Walaupun nematod parasit tumbuhan tergolong dalam bahaya nematod, ia bukanlah perosak tumbuhan, tetapi penyakit tumbuhan.
Nematod simpul akar (Meloidogyne) ialah nematod parasit tumbuhan yang paling banyak diedarkan dan berbahaya di dunia. Dianggarkan lebih daripada 2000 spesies tumbuhan di dunia, termasuk hampir semua tanaman yang ditanam, sangat sensitif terhadap jangkitan nematod simpul akar. Nematod simpul akar menjangkiti sel tisu akar perumah untuk membentuk tumor, menjejaskan penyerapan air dan nutrien, mengakibatkan pertumbuhan tumbuhan terbantut, kerdil, kekuningan, layu, kerinting daun, kecacatan buah, dan juga kematian seluruh tumbuhan, mengakibatkan pengurangan tanaman global.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kawalan penyakit nematod telah menjadi tumpuan syarikat perlindungan tumbuhan global dan institut penyelidikan. Nematod sista kacang soya merupakan sebab penting bagi pengurangan pengeluaran kacang soya di Brazil, Amerika Syarikat dan negara pengeksport kacang soya penting yang lain. Pada masa ini, walaupun beberapa kaedah fizikal atau langkah pertanian telah digunakan untuk mengawal penyakit nematod, seperti: menyaring varieti tahan, menggunakan batang akar tahan, putaran tanaman, penambahbaikan tanah, dan sebagainya, kaedah kawalan yang paling penting masih merupakan kawalan kimia atau kawalan biologi.
Mekanisme tindakan simpang akar
Sejarah hidup nematod simpul akar terdiri daripada telur, larva instar pertama, larva instar kedua, larva instar ketiga, larva instar keempat dan larva dewasa. Larva kecil seperti cacing, larva dewasa heteromorfik, larva jantan linear, dan larva betina berbentuk buah pir. Larva instar kedua boleh berhijrah di dalam air liang tanah, mencari akar tumbuhan perumah melalui alel sensitif kepala, menyerang tumbuhan perumah dengan menembusi epidermis dari kawasan pemanjangan akar perumah, dan kemudian bergerak melalui ruang antara sel, bergerak ke hujung akar, dan sampai ke meristem akar. Selepas larva instar kedua sampai ke meristem hujung akar, larva bergerak kembali ke arah berkas vaskular dan sampai ke kawasan perkembangan xilem. Di sini, larva instar kedua menembusi sel perumah dengan jarum oral dan menyuntik rembesan kelenjar esofagus ke dalam sel akar perumah. Auksin dan pelbagai enzim yang terkandung dalam rembesan kelenjar esofagus boleh mendorong sel perumah untuk bermutasi menjadi "sel gergasi" dengan nukleus berbilang nukleus, kaya dengan suborganel dan metabolisme yang kuat. Sel-sel kortikal di sekeliling sel gergasi membiak, membesar dan membesar di bawah pengaruh sel gergasi, membentuk simptom tipikal nodul akar pada permukaan akar. Larva instar kedua menggunakan sel gergasi sebagai titik makan untuk menyerap nutrien dan air dan tidak bergerak. Di bawah keadaan yang sesuai, larva instar kedua boleh mendorong perumah untuk menghasilkan sel gergasi 24 jam selepas jangkitan, dan berkembang menjadi cacing dewasa selepas tiga kali berganti kulit dalam 20 hari berikutnya. Selepas itu, jantan bergerak dan meninggalkan akar, betina kekal pegun dan terus berkembang, mula bertelur pada kira-kira 28 hari. Apabila suhu melebihi 10 ℃, telur menetas dalam nodul akar, larva instar pertama dalam telur, larva instar kedua menebuk keluar dari telur, meninggalkan perumah ke tanah sekali lagi dijangkiti.
Nematod simpul akar mempunyai pelbagai jenis perumah, yang boleh menjadi parasit pada lebih 3 000 jenis perumah, seperti sayur-sayuran, tanaman makanan, tanaman kontan, pokok buah-buahan, tumbuhan hiasan dan rumpai. Akar sayur-sayuran yang terjejas oleh nematod simpul akar mula-mula membentuk bintil dengan pelbagai saiz, yang berwarna putih susu pada mulanya dan coklat pucat pada peringkat kemudian. Selepas jangkitan dengan nematod simpul akar, tumbuhan di dalam tanah menjadi pendek, dahan dan daun menjadi atrofi atau menguning, pertumbuhannya terbantut, warna daunnya cerah, dan pertumbuhan tumbuhan yang sakit teruk menjadi lemah, tumbuhan layu dalam kemarau, dan seluruh tumbuhan mati teruk. Di samping itu, pengawalaturan tindak balas pertahanan, kesan perencatan dan kerosakan mekanikal tisu yang disebabkan oleh nematod simpul akar pada tanaman juga memudahkan pencerobohan patogen bawaan tanah seperti layu fusarium dan bakteria reput akar, sekali gus membentuk penyakit yang kompleks dan menyebabkan kerugian yang lebih besar.
Langkah-langkah pencegahan dan kawalan
Linecides tradisional boleh dibahagikan kepada fumigan dan bukan fumigan mengikut kaedah penggunaan yang berbeza.
Fumigan
Ia merangkumi hidrokarbon terhalogen dan isotiosianat, dan bukan fumigan termasuk organofosfat dan karbamat. Pada masa ini, antara racun serangga yang berdaftar di China, bromometana (bahan penipisan ozon, yang secara beransur-ansur diharamkan) dan kloropikrin adalah sebatian hidrokarbon terhalogen, yang boleh menghalang sintesis protein dan tindak balas biokimia semasa respirasi nematod simpul akar. Kedua-dua fumigan tersebut ialah metil isotiosianat, yang boleh menguraikan dan melepaskan metil isotiosianat dan sebatian molekul kecil lain di dalam tanah. Metil isotiosianat boleh memasuki badan nematod simpul akar dan mengikat pada globulin pembawa oksigen, sekali gus menghalang respirasi nematod simpul akar untuk mencapai kesan maut. Di samping itu, sulfuril fluorida dan kalsium sianamida juga telah didaftarkan sebagai fumigan untuk mengawal nematod simpul akar di China.
Terdapat juga beberapa fumigan hidrokarbon terhalogen yang tidak berdaftar di China, seperti 1,3-dikloropropilena, iodometana, dan sebagainya, yang berdaftar di beberapa negara di Eropah dan Amerika Syarikat sebagai pengganti bromometana.
Bukan pengasapan
Termasuk organophosphorus dan karbamat. Antara racun lini yang tidak difumigasi yang berdaftar di negara kita, fosfin tiazolium, Methanofos, foksifos dan klorpirifos tergolong dalam organophosphorus, manakala karboksanil, aldikarb dan karboksanil butatiokarb tergolong dalam karbamat. Nematosida yang tidak difumigasi mengganggu fungsi sistem saraf nematoda simpul akar dengan mengikat asetilkolinesterase dalam sinaps nematoda simpul akar. Ia biasanya tidak membunuh nematoda simpul akar, tetapi hanya menyebabkan nematoda simpul akar hilang keupayaannya untuk mencari perumah dan menjangkiti, jadi ia sering dirujuk sebagai "pelumpuh nematoda". Nematosida tradisional yang tidak difumigasi adalah agen saraf yang sangat toksik, yang mempunyai mekanisme tindakan yang sama pada vertebrata dan artropod seperti nematoda. Oleh itu, di bawah kekangan faktor alam sekitar dan sosial, negara maju utama dunia telah mengurangkan atau menghentikan pembangunan racun serangga organofosforus dan karbamat, dan beralih kepada pembangunan beberapa racun serangga baharu yang berkecekapan tinggi dan rendah ketoksikan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, antara racun serangga bukan karbamat/organofosforus baharu yang telah mendapat pendaftaran EPA ialah etil spiralat (didaftarkan pada tahun 2010), difluorosulfon (didaftarkan pada tahun 2014) dan fluopiramida (didaftarkan pada tahun 2015).
Namun sebenarnya, disebabkan oleh ketoksikan yang tinggi, larangan racun perosak organofosforus, tidak banyak nematosida yang tersedia sekarang. 371 nematosida telah didaftarkan di China, di mana 161 daripadanya adalah bahan aktif abamektin dan 158 adalah bahan aktif tiazofos. Kedua-dua bahan aktif ini merupakan komponen terpenting untuk kawalan nematod di China.
Pada masa ini, tidak banyak nematosida baharu, antaranya fluorena sulfoksida, spiroksida, difluorosulfon dan fluopiramid adalah peneraju. Di samping itu, dari segi biopestisid, Penicillium paraclavidum dan Bacillus thuringiensis HAN055 yang didaftarkan oleh Kono juga mempunyai potensi pasaran yang kukuh.
Paten global untuk kawalan nematod simpul akar kacang soya
Nematod simpul akar kacang soya merupakan salah satu sebab utama pengurangan hasil kacang soya di negara pengeksport utama kacang soya, terutamanya Amerika Syarikat dan Brazil.
Sebanyak 4287 paten perlindungan tumbuhan yang berkaitan dengan nematod simpul akar kacang soya telah difailkan di seluruh dunia dalam dekad yang lalu. Nematod simpul akar kacang soya dunia terutamanya memohon paten di rantau dan negara, yang pertama ialah Biro Eropah, yang kedua ialah China, dan Amerika Syarikat, manakala kawasan nematod simpul akar kacang soya yang paling serius, Brazil, hanya mempunyai 145 permohonan paten. Dan kebanyakannya datang daripada syarikat multinasional.
Pada masa ini, abamektin dan fosfin tiazol merupakan agen kawalan utama untuk nematod akar di China. Dan produk berpaten fluopiramid juga telah mula dikeluarkan.
Avermectin
Pada tahun 1981, abamectin diperkenalkan ke pasaran sebagai kawalan terhadap parasit usus dalam mamalia, dan pada tahun 1985 sebagai racun perosak. Avermectin ialah salah satu racun serangga yang paling banyak digunakan pada masa kini.
Fosfin tiazat
Fosfin tiazol ialah racun serangga organofosforus tanpa pengasapan yang baharu, cekap dan berspektrum luas yang dibangunkan oleh Syarikat Ishihara di Jepun, dan telah dipasarkan di banyak negara seperti Jepun. Kajian awal menunjukkan bahawa fosfin tiazol mempunyai endosorpsi dan pengangkutan dalam tumbuhan dan mempunyai aktiviti spektrum luas terhadap nematod parasit dan perosak. Nematod parasit tumbuhan merosakkan banyak tanaman penting, dan sifat biologi, fizikal dan kimia fosfin tiazol sangat sesuai untuk aplikasi tanah, jadi ia merupakan agen yang ideal untuk mengawal nematod parasit tumbuhan. Pada masa ini, fosfin tiazol ialah salah satu daripada satu-satunya nematosid yang berdaftar pada sayur-sayuran di China, dan ia mempunyai penyerapan dalaman yang sangat baik, jadi ia bukan sahaja boleh digunakan untuk mengawal nematod dan perosak permukaan tanah, tetapi juga boleh digunakan untuk mengawal hama daun dan perosak permukaan daun. Cara tindakan utama fosfin tiazolida adalah untuk menghalang asetilkolinesterase organisma sasaran, yang mempengaruhi ekologi nematod peringkat larva ke-2. Fosfin tiazol boleh menghalang aktiviti, kerosakan dan penetasan nematoda, justeru ia boleh menghalang pertumbuhan dan pembiakan nematoda.
Fluopiramid
Fluopyramide ialah racun kulat piridil etil benzamida, yang dibangunkan dan dikomersialkan oleh Bayer Cropscience, yang masih dalam tempoh paten. Fluopyramide mempunyai aktiviti nematisida tertentu, dan telah didaftarkan untuk mengawal nematod simpul akar dalam tanaman, dan kini merupakan nematisida yang lebih popular. Mekanisme tindakannya adalah untuk menghalang respirasi mitokondria dengan menyekat pemindahan elektron suksinik dehidrogenase dalam rantai pernafasan, dan menghalang beberapa peringkat kitaran pertumbuhan bakteria patogen untuk mencapai tujuan mengawal bakteria patogen.
Bahan aktif fluropyramide di China masih dalam tempoh paten. Daripada permohonan patennya dalam nematod, 3 adalah dari Bayer, dan 4 adalah dari China, yang digabungkan dengan biostimulan atau bahan aktif yang berbeza untuk mengawal nematod. Malah, beberapa bahan aktif dalam tempoh paten boleh digunakan untuk menjalankan beberapa susun atur paten terlebih dahulu untuk merebut pasaran. Seperti perosak lepidoptera dan agen thrips etil polisidin yang sangat baik, lebih daripada 70% paten permohonan domestik dipohon oleh perusahaan domestik.
Racun perosak biologi untuk kawalan nematod
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kaedah kawalan biologi yang menggantikan kawalan kimia nematod simpul akar telah mendapat perhatian meluas di dalam dan luar negara. Pengasingan dan penyaringan mikroorganisma dengan keupayaan antagonistik yang tinggi terhadap nematod simpul akar adalah syarat utama untuk kawalan biologi. Strain utama yang dilaporkan pada mikroorganisma antagonistik nematod simpul akar ialah Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus dan Rhizobium. Walau bagaimanapun, Myrothecium, Paecilomyces dan Trichoderma, sesetengah mikroorganisma sukar untuk mengenakan kesan antagonisnya pada nematod simpul akar disebabkan oleh kesukaran dalam kultur buatan atau kesan kawalan biologi yang tidak stabil di lapangan.
Paecilomyces lavviolaceus merupakan parasit yang berkesan terhadap telur nematod nod akar selatan dan Cystocystis albicans. Kadar parasit telur nematod nod akar selatan adalah setinggi 60%~70%. Mekanisme perencatan Paecilomyces lavviolaceus terhadap nematod simpul akar adalah selepas Paecilomyces lavviolaceus bersentuhan dengan ookista cacing garis, dalam substrat likat, miselium bakteria biokawalan mengelilingi seluruh telur, dan hujung miselium menjadi tebal. Permukaan cangkerang telur pecah disebabkan oleh aktiviti metabolit eksogen dan kitinase kulat, dan kemudian kulat menyerang dan menggantikannya. Ia juga boleh merembeskan toksin yang membunuh nematod. Fungsi utamanya adalah untuk membunuh telur. Terdapat lapan pendaftaran racun perosak di China. Pada masa ini, Paecilomyces lilacclavi tidak mempunyai bentuk dos sebatian untuk dijual, tetapi susun atur patennya di China mempunyai paten untuk penggabungan dengan racun serangga lain untuk meningkatkan aktiviti penggunaan.
Ekstrak tumbuhan
Produk tumbuhan semula jadi boleh digunakan dengan selamat untuk kawalan nematod simpul akar, dan penggunaan bahan tumbuhan atau bahan nematoid yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk mengawal penyakit nematod simpul akar adalah lebih selaras dengan keperluan keselamatan ekologi dan keselamatan makanan.
Komponen nematoda tumbuhan wujud dalam semua organ tumbuhan dan boleh diperolehi melalui penyulingan wap, pengekstrakan organik, pengumpulan rembesan akar, dan sebagainya. Mengikut sifat kimianya, ia dibahagikan terutamanya kepada bahan tidak meruap dengan kelarutan air atau kelarutan organik dan sebatian organik meruap, antaranya bahan tidak meruap menyumbang sebahagian besarnya. Komponen nematoda banyak tumbuhan boleh digunakan untuk mengawal nematoda simpul akar selepas pengekstrakan mudah, dan penemuan ekstrak tumbuhan agak mudah berbanding sebatian aktif baharu. Walau bagaimanapun, walaupun ia mempunyai kesan insektisida, bahan aktif sebenar dan prinsip insektisida selalunya tidak jelas.
Pada masa ini, neem, matrin, veratrin, skopolamin, saponin teh dan sebagainya merupakan racun perosak tumbuhan komersial utama dengan aktiviti membunuh nematod, yang agak sedikit, dan boleh digunakan dalam penghasilan tumbuhan perencat nematod dengan menanam secara selang atau mengiringinya.
Walaupun gabungan ekstrak tumbuhan untuk mengawal nematod simpul akar akan memainkan kesan kawalan nematod yang lebih baik, ia belum dikomersialkan sepenuhnya pada peringkat sekarang, tetapi ia masih memberikan idea baharu untuk ekstrak tumbuhan bagi mengawal nematod simpul akar.
Baja bio-organik
Kunci baja bio-organik adalah sama ada mikroorganisma antagonis boleh membiak di dalam tanah atau tanah rizosfera. Keputusan menunjukkan bahawa penggunaan beberapa bahan organik seperti cangkerang udang dan ketam serta tepung minyak boleh secara langsung atau tidak langsung meningkatkan kesan kawalan biologi nematod simpul akar. Menggunakan teknologi penapaian pepejal untuk menapai mikroorganisma antagonis dan baja organik untuk menghasilkan baja bio-organik adalah kaedah kawalan biologi baharu untuk mengawal penyakit nematod simpul akar.
Dalam kajian kawalan nematod sayur-sayuran dengan baja bio-organik, didapati bahawa mikroorganisma antagonis dalam baja bio-organik mempunyai kesan kawalan yang baik terhadap nematod simpul akar, terutamanya baja organik yang diperbuat daripada penapaian mikroorganisma antagonis dan baja organik melalui teknologi penapaian pepejal.
Walau bagaimanapun, kesan kawalan baja organik pada nematod simpul akar mempunyai hubungan yang baik dengan alam sekitar dan tempoh penggunaan, dan kecekapan kawalannya jauh lebih rendah daripada racun perosak tradisional, dan sukar untuk dikomersialkan.
Walau bagaimanapun, sebagai sebahagian daripada kawalan ubat dan baja, nematod boleh dikawal dengan menambah racun perosak kimia dan menggabungkan air dan baja.
Dengan banyaknya varieti tanaman tunggal (seperti ubi keledek, kacang soya, dll.) yang ditanam di dalam dan luar negara, kejadian nematod menjadi semakin serius, dan kawalan nematod juga menghadapi cabaran besar. Pada masa ini, kebanyakan varieti racun perosak yang didaftarkan di China dibangunkan sebelum tahun 1980-an, dan sebatian aktif baharu tidak mencukupi.
Agen biologi mempunyai kelebihan unik dalam proses penggunaannya, tetapi ia tidak seefektif agen kimia, dan penggunaannya terhad oleh pelbagai faktor. Melalui permohonan paten yang berkaitan, dapat dilihat bahawa perkembangan nematosida semasa masih berkisar pada gabungan produk lama, pembangunan biopestisid, dan penyepaduan air dan baja.
Masa siaran: 20-Mei-2024