Iako biljne parazitske nematode spadaju u opasnost od nematoda, one nisu biljne štetočine, već biljne bolesti.
Nematoda korijenskog čvora (Meloidogyne) je najrasprostranjenija i najštetnija biljna parazitska nematoda na svijetu.Procjenjuje se da je više od 2000 biljnih vrsta u svijetu, uključujući gotovo sve kultivisane usjeve, vrlo osjetljivo na infekciju korijenovim nematodama.Nematode korenovog čvora inficiraju ćelije tkiva korena domaćina i formiraju tumore, utičući na apsorpciju vode i hranljivih materija, što dovodi do zastoja u rastu biljke, opadanja, žućenja, uvenuća, uvijanja listova, deformiteta ploda, pa čak i smrti cele biljke, što dovodi do globalno smanjenje usjeva.
Posljednjih godina, kontrola bolesti nematoda bila je u fokusu globalnih kompanija za zaštitu bilja i istraživačkih instituta.Sojina cista nematoda važan je razlog za smanjenje proizvodnje soje u Brazilu, Sjedinjenim Državama i drugim važnim zemljama izvoznicama soje.Trenutno, iako se neke fizičke metode ili poljoprivredne mjere primjenjuju u suzbijanju bolesti nematoda, kao što su: selekcija otpornih sorti, korištenje otpornih podloga, plodored, poboljšanje tla, itd., najvažnije metode suzbijanja su još uvijek hemijska kontrola ili biološka kontrola.
Mehanizam djelovanja korijenskog spoja
Životna istorija nematode korijenskog čvora sastoji se od jajeta, larve prvog stupnja, larve drugog stupnja, larve trećeg stupnja, larve četvrtog stadija i odrasle osobe.Ličinka je mala crvolika, odrasla jedinka je heteromorfna, mužjak je linearan, a ženka je kruškolikog oblika.Ličinke drugog stadija mogu migrirati u vodi pora tla, tražiti korijen biljke domaćina kroz osjetljive alele glave, invaziju na biljku domaćina probijajući epidermu iz područja produženja korijena domaćina, a zatim putuju kroz međućelijski prostor, pomaknuti se do vrha korijena i doći do meristema korijena.Nakon što su larve drugog stupnja dosegle meristem vrha korijena, larve su se vratile u smjeru vaskularnog snopa i došle do područja razvoja ksilema.Ovdje larve drugog stadija probijaju ćelije domaćina oralnom iglom i ubrizgavaju sekret žlijezda jednjaka u ćelije korijena domaćina.Auksin i različiti enzimi sadržani u izlučevinama žlijezda jednjaka mogu potaknuti stanice domaćina da mutiraju u "džinovske stanice" s višenuklearnim jezgrima, bogatim suorganelama i snažnim metabolizmom.Kortikalne ćelije oko gigantskih ćelija proliferiraju i prerastu i nabubre pod uticajem divovskih ćelija, formirajući tipične simptome korijenskih čvorova na površini korijena.Ličinke drugog stadija koriste gigantske ćelije kao hranidbene tačke da apsorbuju hranljive materije i vodu i ne kreću se.U odgovarajućim uslovima, larve drugog stadija mogu navesti domaćina da proizvede divovske ćelije 24 h nakon infekcije i da se razviju u odrasle crve nakon tri mitarenja u narednih 20 dana.Nakon toga mužjaci se kreću i napuštaju korijenje, ženke ostaju mirne i nastavljaju se razvijati, počinjući polagati jaja sa oko 28 dana.Kada je temperatura iznad 10 ℃, jaja se izlegu u korijenskom čvoru, ličinke prvog stadija u jajima, larve drugog stadija izbušene iz jaja, ostavljaju domaćina da ponovo zarazi tlo.
Nematode korijenskog čvora imaju širok spektar domaćina, koji mogu biti parazitski na više od 3 000 vrsta domaćina, kao što su povrće, prehrambeni usjevi, voćni usjevi, voćke, ukrasno bilje i korov.Na korijenju povrća zahvaćenog nematodama čvorova korijena prvo formiraju kvržice različitih veličina, koje su na početku mliječno bijele, a kasnije blijedosmeđe.Nakon zaraze nematodom korijenskog čvora, biljke u tlu su bile niske, grane i listovi su atrofirani ili požutjeli, rast je usporen, boja listova je svijetla, a rast teško bolesnih biljaka slab, biljke su bile zaražene. uvenulo od suše, a cela biljka je umro u teškom stanju.Osim toga, regulacija odbrambenog odgovora, inhibicionog učinka i mehaničkih oštećenja tkiva uzrokovanih nematodama korijenskih čvorova na usjevima također je olakšala invaziju patogena koji se prenose u tlu, kao što su bakterije fuzarioznog uvenuća i truleži korijena, stvarajući tako složene bolesti i uzrokujući veće gubitke.
Mere prevencije i kontrole
Tradicionalni linecidi se mogu podijeliti na fumigante i nefumigante prema različitim metodama upotrebe.
Fumigant
Uključuje halogenirane ugljikovodike i izotiocijanate, a nefumigante uključuju organofosfor i karbamate.Trenutno, među insekticidima registrovanim u Kini, bromometan (supstanca koja oštećuje ozonski omotač, koja se postepeno zabranjuje) i hloropikrin su halogenovana ugljovodonična jedinjenja, koja mogu inhibirati sintezu proteina i biohemijske reakcije tokom disanja nematoda korenovog čvora.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 korijenovog čvora i vezati se za globulin koji nosi kisik, čime inhibira disanje nematode korijenovog čvora kako bi se postigao smrtonosni učinak.Osim toga, sulfuril fluorid i kalcijum cijanamid su također registrirani kao fumiganti za suzbijanje nematoda korijenskih čvorova u Kini.
Postoje i neki halogenirani ugljovodonični fumiganti koji nisu registrovani u Kini, kao što su 1,3-dihloropropilen, jodometan itd., koji su u nekim zemljama Evrope i Sjedinjenih Država registrovani kao zamena za bromometan.
Nefumigantno
Uključujući organofosfor i karbamate.Među nefumigiranim lineicidima registrovanim u našoj zemlji, fosfin tiazolijum, metanofos, foksifos i hlorpirifos spadaju u organofosfor, dok karboksanil, aldikarb i karboksanil butatiokarb spadaju u karbamat.Nematocidi koji nisu fumigirani ometaju funkciju nervnog sistema nematoda korijenskog čvora vezivanjem za acetilholinesterazu u sinapsama nematoda korijenskog čvora.Obično ne ubijaju nematode korijenskog čvora, već samo čine da nematode korijenskog čvora izgube svoju sposobnost da lociraju domaćina i zaraze, pa se često nazivaju „paralizatorima nematoda“.Tradicionalni nefumigirani nematocidi su visoko toksični nervni agensi, koji imaju isti mehanizam djelovanja na kralježnjake i člankonošce kao i nematode.Stoga su, pod ograničenjima okolišnih i društvenih faktora, najveće razvijene zemlje svijeta smanjile ili zaustavile razvoj organofosfornih i karbamatnih insekticida, te se okrenule razvoju nekih novih visokoučinkovitih i niskotoksičnih insekticida.Poslednjih godina, među novim nekarbamatnim/organofosfornim insekticidima koji su dobili EPA registraciju su spiralat etil (registrovan 2010.), difluorsulfon (registrovan 2014.) i fluopiramid (registrovan 2015. godine).
Ali u stvari, zbog visoke toksičnosti, zabrane organofosfornih pesticida, nematocida sada nema mnogo dostupnih.U Kini je registrovan 371 nematocid, od čega je 161 aktivni sastojak abamektina i 158 aktivni sastojak tiazofosa.Ova dva aktivna sastojka bile su najvažnije komponente za kontrolu nematoda u Kini.
Trenutno nema mnogo novih nematocida, među kojima prednjače fluoren sulfoksid, spiroksid, difluorsulfon i fluopiramid.Osim toga, u pogledu biopesticida, Penicillium paraclavidum i Bacillus thuringiensis HAN055 koje je registrovao Kono također imaju snažan tržišni potencijal.
Globalni patent za kontrolu nematoda u korijenu soje
Nematoda korijena soje jedan je od glavnih razloga za smanjenje prinosa soje u glavnim zemljama izvoznicama soje, posebno u Sjedinjenim Državama i Brazilu.
Ukupno 4287 patenata za zaštitu bilja u vezi sa nematodama korijena soje podneseno je širom svijeta u protekloj deceniji.Svjetska nematoda sojinog korijena uglavnom se prijavljivala za patente u regijama i državama, prvi je Evropski biro, drugi Kina i Sjedinjene Države, dok je najozbiljnije područje sojine korijenske nematode, Brazil, ima samo 145 patentne prijave.A većina njih dolazi iz multinacionalnih kompanija.
Trenutno su abamektin i fosfin tiazol glavna sredstva za kontrolu korijenskih nematoda u Kini.I patentirani proizvod fluopiramida je također počeo da se izlaže.
Avermektin
1981. godine abamektin je uveden na tržište kao sredstvo za kontrolu crijevnih parazita kod sisara, a 1985. godine kao pesticid.Avermektin je jedan od najčešće korištenih insekticida danas.
Fosfin tiazat
Fosfin tiazol je novi, efikasan i širokog spektra nefumigirani organofosforni insekticid koji je razvila kompanija Ishihara u Japanu, a stavljen je na tržište u mnogim zemljama kao što je Japan.Preliminarne studije su pokazale da fosfin tiazolijum ima endosorpciju i transport u biljkama i da ima širok spektar delovanja protiv parazitskih nematoda i štetočina.Biljne parazitske nematode oštećuju mnoge važne kulture, a biološka i fizička i hemijska svojstva fosfin tiazola su veoma pogodna za primenu u zemljištu, pa je idealno sredstvo za suzbijanje biljnih parazitskih nematoda.Trenutno, fosfin tiazolijum je jedan od jedinih nematocida registrovanih na povrću u Kini, i ima odličnu unutrašnju apsorpciju, tako da se ne može koristiti samo za suzbijanje nematoda i štetočina na površini tla, već se može koristiti i za suzbijanje lisnih grinja i lišća. površinskih štetočina.Glavni način djelovanja fosfin tiazolida je inhibicija acetilholinesteraze ciljnog organizma, što utiče na ekologiju nematode 2. larvalnog stadija.Fosfin tiazol može inhibirati aktivnost, oštećenje i izlijeganje nematoda, tako da može inhibirati rast i reprodukciju nematoda.
Fluopiramid
Fluopiramid je piridil etil benzamid fungicid koji je razvio i komercijalizirao Bayer Cropscience, koji je još uvijek u patentnom periodu.Fluopiramid ima određenu nematicidnu aktivnost i registrovan je za suzbijanje nematode korijenovog čvora u usjevima, a trenutno je popularniji nematicid.Mehanizam njegovog djelovanja je da inhibira mitohondrijsko disanje blokiranjem prijenosa elektrona sukcinske dehidrogenaze u respiratornom lancu, te inhibira nekoliko faza ciklusa rasta patogenih bakterija kako bi se postigla svrha kontrole patogenih bakterija.
Aktivni sastojak fluropiramida u Kini je još uvijek u patentnom periodu.Od njegovih patentnih prijava za nematode, 3 su iz Bayera, a 4 su iz Kine, koje su u kombinaciji s biostimulansima ili različitim aktivnim sastojcima za kontrolu nematoda.U stvari, neki aktivni sastojci unutar patentnog perioda mogu se koristiti za izvođenje nekog patentnog izgleda unaprijed kako bi se zauzelo tržište.Kao što su odlične štetočine lepidoptera i agens tripsa etil policidin, više od 70% patenata za domaće aplikacije prijavljuju domaća preduzeća.
Biološki pesticidi za kontrolu nematoda
Posljednjih godina biološke metode suzbijanja koje zamjenjuju hemijsku kontrolu nematoda korijenskih čvorova dobile su široku pažnju u zemlji i inostranstvu.Izolacija i skrining mikroorganizama sa visokom antagonističkom sposobnošću protiv nematoda korijenskih čvorova primarni su uvjeti za biološku kontrolu.Glavni sojevi prijavljeni na antagonističke mikroorganizme nematoda korijenskog čvora bili su Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus i Rhizobium.Myrothecium, Paecilomyces i Trichoderma, međutim, nekim mikroorganizmima je bilo teško da ispolje svoje antagonizirajuće djelovanje na nematode korijenskog čvora zbog poteškoća u umjetnoj kulturi ili nestabilnog biološkog kontrolnog efekta na terenu.
Paecilomyces lavviolaceus je efikasan parazit jaja nematode južnog korijenskog čvora i Cystocystis albicans.Stopa parazitiranja jaja nematode nematode južnog korijenskog čvora je čak 60%~70%.Mehanizam inhibicije Paecilomyces lavviolaceus protiv nematoda korijenskih čvorova je da nakon kontakta Paecilomyces lavviolaceus sa oocistama crva, u viskoznom supstratu, micelij biokontrolnih bakterija okružuje cijelo jaje, a kraj micelija postaje debeo.Površina ljuske jajeta se lomi zbog aktivnosti egzogenih metabolita i gljivične hitinaze, a zatim je gljivice napadaju i zamjenjuju.Takođe 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 mešanje sa drugim insekticidima za povećanje aktivnosti upotrebe
Ekstrakt biljke
Prirodni biljni proizvodi mogu se bezbedno koristiti za suzbijanje nematoda korenovog čvora, a upotreba biljnog materijala ili nematoidnih supstanci koje proizvode biljke za suzbijanje bolesti korenovih nematoda više je u skladu sa zahtevima ekološke bezbednosti i bezbednosti hrane.
Nematoidne komponente biljaka postoje u svim organima biljke i mogu se dobiti parnom destilacijom, organskom ekstrakcijom, sakupljanjem sekreta korena itd. Prema svojim hemijskim svojstvima uglavnom se dele na neisparljive materije rastvorljive u vodi ili organske rastvorljivosti. i hlapljiva organska jedinjenja, među kojima većinu čine neisparljive supstance.Nematoidne komponente mnogih biljaka mogu se koristiti za kontrolu nematoda korijenskog čvora nakon jednostavne ekstrakcije, a otkrivanje biljnih ekstrakata je relativno jednostavno u usporedbi s novim aktivnim spojevima.Međutim, iako ima insekticidno dejstvo, pravi aktivni sastojak i princip insekticida često nisu jasni.
Trenutno su neem, matrine, veratrin, skopolamin, saponin čaja i tako dalje glavni komercijalni biljni pesticidi sa aktivnošću ubijanja nematoda, kojih je relativno malo, a mogu se koristiti u proizvodnji biljaka za inhibiciju nematoda presađivanjem ili uz pomoć.
Iako će kombinacija biljnih ekstrakata za kontrolu nematode korijenskog čvora imati bolji učinak kontrole nematoda, ona nije u potpunosti komercijalizirana u sadašnjoj fazi, ali još uvijek pruža novu ideju za biljne ekstrakte za kontrolu nematode korijenskog čvora.
Bio-organsko đubrivo
Ključ bioorganskog đubriva je da li se antagonistički mikroorganizmi mogu razmnožavati u tlu ili tlu rizosfere.Rezultati pokazuju da primjena nekih organskih materijala kao što su školjke škampa i rakova te uljna sačma može direktno ili indirektno poboljšati biološki efekat kontrole nematode korijenskog čvora.Korištenje tehnologije čvrste fermentacije za fermentaciju antagonističkih mikroorganizama i organskog gnojiva za proizvodnju bio-organskog gnojiva je nova biološka metoda kontrole za kontrolu bolesti nematoda korijenskih čvorova.
U istraživanju suzbijanja biljnih nematoda bioorganskim đubrivom utvrđeno je da antagonistički mikroorganizmi u bioorganskom đubrivu imaju dobar kontrolni efekat na nematode korenovog čvora, posebno na organsko đubrivo dobijeno fermentacijom antagonističkih mikroorganizama i organskog đubriva. tehnologijom čvrste fermentacije.
Međutim, kontrolni efekat organskog đubriva na nematode korenovog čvora ima veliki odnos sa okolinom i periodom upotrebe, a efikasnost kontrole je daleko manja nego kod tradicionalnih pesticida i teško ga je komercijalizovati.
Međutim, kao dio kontrole lijekova i gnojiva, moguće je suzbiti nematode dodavanjem kemijskih pesticida i integracijom vode i gnojiva.
Sa velikim brojem pojedinačnih sorti (kao što su batat, soja i dr.) koje se sade u zemlji i inostranstvu, pojava nematoda postaje sve ozbiljnija, a suzbijanje nematoda je takođe veliki izazov.Trenutno je većina sorti pesticida registrovanih u Kini razvijena prije 1980-ih, a nova aktivna jedinjenja su ozbiljno nedovoljna.
Biološki agensi imaju jedinstvene prednosti u procesu upotrebe, ali nisu toliko efikasni kao hemijski agensi, a njihova upotreba je ograničena različitim faktorima.Kroz relevantne patentne prijave, može se vidjeti da se trenutni razvoj nematocida još uvijek odvija oko kombinacije starih proizvoda, razvoja biopesticida i integracije vode i gnojiva.
Vrijeme objave: 20. maj 2024