Nors augalų parazitinės nematodos priklauso nematodų keliamiems pavojams, jos nėra augalų kenkėjai, o augalų ligos.
Šakniamazgė nematoda (Meloidogyne) yra labiausiai paplitusi ir kenksminga augalų parazitinė nematoda pasaulyje. Manoma, kad daugiau nei 2000 augalų rūšių pasaulyje, įskaitant beveik visus auginamus augalus, yra labai jautrios šakniamazgių nematodų infekcijai. Šakniamazgės nematodos užkrečia šeimininko šaknų audinių ląsteles, suformuodamos navikus, kurie sutrikdo vandens ir maistinių medžiagų įsisavinimą, dėl to sulėtėja augalų augimas, jie nyksta, gelsta, vysta, garbanojasi lapai, deformuojasi vaisiai ir net žūsta visas augalas, todėl sumažėja pasaulinis derlius.
Pastaraisiais metais nematodų ligų kontrolė buvo pasaulinių augalų apsaugos bendrovių ir tyrimų institutų dėmesio centre. Sojų pupelių cistinės nematodos yra svarbi sojų pupelių gamybos mažinimo priežastis Brazilijoje, Jungtinėse Amerikos Valstijose ir kitose svarbiose sojų pupeles eksportuojančiose šalyse. Šiuo metu, nors nematodų ligoms kontroliuoti buvo taikomi kai kurie fiziniai metodai arba žemės ūkio priemonės, pavyzdžiui: atsparių veislių atranka, atsparių poskiepių naudojimas, sėjomaina, dirvožemio gerinimas ir kt., svarbiausi kontrolės metodai vis dar yra cheminė arba biologinė kontrolė.
Šaknų jungties veikimo mechanizmas
Šakniamazgio nematodo gyvenimo ciklas susideda iš kiaušinėlio, pirmos stadijos lervos, antros stadijos lervos, trečios stadijos lervos, ketvirtos stadijos lervos ir suaugėlio. Lerva yra maža, panaši į kirminą, suaugėlis yra heteromorfinis, patinas linijinis, o patelė kriaušės formos. Antros stadijos lervos gali migruoti dirvožemio porų vandenyje, ieškoti šeimininko augalo šaknų per jautrius galvos alelius, prasiskverbti į šeimininko augalą, pradurdamos epidermį nuo šeimininko šaknies pailgėjimo srities, o tada keliauti per tarpląstelinę erdvę, judėti iki šaknies viršūnės ir pasiekti šaknies meristemą. Antros stadijos lervoms pasiekus šaknies viršūnės meristemą, lervos juda atgal kraujagyslių pluošto kryptimi ir pasiekia ksilemo vystymosi sritį. Čia antros stadijos lervos burnos adata praduria šeimininko ląsteles ir suleidžia stemplės liaukų sekretą į šeimininko šaknų ląsteles. Auksinas ir įvairūs stemplės liaukų sekrete esantys fermentai gali paskatinti šeimininko ląsteles mutuoti į „milžiniškas ląsteles“ su daugiabranduoliais branduoliais, gausiais suborganelėmis ir intensyvia medžiagų apykaita. Žievės ląstelės aplink milžiniškas ląsteles dauginasi, perauga ir brinksta veikiamos milžiniškų ląstelių, sudarydamos tipiškus šaknų mazgelių simptomus šaknų paviršiuje. Antros stadijos lervos naudoja milžiniškas ląsteles kaip maitinimosi taškus maistinėms medžiagoms ir vandeniui absorbuoti ir nejuda. Tinkamomis sąlygomis antros stadijos lervos gali paskatinti šeimininką gaminti milžiniškas ląsteles per 24 valandas po užsikrėtimo ir po trijų šėrimosi per kitas 20 dienų išsivystyti į suaugusius kirminus. Po to patinai juda ir palieka šaknis, patelės lieka nejudančios ir toliau vystosi, maždaug po 28 dienų pradėdamos dėti kiaušinėlius. Kai temperatūra viršija 10 ℃, kiaušinėliai išsirita šaknies mazgelyje, pirmosios stadijos lervos deda kiaušinėlius, antrosios stadijos lervos išsprūsta iš kiaušinėlių ir palieka šeimininką dirvožemyje, kur vėl atsiranda infekcija.
Šaknmazgių nematodos turi platų šeimininkų spektrą ir gali parazituoti daugiau nei 3000 rūšių šeimininkų, tokių kaip daržovės, maistiniai augalai, prekybiniai augalai, vaismedžiai, dekoratyviniai augalai ir piktžolės. Šaknmazgių nematodų pažeistų daržovių šaknys pirmiausia suformuoja įvairaus dydžio mazgelius, kurie iš pradžių yra pieniškai balti, o vėlesniame etape – šviesiai rudi. Užsikrėtus šaknmazgių nematoda, augalai žemėje buvo trumpi, šakos ir lapai atrofavosi arba pagelto, augimas buvo sulėtėjęs, lapų spalva buvo šviesi, o sunkiai sergančių augalų augimas buvo silpnas, sausros metu augalai nuvyto, o sunkios sausros atveju žuvo visas augalas. Be to, gynybinio atsako reguliavimas, slopinamasis poveikis ir šaknmazgių nematodų sukeliami audinių mechaniniai pažeidimai pasėliams taip pat palengvino dirvožemyje esančių patogenų, tokių kaip fuzariozės vytulio ir šaknų puvinio bakterijos, invaziją, taip suformuodamos sudėtingas ligas ir padarydamos didesnius nuostolius.
Prevencijos ir kontrolės priemonės
Tradicinius linicidus pagal skirtingus naudojimo būdus galima suskirstyti į fumigantus ir nefumigantus.
Fumigantas
Jam priklauso halogeninti angliavandeniliai ir izotiocianatai, o nefumigantams priskiriami organofosforo junginiai ir karbamatai. Šiuo metu iš Kinijoje registruotų insekticidų bromometanas (ozono sluoksnį ardanti medžiaga, kuri palaipsniui uždraudžiama) ir chloropikrinas yra halogeninti angliavandenilių junginiai, kurie gali slopinti baltymų sintezę ir biochemines reakcijas šakniagumbių nematodų kvėpavimo metu. Du fumigantai yra metilizotiocianatas, kuris gali skaidyti ir išskirti metilizotiocianatą bei kitus mažos molekulės junginius dirvožemyje. Metilizotiocianatas gali patekti į šakniagumbių nematodos kūną ir prisijungti prie deguonies nešiklio globulino, taip slopindamas šakniagumbių nematodos kvėpavimą ir pasiekdamas mirtiną poveikį. Be to, Kinijoje kaip fumigantai šakniagumbių nematodoms kontroliuoti taip pat registruoti sulfurilfluoridas ir kalcio cianamidas.
Taip pat yra keletas halogenintų angliavandenilių fumigantų, kurie nėra registruoti Kinijoje, pavyzdžiui, 1,3-dichlorpropilenas, jodmetanas ir kt., kurie kai kuriose Europos ir Jungtinių Amerikos Valstijų šalyse yra registruoti kaip bromometano pakaitalai.
Nefumigantas
Įskaitant organofosforą ir karbamatus. Iš mūsų šalyje registruotų nefumiguotų lineicidų fosfino tiazolis, metanofosas, foksifosas ir chlorpirifosas priklauso organofosforui, o karboksanilas, aldikarbas ir karboksanilo butatiokarbas – karbamatui. Nefumiguoti nematocidai sutrikdo šakniagumbių nematodų nervų sistemos funkciją, prisijungdami prie acetilcholinesterazės šakniagumbių nematodų sinapsėse. Paprastai jie nesunaikina šakniagumbių nematodų, o tik sumažina jų gebėjimą surasti šeimininką ir užkrėsti, todėl jie dažnai vadinami „nematodų paralyžiuotojais“. Tradiciniai nefumiguoti nematocidai yra labai toksiški nervus paralyžiuojantys vaistai, kurie veikia stuburinius gyvūnus ir nariuotakojus taip pat, kaip ir nematodos. Todėl, atsižvelgiant į aplinkos ir socialinių veiksnių apribojimus, pagrindinės išsivysčiusios pasaulio šalys sumažino arba sustabdė organofosforo ir karbamato insekticidų kūrimą ir ėmėsi kurti naujus didelio efektyvumo ir mažai toksiškus insekticidus. Pastaraisiais metais tarp naujų ne karbamato / organofosforo insekticidų, kurie buvo įregistruoti EPA, yra spiralato etilas (registruotas 2010 m.), difluorosulfonas (registruotas 2014 m.) ir fluopiramidas (registruotas 2015 m.).
Tačiau iš tikrųjų dėl didelio toksiškumo ir organinių fosforo pesticidų draudimo šiuo metu nėra daug nematocidų. Kinijoje užregistruoti 371 nematocidas, iš kurių 161 buvo abamektino veiklioji medžiaga, o 158 – tiazofoso veiklioji medžiaga. Šios dvi veikliosios medžiagos buvo svarbiausi nematodų kontrolės komponentai Kinijoje.
Šiuo metu nėra daug naujų nematocidų, tarp kurių lyderiai yra fluoreno sulfoksidas, spiroksidas, difluorosulfonas ir fluopiramidas. Be to, kalbant apie biopesticidus, didelį rinkos potencialą turi ir „Kono“ registruoti Penicillium paraclavidum ir Bacillus thuringiensis HAN055.
Pasaulinis patentas sojų pupelių šaknų mazgų nematodų kontrolei
Sojų pupelių šakniagumbių nematoda yra viena iš pagrindinių sojų pupelių derliaus sumažėjimo priežasčių pagrindinėse sojų pupelių eksportuojančiose šalyse, ypač Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Brazilijoje.
Per pastarąjį dešimtmetį visame pasaulyje buvo pateikti 4287 augalų apsaugos patentai, susiję su sojų pupelių šakniagumbių nematodomis. Dėl pasaulinės sojų pupelių šakniagumbių nematodų patentų daugiausia paraiškų pateikė regionai ir šalys: pirmasis yra Europos biuras, antrasis – Kinija ir Jungtinės Valstijos, o rimčiausia sojų pupelių šakniagumbių nematodų sritis – Brazilija – turi tik 145 patentų paraiškas. Dauguma jų yra iš tarptautinių bendrovių.
Šiuo metu abamektinas ir fosfino tiazolas yra pagrindinės šakninių nematodų kontrolės priemonės Kinijoje. Taip pat pradėtas patentuotas produktas fluopiramidas.
Avermektinas
1981 m. abamektinas buvo pateiktas rinkai kaip priemonė nuo žinduolių žarnyno parazitų, o 1985 m. – kaip pesticidas. Avermektinas yra vienas iš plačiausiai naudojamų insekticidų šiandien.
Fosfino tiazatas
Fosfino tiazolas yra naujas, efektyvus ir plataus spektro nefumiguojamas organofosforo insekticidas, sukurtas „Ishihara“ kompanijos Japonijoje ir pateiktas į rinką daugelyje šalių, pavyzdžiui, Japonijoje. Preliminarūs tyrimai parodė, kad fosfino tiazolas pasižymi endosorbcija ir pernaša augaluose bei pasižymi plataus spektro aktyvumu prieš parazitines nematodas ir kenkėjus. Augalų parazitinės nematodos kenkia daugeliui svarbių augalų, o fosfino tiazolo biologinės, fizikinės ir cheminės savybės labai tinka naudoti dirvožemyje, todėl tai ideali priemonė augalų parazitinėms nematodoms kontroliuoti. Šiuo metu fosfino tiazolas yra vienas iš nedaugelio nematocidų, užregistruotų daržovėms Kinijoje, ir jis pasižymi puikia vidine absorbcija, todėl gali būti naudojamas ne tik nematodams ir dirvožemio paviršiaus kenkėjams kontroliuoti, bet ir lapų erkėms bei lapų paviršiaus kenkėjams kontroliuoti. Pagrindinis fosfino tiazolidų veikimo būdas yra slopinti tikslinio organizmo acetilcholinesterazę, kuri veikia nematodų antros lervų stadijos ekologiją. Fosfino tiazolas gali slopinti nematodų aktyvumą, pažeidimus ir išsiritimą, todėl gali slopinti nematodų augimą ir dauginimąsi.
Fluopiramidas
Fluopiramidas yra piridilo etilbenzamido fungicidas, sukurtas ir komercializuotas „Bayer Cropscience“, kuriam vis dar taikomas patento galiojimo laikotarpis. Fluopiramidas pasižymi tam tikru nematocidiniu aktyvumu ir yra užregistruotas šakniagumbių nematodų kontrolei augaluose, o šiuo metu yra populiaresnis nematocidas. Jo veikimo mechanizmas yra slopinti mitochondrijų kvėpavimą blokuojant gintaro dehidrogenazės elektronų perdavimą kvėpavimo grandinėje ir slopinant kelis patogeninių bakterijų augimo ciklo etapus, siekiant kontroliuoti patogenines bakterijas.
Veiklioji fluropiramido medžiaga Kinijoje vis dar yra patentuota. Iš paraiškų dėl nematodų 3 yra pateiktos „Bayer“, o 4 – Kinijoje. Šios paraiškos derinamos su biostimuliatoriais arba kitomis veikliosiomis medžiagomis nematodams kontroliuoti. Iš tiesų, kai kurios veikliosios medžiagos, esančios patento galiojimo laikotarpiu, gali būti panaudotos iš anksto patentuojant ir užimant rinką. Pavyzdžiui, puikus lepidopterų kenkėjų ir tripsų agentas etilpolicidinas, daugiau nei 70 % vietinių paraiškų patentams gauti teikia vietinės įmonės.
Biologiniai pesticidai nematodų kontrolei
Pastaraisiais metais biologinės kontrolės metodai, kurie pakeičia cheminę šakniagumbių nematodų kontrolę, sulaukė didelio dėmesio tiek šalyje, tiek užsienyje. Pagrindinės biologinės kontrolės sąlygos yra mikroorganizmų, pasižyminčių dideliu antagonistiniu gebėjimu prieš šakniagumbių nematodus, išskyrimas ir atranka. Pagrindinės praneštos apie antagonistinius šakniagumbių nematodus veikiančius mikroorganizmus, buvo Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus ir Rhizobium, Myrothecium, Paecilomyces ir Trichoderma, tačiau kai kuriems mikroorganizmams buvo sunku sukelti antagonistinį poveikį šakniagumbių nematodams dėl dirbtinės kultūros sunkumų arba nestabilaus biologinės kontrolės poveikio lauke.
Paecilomyces lavviolaceus yra veiksmingas pietinių šakniamazgių nematodo ir Cystocystis albicans kiaušinėlių parazitas. Pietinių šakniamazgių nematodo kiaušinėlių parazitizmo rodiklis siekia net 60–70 %. Paecilomyces lavviolaceus slopinimo mechanizmas prieš šakniamazgių nematodus yra toks, kad Paecilomyces lavviolaceus kontaktavus su linijinių sliekų oocistomis, klampiame substrate, biokontroliuojančių bakterijų grybiena apsupa visą kiaušinėlį, o grybienos galas sustorėja. Kiaušinio lukšto paviršius pažeidžiamas dėl egzogeninių metabolitų ir grybelinės chitinazės aktyvumo, o tada jį įsiveržia ir pakeičia grybeliai. Jis taip pat gali išskirti toksinus, kurie naikina nematodus. Pagrindinė jo funkcija – naikinti kiaušinėlius. Kinijoje yra aštuonios pesticidų registracijos. Šiuo metu Paecilomyces lilaclavi neturi parduodamos sudėtinės vaisto formos, tačiau jo patento dizainas Kinijoje turi patentą, leidžiantį jį maišyti su kitais insekticidais, siekiant padidinti naudojimo aktyvumą.
Augalų ekstraktas
Natūralūs augaliniai produktai gali būti saugiai naudojami šakniagumbių nematodų kontrolei, o augalinių medžiagų arba augalų gaminamų nematodinių medžiagų naudojimas šakniagumbių nematodų ligoms kontroliuoti labiau atitinka ekologinio saugumo ir maisto saugos reikalavimus.
Augalų nematoidiniai komponentai yra visuose augalo organuose ir gali būti gaunami distiliuojant garais, organinių medžiagų ekstrahavimo būdu, renkant šaknų sekretus ir kt. Pagal savo chemines savybes jie daugiausia skirstomi į nelakias medžiagas, tirpstančias vandenyje arba organinėse medžiagose, ir lakiuosius organinius junginius, tarp kurių nelakiosios medžiagos sudaro didžiąją dalį. Daugelio augalų nematoidiniai komponentai gali būti naudojami šaknų mazgų nematodų kontrolei po paprastos ekstrakcijos, o augalų ekstraktų atradimas yra gana paprastas, palyginti su naujais veikliaisiais junginiais. Tačiau, nors jis turi insekticidinį poveikį, tikroji veiklioji medžiaga ir insekticidinis principas dažnai nėra aiškūs.
Šiuo metu pagrindiniai komerciniai augalų pesticidai, naikinantys nematodus, yra nimbamedžiai, matrinas, veratrinas, skopolaminas, arbatos saponinas ir kt., kurių yra palyginti nedaug ir kurie gali būti naudojami nematodus slopinančių augalų auginimui tarpsodinant arba lydint augalus.
Nors augalų ekstraktų derinys šakninių mazgų nematodų kontrolei atliks geresnį nematodų kontrolės efektą, šiuo metu jis nėra iki galo komercializuotas, tačiau vis tiek suteikia naują idėją augalų ekstraktams kontroliuoti šakninių mazgų nematodą.
Bioorganinės trąšos
Svarbiausias bioorganinių trąšų aspektas yra tai, ar antagonistiniai mikroorganizmai gali daugintis dirvožemyje arba rizosferos dirvožemyje. Rezultatai rodo, kad kai kurių organinių medžiagų, tokių kaip krevečių ir krabų lukštai bei aliejaus miltai, naudojimas gali tiesiogiai arba netiesiogiai pagerinti biologinį šakniagumbių nematodų kontrolės poveikį. Kietosios fermentacijos technologijos naudojimas antagonistiniams mikroorganizmams fermentuoti ir organinėms trąšoms gaminti yra naujas biologinės kontrolės metodas šakniagumbių nematodų ligai kontroliuoti.
Tiriant augalinių nematodų kontrolę bioorganinėmis trąšomis, nustatyta, kad bioorganinėse trąšose esantys antagonistiniai mikroorganizmai turėjo gerą kontrolės poveikį šakniamazgių nematodams, ypač organinės trąšos, pagamintos fermentuojant antagonistinius mikroorganizmus ir organines trąšas naudojant kietos fermentacijos technologiją.
Tačiau organinių trąšų poveikis šakniagumbių nematodams yra labai susijęs su aplinka ir naudojimo laikotarpiu, o jų kontrolės efektyvumas yra daug mažesnis nei tradicinių pesticidų, todėl jas sunku komercializuoti.
Tačiau, kaip vaistų ir trąšų kontrolės dalį, nematodus galima kontroliuoti naudojant cheminius pesticidus ir integruojant vandenį bei trąšas.
Kadangi šalyje ir užsienyje auginama daug vienos kultūros veislių (pvz., saldžiųjų bulvių, sojų pupelių ir kt.), nematodų problema tampa vis rimtesnė, o nematodų kontrolė taip pat susiduria su dideliu iššūkiu. Šiuo metu dauguma Kinijoje registruotų pesticidų veislių buvo sukurtos iki 1980-ųjų, o naujų veikliųjų junginių yra labai mažai.
Biologiniai agentai turi unikalių pranašumų naudojimo procese, tačiau jie nėra tokie veiksmingi kaip cheminiai agentai, o jų naudojimą riboja įvairūs veiksniai. Remiantis atitinkamomis patentų paraiškomis, matyti, kad dabartinis nematocidų kūrimas vis dar susijęs su senų produktų derinimu, biopesticidų kūrimu ir vandens bei trąšų integravimu.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 20 d.