Iako biljne parazitske nematode spadaju u opasnosti od nematoda, one nisu biljni štetnici, već biljne bolesti.
Nematoda korijena čvora (Meloidogyne) je najraširenija i najštetnija biljna parazitska nematoda na svijetu. Procjenjuje se da je više od 2000 biljnih vrsta na svijetu, uključujući gotovo sve kultivirane kulture, vrlo osjetljivo na infekciju nematodom korijena čvora. Nematode korijena čvora inficiraju stanice tkiva korijena domaćina stvarajući tumore, utječući na apsorpciju vode i hranjivih tvari, što rezultira usporenim rastom biljaka, patuljastim rastom, žućenjem, venućem, kovrčanjem lišća, deformacijom plodova, pa čak i smrću cijele biljke, što rezultira globalnim smanjenjem usjeva.
Posljednjih godina, suzbijanje nematoda bilo je u fokusu globalnih tvrtki za zaštitu bilja i istraživačkih instituta. Sojina cistolikna nematoda važan je razlog smanjenja proizvodnje soje u Brazilu, Sjedinjenim Državama i drugim važnim zemljama izvoznicama soje. Trenutno, iako se neke fizičke metode ili poljoprivredne mjere primjenjuju za suzbijanje nematoda, kao što su: probir otpornih sorti, korištenje otpornih podloga, plodored, poboljšanje tla itd., najvažnije metode suzbijanja i dalje su kemijsko suzbijanje ili biološko suzbijanje.
Mehanizam djelovanja na korijensko spajanje
Životni ciklus nematode korijenovog čvora sastoji se od jajašca, ličinke prvog stadija, ličinke drugog stadija, ličinke trećeg stadija, ličinke četvrtog stadija i odrasle jedinke. Ličinka je mala, nalik crvu, odrasla jedinka je heteromorfna, mužjak je linearan, a ženka je kruškastog oblika. Ličinke drugog stadija mogu migrirati u vodi pora tla, tražiti korijen biljke domaćina putem osjetljivih alela glave, napasti biljku domaćina probijajući epidermu iz područja elongacije korijena domaćina, a zatim putovati kroz međustanični prostor, kretati se do vrha korijena i doći do meristema korijena. Nakon što su ličinke drugog stadija dosegle meristem vrha korijena, ličinke su se vratile u smjeru vaskularnog snopa i dosegle područje razvoja ksilema. Ovdje ličinke drugog stadija probijaju stanice domaćina oralnom iglom i ubrizgavaju sekrete ezofagealnih žlijezda u stanice korijena domaćina. Auksin i razni enzimi sadržani u izlučevinama ezofagealnih žlijezda mogu potaknuti stanice domaćina da mutiraju u „divovske stanice“ s višejezgrenim jezgrama, bogate suborganelama i snažnim metabolizmom. Kortikalne stanice oko divovskih stanica proliferiraju, prerastu i otiču pod utjecajem divovskih stanica, formirajući tipične simptome korijenskih kvržica na površini korijena. Ličinke drugog stadija koriste divovske stanice kao mjesta hranjenja za apsorpciju hranjivih tvari i vode te se ne kreću. Pod odgovarajućim uvjetima, ličinke drugog stadija mogu potaknuti domaćina da proizvodi divovske stanice 24 sata nakon infekcije i razvije se u odrasle crve nakon tri presvlačenja u sljedećih 20 dana. Nakon toga mužjaci se kreću i napuštaju korijenje, ženke ostaju nepomične i nastavljaju se razvijati, počevši polagati jaja oko 28 dana. Kada je temperatura iznad 10 ℃, jaja se izlegu u korijenskom kvržici, ličinke prvog stadija u jajima, ličinke drugog stadija buše se iz jaja, napuštajući domaćina u tlu i ponovno se zaraze.
Nematode korijenovih čvorova imaju širok raspon domaćina, koji mogu parazitirati na više od 3000 vrsta domaćina, kao što su povrće, prehrambene kulture, komercijalne kulture, voćke, ukrasno bilje i korov. Korijenje povrća pogođenog nematodama korijenovih čvorova prvo formira kvržice različitih veličina, koje su u početku mliječno bijele, a u kasnijoj fazi blijedo smeđe. Nakon infekcije nematodom korijenovih čvorova, biljke u tlu bile su kratke, grane i listovi atrofirali ili požutjeli, rast je bio usporen, boja listova svijetla, a rast teško bolesnih biljaka slab, biljke su venule u suši, a cijela biljka uginula je u teškoj suši. Osim toga, regulacija obrambenog odgovora, inhibicijski učinak i mehanička oštećenja tkiva uzrokovana nematodama korijenovih čvorova na usjevima također su olakšali invaziju patogena koji se prenose tlom, poput fuzarijalnog uvenuća i bakterija 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 načinima upotrebe.
Fumigant
Uključuje halogenirane ugljikovodike i izotiocijanate, a nefumiganti uključuju organofosfor i karbamate. Trenutno su među insekticidima registriranima u Kini bromometan (tvar koja oštećuje ozonski omotač, a koja se postupno zabranjuje) i kloropikrin halogenirani ugljikovodični spojevi koji mogu inhibirati sintezu proteina i biokemijske reakcije tijekom disanja nematoda korijenovih čvorova. Dva fumiganta su metil izotiocijanat, koji može razgraditi i osloboditi metil izotiocijanat i druge male molekularne spojeve u tlu. Metil izotiocijanat može ući u tijelo nematode korijenovih čvorova i vezati se za globulin nosač kisika, čime inhibira disanje nematode korijenovih čvorova i postiže letalni učinak. Osim toga, sulfuril fluorid i kalcijev cijanamid također su registrirani kao fumiganti za suzbijanje nematoda korijenovih čvorova u Kini.
Postoje i neki halogenirani ugljikovodični fumiganti koji nisu registrirani u Kini, poput 1,3-dikloropropilena, jodometana itd., koji su registrirani u nekim zemljama Europe i Sjedinjenih Država kao zamjena za bromometan.
Ne fumigant
Uključujući organofosfor i karbamate. Među nefumigiranim lineicidima registriranim u našoj zemlji, fosfin tiazolij, metanofos, foksifos i klorpirifos pripadaju organofosforima, dok karboksanil, aldikarb i karboksanil butatiokarb pripadaju karbamatima. Nefumigirani nematocidi ometaju funkciju živčanog sustava nematoda korijenovih čvorova vezanjem na acetilkolinesterazu u sinapsama nematoda korijenovih čvorova. Obično ne ubijaju nematode korijenovih čvorova, već samo čine da nematode korijenovih čvorova izgube sposobnost lociranja domaćina i zaraze, pa se često nazivaju "paralizatorima nematoda". Tradicionalni nefumigirani nematocidi su visoko otrovni živčani agensi koji imaju isti mehanizam djelovanja na kralježnjake i člankonošce kao i nematode. Stoga su, pod ograničenjima okolišnih i društvenih čimbenika, glavne 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 registraciju EPA-e su spiralni etil (registriran 2010.), difluorosulfon (registriran 2014.) i fluopiramid (registriran 2015.).
No, zapravo, zbog visoke toksičnosti i zabrane organofosfornih pesticida, trenutno nema mnogo nematocida dostupnih na tržištu. U Kini je registrirano 371 nematocid, od kojih je 161 bio aktivni sastojak abamektin, a 158 aktivni sastojak tiazofos. Ova dva aktivna sastojka bila su najvažnije komponente za suzbijanje nematoda u Kini.
Trenutno nema mnogo novih nematocida, među kojima su vodeći fluoren sulfoksid, spiroksid, difluorosulfon i fluopiramid. Osim toga, što se tiče biopesticida, Penicillium paraclavidum i Bacillus thuringiensis HAN055 koje je registrirao Kono također imaju snažan tržišni potencijal.
Globalni patent za suzbijanje nematode korijena soje
Nematoda korijena soje jedan je od glavnih razloga smanjenja prinosa soje u glavnim zemljama izvoznicama soje, posebno u Sjedinjenim Državama i Brazilu.
U posljednjem desetljeću diljem svijeta podneseno je ukupno 4287 patenata za zaštitu bilja povezanih s nematodama korijena soje. Svjetska nematoda korijena soje uglavnom se prijavljuje za patente u regijama i zemljama, prvi je Europski ured, drugi Kina i Sjedinjene Američke Države, dok najozbiljnije područje nematode korijena soje, Brazil, ima samo 145 patentnih prijava. Većina njih dolazi od multinacionalnih kompanija.
Trenutno su abamektin i fosfin tiazol glavna sredstva za suzbijanje korijenovih nematoda u Kini. Počelo se i s lansiranjem patentiranog proizvoda fluopiramida.
Avermektin
Godine 1981. abamektin je uveden na tržište kao sredstvo protiv crijevnih parazita u sisavaca, a 1985. kao pesticid. Avermektin je danas jedan od najčešće korištenih insekticida.
Fosfin tiazat
Fosfin tiazol je novi, učinkoviti organofosforni insekticid širokog spektra koji se ne fumigira, a razvila ga je tvrtka Ishihara u Japanu, a stavljen je na tržište u mnogim zemljama poput Japana. Preliminarne studije pokazale su da fosfin tiazol ima endosorpciju i transport u biljkama te široki spektar djelovanja protiv parazitskih nematoda i štetnika. Biljni parazitski nematodi štete mnogim važnim usjevima, a biološka i fizikalna i kemijska svojstva fosfin tiazola vrlo su pogodna za primjenu u tlu, pa je idealno sredstvo za suzbijanje biljnih parazitskih nematoda. Trenutno je fosfin tiazol jedan od rijetkih nematocida registriranih na povrću u Kini i ima izvrsnu unutarnju apsorpciju, pa se ne može koristiti samo za suzbijanje nematoda i štetnika na površini tla, već se može koristiti i za suzbijanje lisnih grinja i štetnika na površini lista. Glavni način djelovanja fosfin tiazolida je inhibicija acetilkolinesteraze ciljnog organizma, što utječe na ekologiju nematoda u drugom stadiju ličinke. Fosfin tiazol može inhibirati aktivnost, oštećenje i izleganje nematoda, pa tako može inhibirati rast i razmnožavanje nematoda.
Fluopiramid
Fluopiramid je piridil etil benzamidni fungicid, razvijen i komercijaliziran od strane tvrtke Bayer Cropscience, koji je još uvijek u patentnom razdoblju. Fluopiramid ima određenu nematicidnu aktivnost i registriran je za suzbijanje nematoda korijenovih čvorova u usjevima, te je trenutno popularniji nematocid. Mehanizam njegovog djelovanja je inhibicija mitohondrijskog disanja blokiranjem prijenosa elektrona sukcinske dehidrogenaze u respiratornom lancu i inhibicija nekoliko faza ciklusa rasta patogenih bakterija kako bi se postigla svrha suzbijanja patogenih bakterija.
Aktivni sastojak fluropiramida u Kini je još uvijek u patentnom razdoblju. Od njegovih patentnih prijava za nematode, 3 su od Bayera, a 4 su iz Kine, koje se kombiniraju s biostimulansima ili različitim aktivnim sastojcima za suzbijanje nematoda. Zapravo, neki aktivni sastojci unutar patentnog razdoblja mogu se koristiti za provođenje nekih patentnih rasporeda unaprijed kako bi se zauzelo tržište. Kao što su izvrsni lepidopterni štetnici i sredstvo protiv tripsa etil policidin, više od 70% domaćih patenata prijavljuju domaća poduzeća.
Biološki pesticidi za suzbijanje nematoda
Posljednjih godina, biološke metode suzbijanja koje zamjenjuju kemijsko suzbijanje nematoda korijenovih čvorova privukle su široku pozornost u zemlji i inozemstvu. Izolacija i probir mikroorganizama s visokom antagonističkom sposobnošću protiv nematoda korijenovih čvorova primarni su uvjeti za biološko suzbijanje. Glavni sojevi zabilježeni kao antagonistički mikroorganizmi nematoda korijenovih čvorova bili su Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus i Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces i Trichoderma, međutim, nekim je mikroorganizmima bilo teško ostvariti svoje antagonističke učinke na nematode korijenovih čvorova zbog poteškoća u umjetnoj kulturi ili nestabilnog učinka biološke kontrole na terenu.
Paecilomyces lavviolaceus je učinkovit parazit jaja južne nematode korijenskih čvorova i Cystocystis albicans. Stopa parazita jaja nematode južne nematode korijenskih čvorova iznosi čak 60%~70%. Mehanizam inhibicije Paecilomyces lavviolaceus protiv nematoda korijenskih čvorova je taj da nakon kontakta Paecilomyces lavviolaceus s oocistama linijskih crva, u viskoznoj podlozi, micelij biokontrolnih bakterija okružuje cijelo jaje, a kraj micelija postaje debeo. Površina ljuske jajeta se narušava zbog djelovanja egzogenih metabolita i gljivične hitinaze, nakon čega gljivice napadaju i zamjenjuju je. 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 raspored u Kini ima patent za miješanje s drugim insekticidima radi povećanja aktivnosti upotrebe.
Biljni ekstrakt
Prirodni biljni proizvodi mogu se sigurno koristiti za suzbijanje nematoda korijena, a upotreba biljnih materijala ili nematoidnih tvari koje proizvode biljke za suzbijanje bolesti nematoda korijena 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, sakupljanjem korijenskih izlučevina itd. Prema svojim kemijskim svojstvima, uglavnom se dijele na nehlapljive tvari s topljivošću u vodi ili organskom topljivošću i hlapljive organske spojeve, među kojima nehlapljive tvari čine većinu. Nematoidne komponente mnogih biljaka mogu se koristiti za suzbijanje nematoda korijenovih čvorova nakon jednostavne ekstrakcije, a otkrivanje biljnih ekstrakata relativno je jednostavno u usporedbi s novim aktivnim spojevima. Međutim, iako ima insekticidni učinak, pravi aktivni sastojak i insekticidni princip često nisu jasni.
Trenutno su neem, matrin, veratrin, skopolamin, čajni saponin i tako dalje glavni komercijalni biljni pesticidi s djelovanjem ubijanja nematoda, koji su relativno malobrojni i mogu se koristiti u proizvodnji biljaka koje inhibiraju nematode međusađivanjem ili pratećim uzgojem.
Iako će kombinacija biljnih ekstrakata za suzbijanje nematoda korijena čvorova imati bolji učinak suzbijanja nematoda, u sadašnjoj fazi nije u potpunosti komercijalizirana, ali ipak pruža novu ideju za biljne ekstrakte za suzbijanje nematoda korijena čvorova.
Bioorgansko gnojivo
Ključ bioorganskog gnojiva je mogu li se antagonistički mikroorganizmi razmnožavati u tlu ili tlu rizosfere. Rezultati pokazuju da primjena nekih organskih materijala poput oklopa škampa i rakova te uljnog brašna može izravno ili neizravno poboljšati biološki učinak suzbijanja nematode korijenovih čvorova. Korištenje tehnologije fermentacije u krutom stanju za fermentaciju antagonističkih mikroorganizama i organskog gnojiva za proizvodnju bioorganskog gnojiva nova je biološka metoda suzbijanja bolesti nematode korijenovih čvorova.
U studiji suzbijanja biljnih nematoda bioorganskim gnojivima utvrđeno je da antagonistički mikroorganizmi u bioorganskim gnojivima imaju dobar učinak suzbijanja nematoda korijenovih čvorova, posebno organsko gnojivo dobiveno fermentacijom antagonističkih mikroorganizama i organskog gnojiva tehnologijom čvrste fermentacije.
Međutim, učinak suzbijanja nematoda korijenovih čvorova organskim gnojivom uvelike ovisi o okolišu i razdoblju upotrebe, a učinkovitost suzbijanja daleko je manja od tradicionalnih pesticida te ga je teško komercijalizirati.
Međutim, kao dio kontrole lijekova i gnojiva, izvedivo je suzbiti nematode dodavanjem kemijskih pesticida te integracijom vode i gnojiva.
S velikim brojem pojedinačnih sorti usjeva (poput slatkog krumpira, soje itd.) koje se uzgajaju u zemlji i inozemstvu, pojava nematoda postaje sve ozbiljnija, a suzbijanje nematoda također se suočava s velikim izazovom. Trenutno je većina sorti pesticida registriranih u Kini razvijena prije 1980-ih, a novi aktivni spojevi su ozbiljno nedovoljni.
Biološki agensi imaju jedinstvene prednosti u procesu upotrebe, ali nisu toliko učinkoviti kao kemijski agensi, a njihova upotreba je ograničena raznim čimbenicima. Iz relevantnih patentnih prijava može se vidjeti da se trenutni razvoj nematocida još uvijek vrti oko kombinacije starih proizvoda, razvoja biopesticida i integracije vode i gnojiva.
Vrijeme objave: 20. svibnja 2024.