Хотя нематоды, паразитирующие на растениях, относятся к опасным нематодам, они не являются вредителями растений, а являются болезнями растений.
Галловая нематода (Meloidogyne) является наиболее широко распространенной и вредоносной нематодой, паразитирующей на растениях в мире.Подсчитано, что более 2000 видов растений в мире, включая почти все возделываемые культуры, очень чувствительны к заражению галловыми нематодами.Галловые нематоды заражают клетки корневой ткани хозяина, образуя опухоли, влияя на поглощение воды и питательных веществ, что приводит к задержке роста растений, карликовости, пожелтению, увяданию, скручиванию листьев, деформации плодов и даже гибели всего растения, что приводит к глобальное сокращение урожая.
В последние годы борьба с нематодами находится в центре внимания мировых компаний и исследовательских институтов по защите растений.Соевая цистообразующая нематода является важной причиной сокращения производства сои в Бразилии, США и других важных странах-экспортерах сои.В настоящее время, хотя для борьбы с нематодами применяются некоторые физические методы или сельскохозяйственные меры, такие как: отбор устойчивых сортов, использование устойчивых подвоев, севооборот, улучшение почвы и т. д., наиболее важными методами борьбы по-прежнему являются химический контроль или биологический контроль.
Механизм действия корневого соединения
История жизни галловой нематоды состоит из яйца, личинки первого возраста, личинки второго возраста, личинки третьего возраста, личинки четвертого возраста и взрослой особи.Личинка мелкая червеобразная, взрослая особь гетероморфная, самец линейный, самка грушевидной формы.Личинки второго возраста могут мигрировать в воде почвенных пор, искать корень растения-хозяина через чувствительные аллели головки, проникать в растение-хозяин, прокалывая эпидермис из области удлинения корня-хозяина, а затем путешествовать по межклеточное пространство, перемещаются к кончику корня и достигают меристемы корня.После достижения личинками второго возраста меристемы кончика корня личинки возвращались в сторону проводящего пучка и достигали зоны развития ксилемы.Здесь личинки второго возраста прокалывают клетки-хозяева оральной иглой и впрыскивают секреты пищеводных желез в клетки корня хозяина.Ауксин и различные ферменты, содержащиеся в секрете желез пищевода, могут вызывать мутацию клеток-хозяев в «гигантские клетки» с многоядерными ядрами, богатыми суборганеллами и активным метаболизмом.Кортикальные клетки вокруг гигантских клеток разрастаются, разрастаются и набухают под влиянием гигантских клеток, образуя типичные симптомы корневых узелков на поверхности корня.Личинки второго возраста используют гигантские клетки в качестве точек питания, поглощая питательные вещества и воду и не двигаясь.В подходящих условиях личинки второго возраста могут побуждать хозяина производить гигантские клетки через 24 часа после заражения и развиваться во взрослых червей после трех линьок в течение следующих 20 дней.После этого самцы перемещаются и покидают корни, самки остаются неподвижными и продолжают развиваться, начиная откладывать яйца примерно на 28 день.При температуре выше 10 ℃ яйца вылупляются в корневом клубеньке, в яйцах личинки первого возраста, личинки второго возраста вылупляются из яиц, снова оставляя хозяина в почве.
Галловые нематоды имеют широкий круг хозяев и могут паразитировать на более чем 3000 видах хозяев, таких как овощи, продовольственные и товарные культуры, фруктовые деревья, декоративные растения и сорняки.На корнях овощей, пораженных галловыми нематодами, сначала образуются клубеньки разных размеров, вначале молочно-белые, а на более поздней стадии бледно-коричневые.После заражения узловатой нематодой растения в грунте были низкорослыми, ветки и листья атрофировались или желтели, рост задерживался, окраска листьев светлая, у тяжелобольных растений рост был слабым, растения завяло в засуху, и все растение сильно погибло.Кроме того, регуляция защитной реакции, ингибирующего эффекта и механического повреждения тканей, вызываемого галловыми нематодами на сельскохозяйственных культурах, также способствовала проникновению почвенных патогенов, таких как фузариозное увядание и бактерии корневых гнилей, что формировало сложные заболевания и вызывало большие потери.
Меры профилактики и борьбы
Традиционные линециды можно разделить на фумиганты и нефумиганты в зависимости от различных методов использования.
Фумигант
В его состав входят галогенированные углеводороды и изотиоцианаты, а к нефумигантам относятся фосфорорганические соединения и карбаматы.В настоящее время среди инсектицидов, зарегистрированных в Китае, бромметан (озоноразрушающее вещество, постепенно запрещается) и хлорпикрин — галогенированные углеводородные соединения, способные ингибировать синтез белка и биохимические реакции при дыхании галловых нематод.Двумя фумигантами являются метилизотиоцианат, который может разлагать и выделять метилизотиоцианат и другие низкомолекулярные соединения в почву.Метилизотиоцианат может проникать в организм галловой нематоды и связываться с глобулином-переносчиком кислорода, тем самым подавляя дыхание галловой нематоды и достигая летального эффекта.Кроме того, в Китае в качестве фумигантов для борьбы с галловыми нематодами зарегистрированы сульфурилфторид и цианамид кальция.
Существуют также некоторые галогенированные углеводородные фумиганты, не зарегистрированные в Китае, такие как 1,3-дихлорпропилен, йодметан и др., которые зарегистрированы в некоторых странах Европы и США в качестве заменителей бромметана.
Нефумигант
Включая фосфорорганические соединения и карбаматы.Среди зарегистрированных в нашей стране нефумигированных линеицидов к фосфорорганическим относятся фосфинтиазолий, метанофос, фоксифос и хлорпирифос, а к карбаматным - карбоксанил, алдикарб и карбоксанилбутатиокарб.Нефумигированные нематодиды нарушают функцию нервной системы галловых нематод путем связывания с ацетилхолинэстеразой в синапсах галловых нематод.Они обычно не убивают галловые нематоды, а лишь заставляют галловые нематоды терять способность определять местонахождение хозяина и заражать, поэтому их часто называют «нематодами-парализаторами».Традиционные нефумигированные нематоциды представляют собой высокотоксичные нервно-паралитические агенты, имеющие тот же механизм действия на позвоночных и членистоногих, что и нематоды.Таким образом, под воздействием экологических и социальных факторов крупнейшие развитые страны мира сократили или прекратили разработку фосфорорганических и карбаматных инсектицидов и обратились к разработке некоторых новых высокоэффективных и малотоксичных инсектицидов.В последние годы среди новых некарбаматных/фосфорорганических инсектицидов, получивших регистрацию EPA, оказались спиралат этил (зарегистрирован в 2010 г.), дифторсульфон (зарегистрирован в 2014 г.) и фторопирамид (зарегистрирован в 2015 г.).
Но на самом деле, из-за высокой токсичности, запрета фосфорорганических пестицидов, нематоцидов в настоящее время имеется не так много.В Китае зарегистрировано 371 нематоцид, из них 161 - с действующим веществом абамектином и 158 - с действующим веществом тиазофосом.Эти два активных ингредиента были наиболее важными компонентами для борьбы с нематодами в Китае.
В настоящее время существует не так много новых нематоцидов, среди которых лидерами являются флуоренсульфоксид, спироксид, дифторсульфон и флуопирамид.Кроме того, с точки зрения биопестицидов, Penicillium paraclavidum и Bacillus thuringiensis HAN055, зарегистрированные Коно, также имеют сильный рыночный потенциал.
Глобальный патент на борьбу с галловой нематодой на соевых бобах
Соевая корневая нематода является одной из основных причин снижения урожайности сои в основных странах-экспортерах сои, особенно в США и Бразилии.
За последнее десятилетие во всем мире было подано в общей сложности 4287 патентов на защиту растений, связанных с галловыми нематодами сои.В мире соевая галловая нематода в основном подается на патенты в регионах и странах, первое - Европейское бюро, второе - Китай и Соединенные Штаты, в то время как наиболее серьезная область соевой корневой нематоды, Бразилия, имеет только 145 патентные заявки.И большинство из них происходят из транснациональных компаний.
В настоящее время абамектин и фосфинтиазол являются основными средствами борьбы с корневыми нематодами в Китае.И запатентованный продукт флуопирамид тоже начали выкладывать.
Авермектин
В 1981 году абамектин был представлен на рынке в качестве средства борьбы с кишечными паразитами у млекопитающих, а в 1985 году — как пестицид.Авермектин сегодня является одним из наиболее широко используемых инсектицидов.
Фосфинтиазат
Фосфинтиазол — это новый, эффективный и нефумигируемый фосфорорганический инсектицид широкого спектра действия, разработанный компанией Ishihara в Японии и представленный на рынке во многих странах, в том числе в Японии.Предварительные исследования показали, что фосфинтиазолий обладает эндосорбцией и транспортом в растениях, а также обладает широким спектром активности в отношении паразитических нематод и вредителей.Нематоды-паразиты растений наносят вред многим важным сельскохозяйственным культурам, а биологические, физические и химические свойства фосфинтиазола очень подходят для внесения в почву, поэтому он является идеальным средством для борьбы с нематодами-паразитами растений.В настоящее время фосфинтиазолий является одним из единственных нематоцидов, зарегистрированных для овощей в Китае, и он обладает превосходной внутренней абсорбцией, поэтому его можно использовать не только для борьбы с нематодами и вредителями на поверхности почвы, но также для борьбы с листовыми клещами и листовыми вредителями. поверхностные вредители.Основным механизмом действия фосфинтиазолидов является ингибирование ацетилхолинэстеразы организма-мишени, что влияет на экологию нематод 2-й личиночной стадии.Фосфинтиазол способен ингибировать активность, повреждение и вылупление нематод, поэтому он может подавлять рост и размножение нематод.
Флуопирамид
Флуопирамид представляет собой пиридилэтилбензамидный фунгицид, разработанный и коммерциализированный компанией Bayer Cropscience, патент на который все еще находится на стадии патентования.Флуопирамид обладает определенной нематицидной активностью, был зарегистрирован для борьбы с галловой нематодой в сельскохозяйственных культурах и в настоящее время является более популярным нематицидом.Механизм его действия заключается в угнетении митохондриального дыхания путем блокирования переноса электронов сукцинатдегидрогеназы в дыхательной цепи и ингибировании нескольких стадий цикла роста патогенных бактерий для достижения цели контроля патогенных бактерий.
Активный ингредиент фторопирамида в Китае все еще находится на патентном периоде.Из патентных заявок на нематоды 3 поступили от Bayer и 4 — из Китая, которые сочетаются с биостимуляторами или различными активными ингредиентами для борьбы с нематодами.Фактически, некоторые активные ингредиенты в течение срока действия патента могут быть использованы для предварительного оформления патента с целью захвата рынка.Такие как превосходные вредители чешуекрылых и агент трипсов этилполицидин, более 70% отечественных патентов подаются отечественными предприятиями.
Биологические пестициды для борьбы с нематодами
В последние годы широкое внимание в стране и за рубежом получили методы биологической борьбы, заменяющие химическую борьбу с галловыми нематодами.Выделение и скрининг микроорганизмов с высокой антагонистической способностью в отношении галловых нематод являются основными условиями биологической борьбы.Основными штаммами микроорганизмов-антагонистов галловых нематод были Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus и Rhizobium.Myrothecium, Paecilomyces и Trichoderma, однако некоторым микроорганизмам было трудно оказывать свое антагонистическое действие на галловые нематоды из-за трудностей искусственного культивирования или нестабильного эффекта биологического контроля в полевых условиях.
Paecilomyces lavviolaceus – эффективный паразит яиц южной узловатой нематоды и Cystocystis albicans.Уровень паразитов в яйцах южноузловой нематоды достигает 60–70%.Механизм ингибирования Paecilomyces lavviolaceus в отношении галловых нематод заключается в том, что после контакта Paecilomyces lavviolaceus с ооцистами червей в вязком субстрате мицелий бактерий биоконтроля окружает все яйцо, а конец мицелия утолщается.Поверхность яичной скорлупы разрушается в результате деятельности экзогенных метаболитов и хитиназы грибов, а затем грибы внедряются и замещают ее.Он также может выделять токсины, убивающие нематод.Его основная функция – уничтожение яиц.В Китае зарегистрировано восемь пестицидов.В настоящее время Paecilomyces lilaclavi не имеет в продаже сложной лекарственной формы, но на его патентную схему в Китае имеется патент на смешивание с другими инсектицидами для повышения активности применения.
Растительный экстракт
Натуральные растительные продукты можно безопасно использовать для борьбы с галловыми нематодами, а использование растительного сырья или нематоидных веществ, вырабатываемых растениями, для борьбы с болезнями галловых нематод в большей степени соответствует требованиям экологической безопасности и безопасности пищевых продуктов.
Нематоидные компоненты растений присутствуют во всех органах растения и могут быть получены путем паровой перегонки, органической экстракции, сбора корневых выделений и т. д. По химическим свойствам их разделяют преимущественно на нелетучие вещества, растворимые в воде или органически растворимые. и летучие органические соединения, среди которых большинство составляют нелетучие вещества.Нематоидные компоненты многих растений можно использовать для борьбы с галловыми нематодами после простой экстракции, а открытие растительных экстрактов относительно просто по сравнению с новыми активными соединениями.Однако, хотя он обладает инсектицидным действием, реальный активный ингредиент и принцип инсектицидного действия часто не ясны.
В настоящее время ним, матрин, вератрин, скополамин, чайный сапонин и т. д. являются основными коммерческими пестицидами для растений с активностью уничтожения нематод, которых относительно мало, и которые могут использоваться при производстве растений, ингибирующих нематоды, путем пересадки или сопровождения.
Хотя комбинация растительных экстрактов для борьбы с галловой нематодой будет иметь лучший эффект борьбы с нематодами, на современном этапе она еще не полностью коммерциализирована, но все же дает новую идею использования растительных экстрактов для борьбы с корневой нематодой.
Биоорганическое удобрение
Ключом к биоорганическим удобрениям является то, могут ли микроорганизмы-антагонисты размножаться в почве или ризосферной почве.Результаты показывают, что применение некоторых органических материалов, таких как панцири креветок и крабов, а также масляная мука, может прямо или косвенно улучшить эффект биологической борьбы с галловой нематодой.Использование технологии твердого брожения для ферментации антагонистических микроорганизмов и органических удобрений для производства биоорганических удобрений является новым методом биологического контроля заболеваний корневыми нематодами.
При изучении борьбы с овощными нематодами с помощью биоорганических удобрений было обнаружено, что микроорганизмы-антагонисты в биоорганических удобрениях оказывают хорошее контролирующее действие на галловые нематоды, особенно органическое удобрение, полученное в результате ферментации микроорганизмов-антагонистов и органическое удобрение. по технологии твердого брожения.
Однако эффективность контроля органических удобрений над галловыми нематодами во многом зависит от окружающей среды и периода использования, а эффективность борьбы с ними намного меньше, чем у традиционных пестицидов, и их трудно коммерциализировать.
Однако в рамках контроля над лекарственными средствами и удобрениями можно бороться с нематодами путем добавления химических пестицидов и объединения воды и удобрений.
Из-за большого количества сортов отдельных культур (таких как сладкий картофель, соя и т. д.), высаженных в стране и за рубежом, распространение нематод становится все более серьезным, и борьба с нематодами также сталкивается с серьезной проблемой.В настоящее время большинство разновидностей пестицидов, зарегистрированных в Китае, были разработаны до 1980-х годов, и новых активных соединений серьезно недостаточно.
Биологические агенты обладают уникальными преимуществами в процессе использования, однако они не так эффективны, как химические, а их применение ограничено различными факторами.Из соответствующих патентных заявок видно, что нынешняя разработка нематоцидов по-прежнему связана с сочетанием старых продуктов, разработкой биопестицидов и интеграцией воды и удобрений.
Время публикации: 20 мая 2024 г.