujući gotovo sve kultivirane usjeve, vrlo osjetljivo na infekciju nematodama korijenove kvrže.Nematode korijenske kvrže inficiraju stanice tkiva korijena domaćina i stvaraju tumore, utječući na apsorpciju vode i hranjivih tvari, što dovodi do usporavanja rasta biljke, patuljastog rasta, žućenja, sušenja, uvijanja lišća, deformacije ploda, pa čak i smrti cijele biljke, što dovodi do globalno smanjenje usjeva.
Posljednjih godina kontrola bolesti nematoda u fokusu je globalnih tvrtki za zaštitu bilja i istraživačkih instituta.Sojina cista nematoda je važan razlog za smanjenje proizvodnje soje u Brazilu, Sjedinjenim Državama i drugim važnim zemljama izvoznicama soje.Trenutno, iako su primijenjene neke fizičke metode ili poljoprivredne mjere za suzbijanje bolesti nematoda, kao što su: selekcija otpornih sorti, korištenje otpornih podloga, plodored, poboljšanje tla itd., najvažnije metode kontrole su još uvijek kemijska kontrola ili biološka kontrola.
Mehanizam djelovanja korijena
Životna povijest nematode korijenove kvrže sastoji se od jaja, ličinke prvog stadija, ličinke drugog stadija, ličinke trećeg stadija, ličinke četvrtog stadija i odrasle osobe.Larva je mala crvolika, odrasla jedinka heteromorfna, mužjak je linearan, a ženka kruškolikog oblika.Larve drugog stupnja mogu migrirati u vodi ili porama tla, tražiti korijen biljke domaćina kroz osjetljive alele glave, napasti biljku domaćina probijanjem epiderme iz područja izduženja korijena domaćina, a zatim putovati kroz međustaničnog prostora, kreću se do vrha korijena i dopiru do meristema korijena.Nakon što su ličinke drugog stadija dosegle meristem vrha korijena, ličinke su se vratile u smjeru vaskularnog snopa i dospjele u područje razvoja ksilema.Ovdje ličinke drugog stadija probijaju stanice domaćina oralnom iglom i ubrizgavaju izlučevine žlijezda jednjaka u stanice korijena domaćina.Auksin i različiti enzimi sadržani u izlučevinama žlijezda jednjaka mogu potaknuti stanice domaćina da mutiraju u "divovske stanice" s višenuklearnim jezgrama, bogatim suborganelama i snažnim metabolizmom.Kortikalne stanice oko divovskih stanica proliferiraju, prekomjerno rastu i bubre pod utjecajem divovskih stanica, stvarajući tipične simptome korijenskih kvržica na površini korijena.Larve drugog stupnja koriste divovske stanice kao točke hranjenja za apsorbiranje hranjivih tvari i vode i ne miču se.U odgovarajućim uvjetima, ličinke drugog stupnja mogu potaknuti domaćina da proizvodi divovske stanice 24 sata nakon infekcije i razviju se u odrasle crve nakon tri mitarenja u sljedećih 20 dana.Nakon toga se mužjaci pokreću i napuštaju korijenje, ženke ostaju nepomične i nastavljaju se razvijati te počinju polagati jaja oko 28. dana.Kada je temperatura iznad 10 ℃, jajašca se izlegu u kvržici korijena, ličinke prvog stadija u jajima, ličinke drugog stadija buše iz jaja, ostavljajući domaćina ponovnoj infekciji u tlu.
Nematode korijenske kvrže imaju širok raspon domaćina, koji mogu parazitirati na više od 3 000 vrsta domaćina, kao što su povrće, usjevi za hranu, usjevi, voćke, ukrasne biljke i korov.Korijenje povrća zaraženo nematodama kvržice najprije stvara kvržice različite veličine, koje su u početku mliječno bijele, a kasnije blijedo smeđe.Nakon zaraze nematodom korijenovih čvorova, biljke u zemlji bile su niske, grane i listovi su atrofirali ili požutjeli, rast je zaostao, boja lista bila je svijetla, a rast teško bolesnih biljaka bio je slab, biljke su uvenuo u suši, a cijela je biljka umrla u teškim.Osim toga, regulacija obrambenog odgovora, inhibicijski učinak i mehanička oštećenja tkiva uzrokovana nematodama korijenove kvrže na usjevima također su olakšali invaziju patogena koji se prenose tlom, kao što su fusarium wilt i bakterije truleži korijena, stvarajući tako složene bolesti i uzrokujući veće gubitke.
Mjere prevencije i kontrole
Tradicionalni linecidi mogu se podijeliti na fumigante i nefumigante prema različitim metodama uporabe.
Fumigant
Uključuje halogenirane ugljikovodike i izotiocijanate, a nefumiganti uključuju organofosfor i karbamate.Trenutno, među insekticidima registriranim u Kini, bromometan (tvar koja oštećuje ozon, koja se postupno zabranjuje) i kloropikrin su halogenirani ugljikovodični spojevi, koji mogu inhibirati sintezu proteina i biokemijske reakcije tijekom disanja nematoda korijena.Dva fumiganta su metil izotiocijanat, koji može razgraditi i otpustiti metil izotiocijanat i druge male molekularne spojeve u tlo.Metil izotiocijanat može ući u tijelo nematode korijenove kvrže i vezati se za globulin nosač kisika, čime inhibira disanje nematode korijenove kvrže i postići smrtonosni učinak.Osim toga, sulfuril fluorid i kalcijev cijanamid također su registrirani kao fumiganti za kontrolu nematoda korijenskih čvorova u Kini.
Postoje i neki halogenirani ugljikovodični fumiganti koji nisu registrirani u Kini, kao što su 1,3-diklorpropilen, jodometan itd., koji su registrirani u nekim zemljama u Europi i Sjedinjenim Državama kao zamjena za bromometan.
Nefumigant
Uključujući organofosfor i karbamate.Od nefumigiranih lineicida registriranih u našoj zemlji fosfin tiazolij, Metanofos, foksifos i klorpirifos pripadaju organofosfornim, dok karboksanil, aldikarb i karboksanil butatiokarb pripadaju karbamatu.Nefumigirani nematocidi ometaju funkciju živčanog sustava nematoda korijenove kvrže vezanjem na acetilkolinesterazu u sinapsama nematoda kvržice.Oni obično ne ubijaju nematode korijenovih kvržica, već samo čine da nematode korijenovih kvržica izgube sposobnost lociranja domaćina i infekcije, pa se često nazivaju "paralizatorima nematoda".Tradicionalni nefumigirani nematocidi vrlo su toksični živčani agensi koji imaju isti mehanizam djelovanja na kralješnjake i člankonošce kao i nematode.Stoga su, pod ograničenjima ekoloških i društvenih čimbenika, najveće razvijene zemlje svijeta smanjile ili zaustavile razvoj organofosfornih i karbamatnih insekticida, te se okrenule razvoju nekih novih visokoučinkovitih i niskotoksičnih insekticida.Posljednjih godina među novim nekarbamatnim/organofosfornim insekticidima koji su dobili EPA registraciju su spiralat etil (registriran 2010.), difluorosulfon (registriran 2014.) i fluopiramid (registriran 2015.).
Ali zapravo, zbog visoke toksičnosti, zabrane organofosfornih pesticida, sada nema mnogo dostupnih nematocida.U Kini je registriran 371 nematocid, od čega 161 kao djelatna tvar abamektin, a 158 kao djelatna tvar tiazofos.Ova dva aktivna sastojka bila su najvažnija komponenta za kontrolu nematoda u Kini.
Trenutno nema puno novih nematocida, među kojima prednjače fluorensulfoksid, spiroksid, difluorosulfon i fluopiramid.Osim toga, u pogledu biopesticida, Penicillium paraclavidum i Bacillus thuringiensis HAN055 koje je registrirao Kono također imaju snažan tržišni potencijal.
Globalni patent za kontrolu nematoda korijena soje
Nematoda korijenske kvrge soje jedan je od glavnih razloga smanjenja prinosa soje u glavnim zemljama izvoznicama soje, posebice u Sjedinjenim Državama i Brazilu.
Ukupno 4287 patenata za zaštitu bilja koji se odnose na nematode kvržice soje prijavljeno je diljem svijeta u proteklom desetljeću.Svjetska sojina nematoda korijenske kvrže uglavnom je prijavljivala patente u regijama i zemljama, prvi je Europski ured, druga Kina i Sjedinjene Američke Države, dok najozbiljnije područje sojine nematode korijenove kvrže, Brazil, ima samo 145 patentne prijave.A većina ih dolazi iz multinacionalnih kompanija.
Trenutačno su abamektin i fosfin tiazol glavna sredstva za kontrolu korijenskih nematoda u Kini.Patentirani proizvod fluopiramid također se počeo pojavljivati.
Avermektin
Godine 1981. abamektin je uveden na tržište kao sredstvo za suzbijanje crijevnih parazita kod sisavaca, a 1985. kao pesticid.Avermektin je danas jedan od najčešće korištenih insekticida.
Fosfin tiazat
Fosfin tiazol je novi, učinkovit organofosforni insekticid širokog spektra bez fumigacije koji je razvila tvrtka Ishihara u Japanu, a stavljen je na tržište u mnogim zemljama poput Japana.Preliminarne studije su pokazale da fosfin tiazolij ima endosorpciju i transport u biljkama i ima širok spektar djelovanja protiv parazitskih nematoda i štetnika.Biljne parazitske nematode štete mnogim važnim usjevima, a biološka i fizikalna i kemijska svojstva fosfin tiazola vrlo su pogodna za primjenu u tlu, stoga je idealno sredstvo za suzbijanje biljnih parazitskih nematoda.Trenutačno je fosfin tiazolij jedan od rijetkih nematocida registriranih na povrću u Kini i ima izvrsnu unutarnju apsorpciju, tako da se ne može koristiti samo za suzbijanje nematoda i površinskih štetnika tla, već se može koristiti i za suzbijanje lisnih grinja i lišća površinski štetnici.Glavni način djelovanja fosfin tiazolida je inhibicija acetilkolinesteraze ciljnog organizma, što utječe na ekologiju nematoda 2. stadija ličinke.Fosfin tiazol može inhibirati aktivnost, oštećenje i izleganje nematoda, tako da može inhibirati rast i razmnožavanje nematoda.
Fluopiramid
Fluopiramid je piridil etil benzamid fungicid, razvijen i komercijaliziran od strane Bayer Cropscience, koji je još uvijek u patentnom razdoblju.Fluopiramid ima izvjesnu nematicidnu aktivnost, a registriran je za suzbijanje nematoda korijenovih kvržica u usjevima i trenutno je popularniji nematocid.Mehanizam njegovog djelovanja je inhibicija mitohondrijske respiracije blokiranjem prijenosa elektrona jantarne dehidrogenaze u dišnom lancu, te inhibicija nekoliko faza ciklusa rasta patogenih bakterija kako bi se postigla svrha kontrole patogenih bakterija.
Aktivni sastojak fluropiramida u Kini je još uvijek u patentnom razdoblju.Od njegovih patentnih prijava u nematodama, 3 su iz Bayera, a 4 iz Kine, koje se kombiniraju s biostimulansima ili različitim aktivnim sastojcima za kontrolu nematoda.U stvari, neki aktivni sastojci unutar patentnog razdoblja mogu se koristiti za izvođenje nekih patentnih planova unaprijed kako bi se osvojilo tržište.Kao što su izvrsni štetnici lepidoptera i tripsi, etil policidin, više od 70% patenata za domaću primjenu prijavljuju domaća poduzeća.
Biološki pesticidi za suzbijanje nematoda
Posljednjih godina, biološke metode kontrole koje zamjenjuju kemijsku kontrolu nematoda korijenskih kvržica dobile su široku pozornost u zemlji i inozemstvu.Izolacija i pretraživanje mikroorganizama s visokom antagonističkom sposobnošću protiv nematoda korijenove kvrže primarni su uvjeti za biološku kontrolu.Glavni sojevi prijavljeni na antagonističke mikroorganizme nematoda korijenovih kvržica bili su Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus i Rhizobium.Myrothecium, Paecilomyces i Trichoderma, međutim, nekim mikroorganizmima je bilo teško ispoljiti svoje antagonizirajuće učinke na nematode korijenovih kvržica zbog poteškoća u umjetnom uzgoju ili nestabilnog biološkog učinka kontrole na terenu.
Paecilomyces lavviolaceus učinkovit je parazit jajašaca nematode južnog korijenovog čvora i Cystocystis albicans.Stopa parazita u jajima nematode južnog korijenskog čvora je čak 60%~70%.Mehanizam inhibicije Paecilomyces lavviolaceus protiv nematoda kvržice je da nakon kontakta Paecilomyces lavviolaceus s oocistama crva, u viskoznom supstratu, micelij biokontrolnih bakterija okružuje cijelo jaje, a kraj micelija postaje deblji.Površina ljuske jajeta je razbijena djelovanjem egzogenih metabolita i gljivične kitinaze, a zatim je gljivice napadaju i zamjenjuju.Također može lučiti toksine koji ubijaju nematode.Njegova glavna funkcija je ubijanje jaja.U Kini postoji osam registracija pesticida.Trenutno Paecilomyces lilaclavi nema složeni oblik doziranja za prodaju, ali njegov patentni izgled u Kini ima patent za miješanje s drugim insekticidima kako bi se povećala aktivnost upotrebe
Biljni ekstrakt
Prirodni biljni proizvodi mogu se sigurno koristiti za suzbijanje nematoda korijenovih kvržica, a uporaba biljnog materijala ili nematoidnih tvari proizvedenih od strane biljaka za suzbijanje bolesti nematoda korijenskih kvržica više je u skladu sa zahtjevima ekološke sigurnosti i sigurnosti hrane.
Nematoidne komponente biljaka postoje u svim organima biljke i mogu se dobiti parnom destilacijom, organskom ekstrakcijom, skupljanjem izlučevina korijena itd. Prema svojim kemijskim svojstvima uglavnom se dijele na nehlapljive tvari topive u vodi ili organske topivosti. i hlapljivi organski spojevi, među kojima većinu čine nehlapljive tvari.Nematoidne komponente mnogih biljaka mogu se koristiti za kontrolu nematoda korijenskih čvorova nakon jednostavne ekstrakcije, a otkrivanje biljnih ekstrakata je relativno jednostavno u usporedbi s novim aktivnim spojevima.Međutim, iako djeluje insekticidno, pravi aktivni sastojak i insekticidni princip često nisu jasni.
Trenutačno su neem, matrine, veratrin, skopolamin, čajni saponin i tako dalje glavni komercijalni biljni pesticidi s djelovanjem na ubijanje nematoda, kojih je relativno malo i mogu se koristiti u proizvodnji biljaka za inhibiciju nematoda presađivanjem ili popratnim uzgojem.
Iako će kombinacija biljnih ekstrakata za suzbijanje nematoda korijenskih kvržica imati bolji učinak suzbijanja nematoda, u sadašnjoj fazi nije u potpunosti komercijalizirana, ali još uvijek pruža novu ideju za biljne ekstrakte za suzbijanje nematoda korijenovih kvržica.
Bio-organsko gnojivo
Ključ bioorganskog gnojiva je mogu li se antagonistički mikroorganizmi razmnožavati u tlu ili tlu rizosfere.Rezultati pokazuju da primjena nekih organskih materijala kao što su ljuske škampi i rakova te uljno brašno može izravno ili neizravno poboljšati učinak biološke kontrole nematode korijenove kvrže.Korištenje tehnologije krute fermentacije za fermentaciju antagonističkih mikroorganizama i organskog gnojiva za proizvodnju bio-organskog gnojiva nova je biološka metoda kontrole za suzbijanje bolesti nematoda korijenskih čvorova.
U istraživanju suzbijanja biljnih nematoda bioorganskim gnojivima, utvrđeno je da antagonistički mikroorganizmi u bioorganskom gnojivu imaju dobar učinak suzbijanja nematoda kvržice, posebice organskog gnojiva dobivenog fermentacijom antagonističkih mikroorganizama i organskog gnojiva. kroz tehnologiju čvrste fermentacije.
Međutim, učinak suzbijanja organskog gnojiva na nematode korijenske kvrže ima dobar odnos s okolišem i razdobljem korištenja, a njegova je učinkovitost suzbijanja daleko manja od one kod tradicionalnih pesticida i teško ju je komercijalizirati.
Međutim, kao dio kontrole lijekova i gnojiva, izvedivo je kontrolirati nematode dodavanjem kemijskih pesticida i integracijom vode i gnojiva.
S velikim brojem pojedinačnih sorti usjeva (kao što su slatki krumpir, soja i dr.) koje se sade u zemlji i inozemstvu, pojava nematode postaje sve ozbiljnija, a suzbijanje nematode također je pred velikim izazovom.Trenutačno je većina vrsta pesticida registriranih u Kini razvijena prije 1980-ih, a novi aktivni spojevi ozbiljno su nedostatni.
Biološki agensi imaju jedinstvene prednosti u procesu uporabe, ali nisu tako učinkoviti kao kemijski agensi, a njihovu upotrebu ograničavaju različiti čimbenici.Kroz relevantne patentne prijave može se vidjeti da je trenutačni razvoj nematocida još uvijek oko kombinacije starih proizvoda, razvoja biopesticida i integracije vode i gnojiva.
Vrijeme objave: 20. svibnja 2024