Kontrolo de radiknodaj nematodoj el tutmonda perspektivo: defioj, strategioj kaj novigoj

Kvankam plantparazitaj nematodoj apartenas al nematodaj danĝeroj, ili ne estas plantdamaĝbestoj, sed plantmalsanoj.
La radiknoda nematodo (Meloidogyne) estas la plej vaste distribuita kaj damaĝa plantparazita nematodo en la mondo. Oni taksas, ke pli ol 2000 plantspecioj en la mondo, inkluzive de preskaŭ ĉiuj kultivataj kultivaĵoj, estas tre sentemaj al infekto per radiknodaj nematodoj. Radiknodaj nematodoj infektas la gastigajn radikajn ĉelojn por formi tumorojn, influante la sorbadon de akvo kaj nutraĵoj, rezultante en bremsita plantkresko, naniĝo, flaviĝo, velkado, folibuklo, fruktomisformiĝo, kaj eĉ morto de la tuta planto, rezultante en tutmonda kultivaĵredukto.
En la lastaj jaroj, la kontrolo de nematodaj malsanoj estis la fokuso de tutmondaj plantprotektaj kompanioj kaj esplorinstitutoj. Sojfaba kista nematodo estas grava kialo por redukto de sojfaba produktado en Brazilo, Usono kaj aliaj gravaj sojfabaj eksportantaj landoj. Nuntempe, kvankam iuj fizikaj metodoj aŭ agrikulturaj mezuroj estis aplikitaj al la kontrolo de nematodaj malsanoj, kiel ekzemple: ekzamenado de rezistemaj variaĵoj, uzado de rezistemaj rizomoj, kultivrotacio, grundoplibonigo, ktp., la plej gravaj kontrolmetodoj ankoraŭ estas kemia kontrolo aŭ biologia kontrolo.

Mekanismo de radik-krucvoja ago

La vivhistorio de radiknoda nematodo konsistas el ovo, larvo de la unua instelo, larvo de la dua instelo, larvo de la tria instelo, larvo de la kvara instelo kaj plenkreskulo. La larvo estas malgranda vermoforma, la plenkreskulo estas heteromorfa, la masklo estas linia, kaj la femalo estas pirforma. La larvoj de la dua instelo povas migri en la akvo de grundporoj, serĉi la radikon de la gastiga planto tra la sentemaj aleloj de la kapo, invadi la gastigan planton trapikante la epidermon de la plilongiga areo de la gastiga radiko, kaj poste vojaĝi tra la interĉela spaco, moviĝi al la radikpinto kaj atingi la meristemon de la radiko. Post kiam la larvoj de la dua instelo atingis la meristemon de la radikpinto, la larvoj moviĝis reen al la direkto de la vaskula fasko kaj atingis la ksileman disvolviĝan areon. Tie, la larvoj de la dua instelo trapikas la gastigajn ĉelojn per buŝa pinglo kaj injektas sekreciojn de ezofaga glando en la gastigajn radikĉelojn. Aŭksino kaj diversaj enzimoj enhavitaj en sekrecioj de ezofaga glando povas indukti la mutacion de gastigaj ĉeloj en "gigantajn ĉelojn" kun multnukleaj nukleoj, riĉaj je suborganeloj kaj vigla metabolo. La kortikaj ĉeloj ĉirkaŭ gigantaj ĉeloj multiĝas, trokreskas kaj ŝvelas sub la influo de gigantaj ĉeloj, formante la tipajn simptomojn de radiknodoj sur la radiksurfaco. Dua-stataj larvoj uzas gigantajn ĉelojn kiel nutropunktojn por absorbi nutraĵojn kaj akvon kaj ne moviĝas. Sub taŭgaj kondiĉoj, la dua-stataj larvoj povas indukti la gastiganton produkti gigantajn ĉelojn 24 horojn post infekto, kaj evolui al plenkreskaj vermoj post tri plumŝanĝoj en la sekvaj 20 tagoj. Post tio, la maskloj moviĝas kaj forlasas la radikojn, la femaloj restas senmovaj kaj daŭre evoluas, komencante demeti ovojn je ĉirkaŭ 28 tagoj. Kiam la temperaturo estas super 10 ℃, la ovoj eloviĝas en la radiknodo, la unua-stataj larvoj eniras la ovojn, la dua-stataj larvoj boras el la ovoj, forlasante la gastiganton al la grundo denove infekto.
Radiknodaj nematodoj havas vastan gamon da gastigantoj, kiuj povas esti parazitaj sur pli ol 3000 specoj de gastigantoj, kiel ekzemple legomoj, nutraĵkultivaĵoj, monkultivaĵoj, fruktarboj, ornamaj plantoj kaj fiherboj. La radikoj de legomoj trafitaj de radiknodaj nematodoj unue formas nodetojn de malsamaj grandecoj, kiuj estas lakte blankaj komence kaj palbrunaj en la pli posta stadio. Post infekto per radiknoda nematodo, la plantoj en la tero estis mallongaj, la branĉoj kaj folioj estis atrofiitaj aŭ flavigitaj, la kresko estis bremsita, la foliokoloro estis hela, kaj la kresko de grave malsanaj plantoj estis malforta, la plantoj velkis pro sekeco, kaj la tuta planto mortis grave. Krome, la reguligo de defenda respondo, inhibicia efiko kaj histomekanika damaĝo kaŭzita de radiknodaj nematodoj sur kultivaĵojn ankaŭ faciligis la invadon de grund-portitaj patogenoj kiel fusarium-velko kaj radikputro-bakterioj, tiel formante kompleksajn malsanojn kaj kaŭzante pli grandajn perdojn.

Preventaj kaj kontrolaj mezuroj

Tradiciaj linicidoj povas esti dividitaj en fumigaĵojn kaj ne-fumigaĵojn laŭ malsamaj uzmetodoj.

Fumigilo

Ĝi inkluzivas halogenitajn hidrokarbonojn kaj izotiocianatojn, kaj ne-fumigaĵoj inkluzivas organofosforajn kaj karbamatojn. Nuntempe, inter la insekticidoj registritaj en Ĉinio, bromometano (ozon-malpleniganta substanco, kiu estas iom post iom malpermesita) kaj kloropikrino estas halogenitaj hidrokarbonaj kombinaĵoj, kiuj povas inhibicii la proteinsintezon kaj biokemiajn reakciojn dum spirado de radiknodaj nematodoj. La du fumigaĵoj estas metilizotiocianato, kiu povas degradi kaj liberigi metilizotiocianaton kaj aliajn malgrandajn molekulajn kombinaĵojn en la grundo. Metilizotiocianato povas eniri la korpon de radiknoda nematodo kaj ligiĝi al la oksigena transporta globulino, tiel inhibiciante la spiradon de radiknoda nematodo por atingi mortigan efikon. Krome, sulfurilfluorido kaj kalcia cianamido ankaŭ estis registritaj kiel fumigaĵoj por la kontrolo de radiknodaj nematodoj en Ĉinio.
Ankaŭ ekzistas iuj halogenitaj hidrokarbonaj fumigaĵoj, kiuj ne estas registritaj en Ĉinio, kiel ekzemple 1,3-dikloropropileno, jodometano, ktp., kiuj estas registritaj en iuj landoj en Eŭropo kaj Usono kiel anstataŭaĵoj por bromometano.

Ne-fumigantino

Inkluzive de organofosforo kaj karbamatoj. Inter la ne-fumigitaj linicidoj registritaj en nia lando, fosfino-tiazolio, metanofoso, foksifoso kaj klorpirifoso apartenas al organofosforo, dum karboksanilo, aldikarbo kaj karboksanil-butatiokarbo apartenas al karbamato. Ne-fumigitaj nematocidoj interrompas la nervosisteman funkcion de radiknodaj nematodoj per ligado al acetilkolinesterazo en la sinapsoj de radiknodaj nematodoj. Ili kutime ne mortigas la radiknodajn nematodojn, sed nur igas la radiknodajn nematodojn perdi sian kapablon lokalizi la gastiganton kaj infekti, tial ili ofte estas nomataj "nematodaj paraliziloj". Tradiciaj ne-fumigitaj nematocidoj estas tre toksaj nervotoksinoj, kiuj havas la saman agmekanismon sur vertebruloj kaj artikuloj kiel nematodoj. Tial, sub la limoj de mediaj kaj sociaj faktoroj, la plej grandaj industrilandoj de la mondo reduktis aŭ haltigis la disvolvon de organofosforaj kaj karbamataj insekticidoj, kaj turnis sin al la disvolvo de iuj novaj alt-efikaj kaj malalt-toksecaj insekticidoj. En la lastaj jaroj, inter la novaj ne-karbamataj/organofosforaj insekticidoj, kiuj akiris EPA-registriĝon, estas spiralato-etilo (registrita en 2010), difluorosulfono (registrita en 2014) kaj fluopiramido (registrita en 2015).
Sed fakte, pro la alta tokseco, la malpermeso de organofosforaj pesticidoj, ne estas multaj nematocidoj haveblaj nuntempe. 371 nematocidoj estis registritaj en Ĉinio, el kiuj 161 estis abamektino kiel aktiva ingredienco kaj 158 estis tiazofoso kiel aktiva ingredienco. Ĉi tiuj du aktivaj ingrediencoj estis la plej gravaj komponantoj por nematodkontrolo en Ĉinio.
Nuntempe, ne ekzistas multaj novaj nematocidoj, inter kiuj fluorena sulfoksido, spiroksido, difluorosulfono kaj fluopiramido estas la gvidantoj. Krome, rilate al biopesticidoj, Penicillium paraclavidum kaj Bacillus thuringiensis HAN055 registritaj de Kono ankaŭ havas fortan merkatan potencialon.

Tutmonda patento por kontrolo de sojfaba radiknoda nematodo

Sojfaba radiknoda nematodo estas unu el la ĉefaj kaŭzoj de redukto de sojfaba rikolto en gravaj sojfab-eksportantaj landoj, precipe Usono kaj Brazilo.
Entute 4287 patentoj pri plantprotektado rilate al sojfabaj radiknodaj nematodoj estis registritaj tutmonde dum la pasinta jardeko. La tutmondaj patentoj pri la sojfabaj radiknodaj nematodoj estas ĉefe petataj en regionoj kaj landoj, la unua estas la Eŭropa Agentejo, la dua estas Ĉinio kaj Usono, dum la plej grava areo pri sojfabaj radiknodaj nematodoj, Brazilo, havas nur 145 patentpetojn. Kaj la plej multaj el ili venas de multnaciaj kompanioj.

Nuntempe, abamektino kaj fosfinotiazolo estas la ĉefaj kontrolaj agentoj kontraŭ radiknematodoj en Ĉinio. Kaj la patentita produkto fluopiramido ankaŭ komencis esti publikigita.

Avermektino

En 1981, abamektino estis enkondukita sur la merkaton kiel kontrolo kontraŭ intestaj parazitoj en mamuloj, kaj en 1985 kiel pesticido. Avermektino estas unu el la plej vaste uzataj insekticidoj hodiaŭ.

Fosfina tiazato

Fosfino tiazolo estas nova, efika kaj larĝspektra ne-fumigata organofosfora insekticido, disvolvita de la kompanio Ishihara en Japanio, kaj estis surmerkatigita en multaj landoj, kiel ekzemple Japanio. Antaŭstudoj montris, ke fosfino tiazolio havas endosorban kaj transportan efikon en plantojn kaj havas larĝspektran agadon kontraŭ parazitaj nematodoj kaj damaĝbestoj. Plantparazitaj nematodoj damaĝas multajn gravajn kultivaĵojn, kaj la biologiaj, fizikaj kaj kemiaj ecoj de fosfino tiazolo estas tre taŭgaj por grunda apliko, do ĝi estas ideala agento por kontroli plantparazitajn nematodojn. Nuntempe, fosfino tiazolio estas unu el la solaj nematocidoj registritaj sur legomoj en Ĉinio, kaj ĝi havas bonegan internan sorbadon, do ĝi povas esti uzata ne nur por kontroli nematodojn kaj grundsurfacajn damaĝbestojn, sed ankaŭ por kontroli foliakarojn kaj folisurfacajn damaĝbestojn. La ĉefa agmaniero de fosfino tiazolidoj estas inhibicii la acetilkolinesterazon de la cela organismo, kio influas la ekologion de la dua larva stadio de nematodoj. Fosfino-tiazolo povas inhibicii la aktivecon, damaĝon kaj eloviĝon de nematodoj, do ĝi povas inhibicii la kreskon kaj reproduktadon de nematodoj.

Fluopiramido

Fluopiramido estas piridila etila benzamida fungicido, evoluigita kaj komercigita de Bayer Cropscience, kiu ankoraŭ estas en la patentperiodo. Fluopiramido havas certan nematicidan agadon, kaj estis registrita por la kontrolo de radiknodaj nematodoj en kultivaĵoj, kaj nuntempe estas pli populara nematicido. La mekanismo de ĝia ago estas inhibicii mitokondrian spiradon per blokado de la elektrona translokigo de sukcena dehidrogenazo en la spira ĉeno, kaj inhibicii plurajn stadiojn de la kreskociklo de patogenaj bakterioj por atingi la celon kontroli patogenajn bakteriojn.

La aktiva ingredienco de fluropiramido en Ĉinio ankoraŭ estas en la patentperiodo. El ĝiaj patentpetoj por nematodoj, 3 estas de Bayer, kaj 4 estas el Ĉinio, kiuj estas kombinitaj kun biostimuliloj aŭ diversaj aktivaj ingrediencoj por kontroli nematodojn. Fakte, iuj aktivaj ingrediencoj ene de la patentperiodo povas esti uzataj por efektivigi iujn patentajn aranĝojn anticipe por kapti la merkaton. Ekzemple, bonega lepidoptera damaĝbesto kaj tripsa agento etilpolicidino, pli ol 70% de la hejmaj patentpetoj estas petitaj de hejmaj entreprenoj.

Biologiaj pesticidoj por nematodkontrolo

En la lastaj jaroj, biologiaj kontrolmetodoj, kiuj anstataŭigas kemian kontrolon de radiknodaj nematodoj, ricevis vastan atenton hejme kaj eksterlande. Izolado kaj ekzamenado de mikroorganismoj kun alta antagonisma kapablo kontraŭ radiknodaj nematodoj estas la ĉefaj kondiĉoj por biologia kontrolo. La ĉefaj trostreĉoj raportitaj pri antagonismaj mikroorganismoj de radiknodaj nematodoj estis Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus kaj Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces kaj Trichoderma, tamen, iujn mikroorganismojn malfacilis apliki siajn antagonismajn efikojn sur radiknodaj nematodoj pro malfacilaĵoj en artefarita kulturo aŭ malstabila efiko de biologia kontrolo en la kampo.
Paecilomyces lavviolaceus estas efika parazito de la ovoj de la suda radiknoda nematodo kaj Cystocystis albicans. La parazita ofteco de la ovoj de la suda radiknoda nematodo estas tiel alta kiel 60%~70%. La inhiba mekanismo de Paecilomyces lavviolaceus kontraŭ radiknodaj nematodoj estas, ke post kontakto de Paecilomyces lavviolaceus kun oocistoj de linivermoj, en la viskoza substrato, la micelio de biokontrolaj bakterioj ĉirkaŭas la tutan ovon, kaj la fino de la micelio dikiĝas. La surfaco de la ovoŝelo rompiĝas pro la agadoj de eksogenaj metabolitoj kaj funga kitinazo, kaj poste fungoj invadas kaj anstataŭigas ĝin. Ĝi ankaŭ povas sekrecii toksinojn, kiuj mortigas nematodojn. Ĝia ĉefa funkcio estas mortigi ovojn. Ekzistas ok pesticidaj registradoj en Ĉinio. Nuntempe, Paecilomyces lilaclavi ne havas komponaĵan dozoformon por vendo, sed ĝia patenta aranĝo en Ĉinio havas patenton por kombinado kun aliaj insekticidoj por pliigi la aktivecon de uzo.

Plantekstrakto

Naturaj plantproduktoj povas esti sekure uzataj por kontroli radiknodajn nematodojn, kaj la uzo de plantmaterialoj aŭ nematoidaj substancoj produktitaj de plantoj por kontroli malsanojn de radiknodaj nematodoj pli konformas al la postuloj de ekologia sekureco kaj nutraĵsekureco.
Nematoidaj komponantoj de plantoj ekzistas en ĉiuj organoj de la planto kaj povas esti akiritaj per vapora distilado, organika ekstraktado, kolektado de radikaj sekrecioj, ktp. Laŭ iliaj kemiaj ecoj, ili estas ĉefe dividitaj en ne-volatilajn substancojn kun akvosolvebleco aŭ organika solvebleco kaj volatilajn organikajn kombinaĵojn, inter kiuj ne-volatilaj substancoj konsistigas la plimulton. La nematoidaj komponantoj de multaj plantoj povas esti uzataj por kontroli radikajn nodajn nematodojn post simpla ekstraktado, kaj la malkovro de plantekstraktoj estas relative simpla kompare kun novaj aktivaj kombinaĵoj. Tamen, kvankam ĝi havas insekticidan efikon, la vera aktiva ingredienco kaj insekticida principo ofte ne estas klaraj.
Nuntempe, nimo, matrino, veratrino, skopolamino, tea saponino kaj tiel plu estas la ĉefaj komercaj plantinsekticidoj kun nematodmortiga agado, kiuj estas relative malmultaj, kaj povas esti uzataj en la produktado de nematod-inhibiciaj plantoj per interplantado aŭ akompanado.
Kvankam la kombinaĵo de plantekstraktoj por kontroli radiknodan nematodon ludos pli bonan nematodan kontrolefikon, ĝi ankoraŭ ne estas plene komercigita, sed ĝi tamen provizas novan ideon por plantekstraktoj por kontroli radiknodan nematodon.

Bio-organika sterko

La ŝlosilo de bio-organika sterko estas ĉu la antagonismaj mikroorganismoj povas multiĝi en la grundo aŭ rizosfera grundo. La rezultoj montras, ke la apliko de iuj organikaj materialoj kiel salikokaj kaj krabaj konkoj kaj olea faruno povas rekte aŭ nerekte plibonigi la biologian kontrolon de radiknoda nematodo. Uzi solidan fermentadteknologion por fermenti antagonismajn mikroorganismojn kaj organikan sterkon por produkti bio-organikan sterkon estas nova biologia kontrolmetodo por kontroli la malsanon de radiknoda nematodo.
En la studo pri kontrolado de vegetaĵaj nematodoj per bio-organika sterko, oni trovis, ke la antagonismaj mikroorganismoj en bio-organika sterko havis bonan kontrolefikon kontraŭ radiknodaj nematodoj, precipe la organika sterko farita el la fermentado de antagonismaj mikroorganismoj kaj organika sterko per solida fermentadteknologio.
Tamen, la kontrola efiko de organika sterkaĵo kontraŭ radiknodaj nematodoj havas bonegan rilaton kun la medio kaj uzperiodo, kaj ĝia kontrola efikeco estas multe malpli ol tiu de tradiciaj pesticidoj, kaj ĝi estas malfacile komercigebla.
Tamen, kiel parto de kontrolo de medikamentoj kaj sterkaĵoj, eblas kontroli nematodojn per aldono de kemiaj pesticidoj kaj integrado de akvo kaj sterkaĵo.
Kun la granda nombro da unu-kultivaĵaj variaĵoj (kiel batato, sojfabo, ktp.) plantitaj hejme kaj eksterlande, la ĉeesto de nematodoj fariĝas pli kaj pli grava, kaj la kontrolo de nematodoj ankaŭ alfrontas grandan defion. Nuntempe, la plej multaj el la pesticidaj variaĵoj registritaj en Ĉinio estis evoluigitaj antaŭ la 1980-aj jaroj, kaj la novaj aktivaj komponaĵoj estas serioze nesufiĉaj.
Biologiaj agentoj havas unikajn avantaĝojn en la uzprocezo, sed ili ne estas tiel efikaj kiel kemiaj agentoj, kaj ilia uzo estas limigita de diversaj faktoroj. Per la koncernaj patentpetoj, oni povas vidi, ke la nuna disvolviĝo de nematocidoj ankoraŭ temas pri la kombinaĵo de malnovaj produktoj, la disvolviĝo de biopesticidoj, kaj la integriĝo de akvo kaj sterko.