Hoci rastlinné parazitické háďatká patria medzi nebezpečné háďatká, nie sú to škodcovia rastlín, ale choroby rastlín.
Hlístovec koreňový (Meloidogyne) je najrozšírenejší a najškodlivejší rastlinný parazitický hlístovec na svete. Odhaduje sa, že viac ako 2000 druhov rastlín na svete, vrátane takmer všetkých pestovaných plodín, je veľmi citlivých na infekciu hlístovcom koreňovým. Hlístovce koreňové infikujú bunky koreňového tkaniva hostiteľa a vytvárajú nádory, ktoré ovplyvňujú absorpciu vody a živín, čo vedie k spomalenému rastu rastlín, zakrpateniu, žltnutiu, vädnutiu, kučeravosti listov, deformácii plodov a dokonca k úhynu celej rastliny, čo vedie ku globálnemu zníženiu úrody.
V posledných rokoch sa globálne spoločnosti zaoberajúce sa ochranou rastlín a výskumnými ústavmi zameriavajú na kontrolu háďatiek. Sójové cystotvorné háďatko je dôležitým dôvodom zníženia produkcie sóje v Brazílii, Spojených štátoch a ďalších dôležitých krajinách vyvážajúcich sóju. V súčasnosti, hoci sa na kontrolu háďatiek uplatňujú niektoré fyzikálne metódy alebo poľnohospodárske opatrenia, ako napríklad: skríning rezistentných odrôd, používanie rezistentných podpníkov, striedanie plodín, zlepšenie pôdy atď., najdôležitejšími metódami kontroly sú stále chemická alebo biologická kontrola.
Mechanizmus pôsobenia na koreňové spojenie
Životný cyklus háďatka koreňového pozostáva z vajíčka, larvy prvého instaru, larvy druhého instaru, larvy tretieho instaru, larvy štvrtého instaru a dospelého jedinca. Larva je malá červovitá, dospelý jedinec je heteromorfný, samec je lineárny a samica má tvar hrušky. Larvy druhého instaru môžu migrovať vo vode v pôdnych póroch, hľadať koreň hostiteľskej rastliny prostredníctvom citlivých alel hlavy, napadať hostiteľskú rastlinu prepichnutím epidermy z oblasti predĺženia hostiteľského koreňa a potom cestovať cez medzibunkový priestor, presunúť sa k hrotu koreňa a dosiahnuť meristém koreňa. Keď larvy druhého instaru dosiahnu meristém hrotu koreňa, presunú sa späť smerom k cievnemu zväzku a dosiahnu oblasť vývoja xylému. Tu larvy druhého instaru prepichnú hostiteľské bunky ihlou v ústach a vstreknú sekréty pažerákových žliaz do buniek hostiteľského koreňa. Auxín a rôzne enzýmy obsiahnuté v sekrétoch pažerákových žliaz môžu vyvolať mutáciu hostiteľských buniek na „obrovské bunky“ s viacjadrovými jadrami, bohatými na suborganely a intenzívnym metabolizmom. Kortikálne bunky okolo obrovských buniek sa pod vplyvom obrovských buniek množia, prerastajú a napučiavajú, čím vytvárajú typické príznaky koreňových uzlíkov na povrchu koreňa. Larvy druhého instaru používajú obrovské bunky ako miesta kŕmenia na absorbovanie živín a vody a nepohybujú sa. Za vhodných podmienok môžu larvy druhého instaru vyvolať u hostiteľa produkciu obrovských buniek 24 hodín po infekcii a po troch prevliekaniach v nasledujúcich 20 dňoch sa vyvinú na dospelé červy. Samce sa potom presunú a opustia korene, samice zostávajú nehybné a pokračujú vo vývoji, pričom približne po 28 dňoch začínajú klásť vajíčka. Keď je teplota nad 10 ℃, vajíčka sa vyliahnu v koreňovom uzlíku, larvy prvého instaru sa vyliahnu vo vajíčkach, larvy druhého instaru sa z vajíčok vyvŕtajú a opustia hostiteľa v pôde, kde sa opäť infikujú.
Hlístky koreňové majú širokú škálu hostiteľov, ktorí môžu parazitovať na viac ako 3 000 druhoch hostiteľov, ako je zelenina, potravinárske plodiny, trhové plodiny, ovocné stromy, okrasné rastliny a buriny. Korene zeleniny napadnuté hlístkami koreňových uzlov najprv tvoria uzlíky rôznych veľkostí, ktoré sú na začiatku mliečne biele a v neskoršom štádiu bledohnedé. Po infekcii hlístkami koreňových uzlov boli rastliny v zemi krátke, konáre a listy atrofovali alebo zožltli, rast bol spomalený, farba listov bola svetlá a rast vážne chorých rastlín bol slabý, rastliny v suchu vädli a celá rastlina v ťažkom období uhynula. Okrem toho regulácia obrannej reakcie, inhibičný účinok a mechanické poškodenie tkaniva spôsobené hlístkami koreňových uzlov na plodinách tiež uľahčili inváziu pôdnych patogénov, ako je fusáriové vädnutie a baktérie koreňovej hniloby, čím sa vytvorili komplexné choroby a spôsobili väčšie straty.
Preventívne a kontrolné opatrenia
Tradičné linecídy možno rozdeliť na fumiganty a nefumiganty podľa rôznych spôsobov použitia.
Fumigant
Zahŕňa halogénované uhľovodíky a izotiokyanáty a medzi nefumiganty patria organofosforové zlúčeniny a karbamáty. V súčasnosti sú medzi insekticídmi registrovanými v Číne brómmetán (látka poškodzujúca ozónovú vrstvu, ktorá sa postupne zakazuje) a chlórpikrín, čo sú halogénované uhľovodíkové zlúčeniny, ktoré môžu inhibovať syntézu bielkovín a biochemické reakcie počas dýchania háďatka koreňového. Dva fumiganty sú metylizotiokyanát, ktorý môže degradovať a uvoľňovať metylizotiokyanát a ďalšie nízkomolekulárne zlúčeniny v pôde. Metylizotiokyanát môže vstúpiť do tela háďatka koreňového a viazať sa na globulín prenášač kyslíka, čím inhibuje dýchanie háďatka koreňového a dosahuje letálny účinok. Okrem toho boli v Číne ako fumiganty na kontrolu háďatka koreňového registrované aj sulfurylfluorid a kyánamid vápenatý.
Existujú aj niektoré halogénované uhľovodíkové fumiganty, ktoré nie sú v Číne registrované, ako napríklad 1,3-dichlórpropylén, jódmetán atď., ktoré sú v niektorých európskych krajinách a Spojených štátoch registrované ako náhrada brómmetánu.
Nefumigant
Vrátane organofosfátov a karbamátov. Medzi nefumigované lineicídy registrované v našej krajine patria fosfíntiazolium, metanofos, phoxifos a chlorpyrifos k organofosfátom, zatiaľ čo karboxanil, aldikarb a karboxanilbutatiokarb patria ku karbamátom. Nefumigované nematocídy narúšajú funkciu nervového systému háďatiek spôsobujúcich koreňové uzly väzbou na acetylcholínesterázu v synapsiách háďatiek spôsobujúcich koreňové uzly. Zvyčajne háďatká spôsobujúce koreňové uzly nezabíjajú, ale iba spôsobujú, že háďatká spôsobujúce koreňové uzly strácajú schopnosť lokalizovať hostiteľa a infikovať, preto sa často označujú ako „paralyzátory háďatiek“. Tradičné nefumigované nematocídy sú vysoko toxické nervovoparalytické látky, ktoré majú rovnaký mechanizmus účinku na stavovce a článkonožce ako háďatká. Preto v dôsledku obmedzení environmentálnych a sociálnych faktorov najrozvinutejšie krajiny sveta obmedzili alebo zastavili vývoj organofosforových a karbamátových insekticídov a obrátili sa na vývoj niektorých nových vysoko účinných a nízkotoxických insekticídov. V posledných rokoch medzi nové nekarbamátové/organofosforové insekticídy, ktoré získali registráciu EPA, patria etylspirálát (registrovaný v roku 2010), difluórsulfón (registrovaný v roku 2014) a fluopyramid (registrovaný v roku 2015).
V skutočnosti však kvôli vysokej toxicite a zákazu organofosfátových pesticídov nie je v súčasnosti k dispozícii veľa nematocídov. V Číne bolo registrovaných 371 nematocídov, z ktorých 161 bolo účinnou látkou abamektínu a 158 tiazofosofos. Tieto dve účinné látky boli najdôležitejšími zložkami na kontrolu nematód v Číne.
V súčasnosti nie je veľa nových nematocídov, medzi ktorými sú lídrami fluorénsulfoxid, spiroxid, difluórsulfón a fluopyramid. Okrem toho, pokiaľ ide o biopesticídy, silný trhový potenciál majú aj Penicillium paraclavidum a Bacillus thuringiensis HAN055 registrované spoločnosťou Kono.
Globálny patent na kontrolu háďatka koreňového uzlíka sóje
Háďatko koreňové sóje je jedným z hlavných dôvodov zníženia úrody sóje v hlavných krajinách vyvážajúcich sóju, najmä v Spojených štátoch a Brazílii.
Za posledné desaťročie bolo na celom svete podaných celkovo 4287 patentov na ochranu rastlín týkajúcich sa háďatka koreňového sóje. Svetové patenty na háďatko koreňového sóje sa týkajú najmä regiónov a krajín, pričom prvým je Európsky úrad pre patenty, druhým je Čína a Spojené štáty, zatiaľ čo Brazília, ktorá je najzávažnejšou oblasťou háďatka koreňového sóje, má iba 145 patentových prihlášok. A väčšina z nich pochádza od nadnárodných spoločností.
V súčasnosti sú abamektín a fosfíntiazol hlavnými kontrolnými látkami proti koreňovým háďatkám v Číne. Začal sa tiež uvádzať na trh patentovaný produkt fluopyramid.
Avermektín
V roku 1981 bol abamektín uvedený na trh ako prostriedok proti črevným parazitom u cicavcov a v roku 1985 ako pesticíd. Avermektín je dnes jedným z najpoužívanejších insekticídov.
Fosfín tiazát
Fosfíntiazol je nový, účinný a širokospektrálny nefumigovaný organofosfátový insekticíd vyvinutý spoločnosťou Ishihara v Japonsku a uvedený na trh v mnohých krajinách, ako je Japonsko. Predbežné štúdie ukázali, že fosfíntiazol má endosorpciu a transport v rastlinách a má širokospektrálnu aktivitu proti parazitickým nematódam a škodcom. Rastlinné parazitické nematódy poškodzujú mnoho dôležitých plodín a biologické a fyzikálne a chemické vlastnosti fosfíntiazolu sú veľmi vhodné na aplikáciu do pôdy, takže je ideálnym prostriedkom na kontrolu rastlinných parazitických nematód. V súčasnosti je fosfíntiazol jedným z mála nematocídov registrovaných na zelenine v Číne a má vynikajúcu vnútornú absorpciu, takže sa môže použiť nielen na kontrolu nematód a škodcov na povrchu pôdy, ale aj na kontrolu roztočov a škodcov na povrchu listov. Hlavným spôsobom účinku fosfíntiazolov je inhibícia acetylcholinesterázy cieľového organizmu, čo ovplyvňuje ekológiu nematód v druhom larválnom štádiu. Fosfíntiazol môže inhibovať aktivitu, poškodenie a liahnutie háďatiek, takže môže inhibovať rast a reprodukciu háďatiek.
Fluopyramid
Fluopyramid je fungicíd na báze pyridyletylbenzamidu, vyvinutý a komerčne dostupný spoločnosťou Bayer Cropscience, ktorý je stále v platnosti. Fluopyramid má určitú nematocídnu aktivitu a bol registrovaný na kontrolu háďatka koreňového v plodinách a v súčasnosti je populárnejším nematocídom. Mechanizmus jeho účinku spočíva v inhibícii mitochondriálneho dýchania blokovaním prenosu elektrónov sukcíndehydrogenázy v dýchacom reťazci a inhibícii niekoľkých štádií rastového cyklu patogénnych baktérií s cieľom dosiahnuť cieľ kontroly patogénnych baktérií.
Účinná látka fluropyramidu je v Číne stále v patentovej lehote. Z jej patentových prihlášok na háďatká sú 3 od spoločnosti Bayer a 4 z Číny, ktoré sa kombinujú s biostimulantmi alebo inými účinnými látkami na kontrolu háďatiek. V skutočnosti sa niektoré účinné látky v patentovej lehote môžu použiť na predbežné schválenie patentu a ovládnutie trhu. Ako napríklad vynikajúci prostriedok proti motýľom a strapkám etylpolycidín, viac ako 70 % domácich patentových prihlášok pochádzajú od domácich podnikov.
Biologické pesticídy na kontrolu háďatiek
V posledných rokoch sa biologické metódy kontroly, ktoré nahrádzajú chemickú kontrolu háďatka koreňového, tešia rozsiahlej pozornosti doma aj v zahraničí. Izolácia a skríning mikroorganizmov s vysokou antagonistickou schopnosťou voči háďatku koreňovému sú hlavnými podmienkami biologickej kontroly. Hlavnými kmeňmi hlásenými u antagonistických mikroorganizmov proti háďatku koreňovému boli Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus a Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces a Trichoderma, avšak niektoré mikroorganizmy mali ťažkosti s uplatňovaním svojich antagonistických účinkov na háďatko koreňové kvôli ťažkostiam s umelou kultúrou alebo nestabilnému účinku biologickej kontroly v teréne.
Paecilomyces lavviolaceus je účinný parazit vajíčok háďatka južného a háďatka Cystocystis albicans. Miera parazitácie vajíčok háďatka južného dosahuje 60 % až 70 %. Inhibičný mechanizmus Paecilomyces lavviolaceus proti háďatkám koreňových uzlov spočíva v tom, že po kontakte Paecilomyces lavviolaceus s oocystami línií hlístov vo viskóznom substráte mycélium biokontrolných baktérií obklopuje celé vajíčko a koniec mycélia sa stáva hrubším. Povrch škrupiny vajíčka sa naruší v dôsledku aktivity exogénnych metabolitov a hubovej chitinázy, na ktorú sa potom dostanú huby a nahradia ju. Môže tiež vylučovať toxíny, ktoré ničia háďatká. Jeho hlavnou funkciou je ničenie vajíčok. V Číne je registrovaných osem pesticídov. V súčasnosti nemá Paecilomyces lilaclavi na predaj zloženú liekovú formu, ale jeho patent v Číne má patent na zmiešanie s inými insekticídmi na zvýšenie účinnosti použitia.
Rastlinný extrakt
Prírodné rastlinné produkty sa dajú bezpečne používať na kontrolu háďatka koreňového a použitie rastlinných materiálov alebo nematoidných látok produkovaných rastlinami na kontrolu chorôb spôsobených háďatkom koreňového je viac v súlade s požiadavkami ekologickej bezpečnosti a bezpečnosti potravín.
Nematoidné zložky rastlín sa nachádzajú vo všetkých orgánoch rastliny a možno ich získať parnou destiláciou, organickou extrakciou, zberom koreňových sekrétov atď. Podľa ich chemických vlastností sa delia hlavne na neprchavé látky s rozpustnosťou vo vode alebo organickou rozpustnosťou a prchavé organické zlúčeniny, medzi ktorými neprchavé látky tvoria väčšinu. Nematoidné zložky mnohých rastlín sa môžu po jednoduchej extrakcii použiť na kontrolu háďatka koreňového a objavenie rastlinných extraktov je v porovnaní s novými účinnými látkami relatívne jednoduché. Hoci má insekticídny účinok, skutočná účinná látka a insekticídny princíp často nie sú jasné.
V súčasnosti sú hlavnými komerčnými rastlinnými pesticídmi s aktivitou ničenia háďatiek neem, matrín, veratrin, skopolamín, čajový saponín atď., ktorých je relatívne málo a možno ich použiť na produkciu rastlín inhibujúcich háďatká výsadbou alebo sprievodnými látkami.
Hoci kombinácia rastlinných extraktov na kontrolu háďatka koreňového bude mať lepší účinok na kontrolu háďatka koreňového, v súčasnosti ešte nebola úplne komerčne využitá, stále však poskytuje novú myšlienku pre rastlinné extrakty na kontrolu háďatka koreňového.
Bioorganické hnojivo
Kľúčom k úspechu pri používaní bioorganických hnojív je, či sa antagonistické mikroorganizmy dokážu množiť v pôde alebo v rizosfére. Výsledky ukazujú, že aplikácia niektorých organických materiálov, ako sú napríklad panciere kreviet a krabov a olejová múčka, môže priamo alebo nepriamo zlepšiť biologický účinok proti háďatku koreňovému. Použitie technológie fermentácie v pevnej forme na fermentáciu antagonistických mikroorganizmov a organických hnojív na výrobu bioorganických hnojív je novou metódou biologickej kontroly choroby háďatka koreňového.
V štúdii kontroly rastlinných háďatiek pomocou bioorganických hnojív sa zistilo, že antagonistické mikroorganizmy v bioorganických hnojivách mali dobrý kontrolný účinok na háďatká koreňových uzlov, najmä organické hnojivo vyrobené fermentáciou antagonistických mikroorganizmov a organických hnojív pomocou technológie pevnej fermentácie.
Kontrolný účinok organického hnojiva na háďatká spôsobujúce koreňové uzly však veľmi závisí od prostredia a doby používania a jeho účinnosť je oveľa nižšia ako u tradičných pesticídov a je ťažké ho komercializovať.
Ako súčasť kontroly liekov a hnojív je však možné kontrolovať nematódy pridaním chemických pesticídov a integráciou vody a hnojív.
Vzhľadom na veľký počet odrôd jednotlivých plodín (ako sú sladké zemiaky, sója atď.) pestovaných doma aj v zahraničí sa výskyt háďatiek stáva čoraz vážnejším problémom a kontrola háďatiek čelí veľkej výzve. V súčasnosti bola väčšina odrôd pesticídov registrovaných v Číne vyvinutá pred 80. rokmi 20. storočia a nové účinné látky sú vážne nedostatočné.
Biologické činidlá majú v procese použitia jedinečné výhody, ale nie sú také účinné ako chemické činidlá a ich použitie je obmedzené rôznymi faktormi. Z príslušných patentových prihlášok vyplýva, že súčasný vývoj nematocídov sa stále zameriava na kombináciu starých produktov, vývoj biopesticídov a integráciu vody a hnojív.
Čas uverejnenia: 20. mája 2024