Lai gan augu parazitārās nematodes pieder pie nematodu bīstamības, tās nav augu kaitēkļi, bet gan augu slimības.
Sakņu mezglu nematode (Meloidogyne) ir visizplatītākā un viskaitīgākā augu parazitārā nematode pasaulē. Tiek lēsts, ka vairāk nekā 2000 augu sugu pasaulē, tostarp gandrīz visas kultivētās kultūras, ir ļoti jutīgas pret sakņu mezglu nematodes infekciju. Sakņu mezglu nematodes inficē saimniekauga sakņu audu šūnas, veidojot audzējus, ietekmējot ūdens un barības vielu uzsūkšanos, kā rezultātā aizkavējas auga augšana, rodas pundurisms, dzeltēšana, vīstēšana, lapu čokurošanās, augļu deformācija un pat visa auga bojāeja, kā rezultātā samazinās raža visā pasaulē.
Pēdējos gados nematodu slimību kontrole ir bijusi pasaules augu aizsardzības uzņēmumu un pētniecības institūtu uzmanības centrā. Sojas pupiņu cistu nematode ir svarīgs iemesls sojas pupiņu ražošanas samazinājumam Brazīlijā, Amerikas Savienotajās Valstīs un citās svarīgās sojas pupiņu eksportētājvalstīs. Pašlaik, lai gan nematodu slimību kontrolei ir izmantotas dažas fizikālas metodes vai lauksaimniecības pasākumi, piemēram, izturīgu šķirņu pārbaude, izturīgu potcelmu izmantošana, augseka, augsnes uzlabošana utt., vissvarīgākās kontroles metodes joprojām ir ķīmiskā vai bioloģiskā kontrole.
Sakņu savienojuma darbības mehānisms
Sakņu mezgla nematodes dzīves cikls sastāv no olas, pirmā stadijas kāpura, otrā stadijas kāpura, trešā stadijas kāpura, ceturtā stadijas kāpura un pieauguša īpatņa. Kāpurs ir mazs, tārpveida īpatnis, pieaugušais īpatnis ir heteromorfs, tēviņš ir lineārs, bet mātīte ir bumbierveida. Otrā stadijas kāpuri var migrēt augsnes poru ūdenī, meklēt saimniekauga sakni caur jutīgajām saknes galvas alēlēm, iekļūt saimniekaugā, caurdurot epidermu no saimniekauga saknes pagarinājuma zonas, un pēc tam ceļot pa starpšūnu telpu, pārvietoties uz saknes galu un sasniegt saknes meristemu. Pēc tam, kad otrā stadijas kāpuri sasniedz saknes gala meristemu, kāpuri pārvietojas atpakaļ asinsvadu kūlīša virzienā un sasniedz ksilēmas attīstības zonu. Šeit otrā stadijas kāpuri caurdur saimniekšūnas ar mutes adatu un injicē barības vada dziedzeru sekrēciju saimniekauga saknes šūnās. Auksīns un dažādi enzīmi, kas atrodas barības vada dziedzeru sekrēcijā, var izraisīt saimniekšūnu mutāciju par "milzu šūnām" ar daudzkodolu kodoliem, bagātām ar suborganellām un spēcīgu metabolismu. Kortikālās šūnas ap milzu šūnām vairojas, pāraug un pietūkst milzu šūnu ietekmē, veidojot tipiskus sakņu mezgliņu simptomus uz saknes virsmas. Otrās stadijas kāpuri izmanto milzu šūnas kā barošanās punktus, lai absorbētu barības vielas un ūdeni, un nekustas. Piemērotos apstākļos otrās stadijas kāpuri 24 stundas pēc inficēšanās var pamudināt saimnieku ražot milzu šūnas un pēc trim spalvu maiņas reizēm turpmāko 20 dienu laikā attīstīties par pieaugušiem tārpiem. Pēc tam tēviņi pārvietojas un atstāj saknes, mātītes paliek nekustīgas un turpina attīstīties, sākot dēt olas aptuveni 28 dienu laikā. Kad temperatūra pārsniedz 10 ℃, olas izšķiļas saknes mezgliņā, pirmā stadijas kāpuri izšķiļas olās, otrās stadijas kāpuri izurbjas no olām, atstāj saimnieku augsnē un atkal inficējas.
Sakņu mezglu nematodēm ir plašs saimnieku klāsts, kas var parazitēt uz vairāk nekā 3000 saimnieku veidiem, piemēram, dārzeņiem, pārtikas kultūrām, tirgus kultūrām, augļu kokiem, dekoratīvajiem augiem un nezālēm. Dārzeņu saknes, ko skārušas sakņu mezglu nematodes, vispirms veido dažāda lieluma mezgliņus, kas sākumā ir pienbalti un vēlāk gaiši brūni. Pēc inficēšanās ar sakņu mezglu nematodi augi zemē bija īsi, zari un lapas bija atrofējušies vai dzeltējuši, augšana bija kavēta, lapu krāsa bija gaiša, un smagi slimo augu augšana bija vāja, augi sausumā novīta, un viss augs smagi gāja bojā. Turklāt aizsardzības reakcijas regulācija, kavējošā iedarbība un sakņu mezglu nematožu radītie audu mehāniskie bojājumi kultūraugos veicināja arī augsnē pārnēsātu patogēnu, piemēram, fuzarioze un sakņu puves baktēriju, invāziju, tādējādi veidojot sarežģītas slimības un radot lielākus zaudējumus.
Profilakses un kontroles pasākumi
Tradicionālos linecīdus var iedalīt fumigantos un nefumigantos atkarībā no dažādām lietošanas metodēm.
Fumigants
Tas ietver halogenētus ogļūdeņražus un izotiocianātus, un nefumiganti ir organofosfori un karbamāti. Pašlaik no Ķīnā reģistrētajiem insekticīdiem bromometāns (ozona slāni noārdoša viela, kas tiek pakāpeniski aizliegta) un hlorpikrīns ir halogenēti ogļūdeņražu savienojumi, kas var kavēt olbaltumvielu sintēzi un bioķīmiskās reakcijas sakņu mezglu nematodu elpošanas laikā. Abi fumiganti ir metilizotiocianāts, kas var noārdīt un atbrīvot metilizotiocianātu un citus mazmolekulārus savienojumus augsnē. Metilizotiocianāts var iekļūt sakņu mezglu nematodes organismā un saistīties ar skābekļa nesēja globulīnu, tādējādi kavējot sakņu mezglu nematodes elpošanu, panākot letālu efektu. Turklāt Ķīnā kā fumiganti sakņu mezglu nematodu kontrolei ir reģistrēti arī sulfurilfluorīds un kalcija cianamīds.
Ir arī daži halogenēti ogļūdeņražu fumiganti, kas nav reģistrēti Ķīnā, piemēram, 1,3-dihlorpropilēns, jodmetāns u.c., kas dažās Eiropas un Amerikas Savienotajās Valstīs ir reģistrēti kā brommetāna aizstājēji.
Nefumigējošs
Ieskaitot organofosforu un karbamātus. No mūsu valstī reģistrētajiem nefumigētajiem lineicīdiem fosfīnitiazolijs, metanofoss, foksifoss un hlorpirifoss pieder pie organofosfora, savukārt karboksanils, aldikarbs un karboksanilbutatiokarbs pieder pie karbamāta. Nefumigēti nematocīdi traucē sakņu mezglu nematodu nervu sistēmas darbību, saistoties ar acetilholīnesterāzi sakņu mezglu nematodu sinapsēs. Tie parasti nenogalina sakņu mezglu nematodes, bet tikai liek tām zaudēt spēju atrast saimnieku un inficēt, tāpēc tos bieži dēvē par "nematožu paralīzēm". Tradicionālie nefumigētie nematocīdi ir ļoti toksiski nervu paralizētāji, kuriem ir tāds pats darbības mehānisms uz mugurkaulniekiem un posmkājiem kā nematodēm. Tāpēc, ņemot vērā vides un sociālo faktoru ierobežojumus, pasaules lielākās attīstītās valstis ir samazinājušas vai pārtraukušas organofosfora un karbamāta insekticīdu izstrādi un pievērsušās dažu jaunu augstas efektivitātes un zemas toksicitātes insekticīdu izstrādei. Pēdējos gados starp jaunajiem ne-karbamāta/organofosfora insekticīdiem, kas ir saņēmuši EPA reģistrāciju, ir spirāletils (reģistrēts 2010. gadā), difluorsulfons (reģistrēts 2014. gadā) un fluopiramīds (reģistrēts 2015. gadā).
Taču patiesībā, pateicoties augstajai toksicitātei un organofosfora pesticīdu aizliegumam, pašlaik nav pieejams daudz nematocīdu. Ķīnā ir reģistrēti 371 nematocīdi, no kuriem 161 bija abamektīna aktīvā viela un 158 bija tiazofosa aktīvā viela. Šīs divas aktīvās vielas bija vissvarīgākās nematodu apkarošanas sastāvdaļas Ķīnā.
Pašlaik nav daudz jaunu nematocīdu, starp kuriem līderi ir fluorēna sulfoksīds, spiroksīds, difluorsulfons un fluopiramīds. Turklāt biopesticīdu ziņā liels tirgus potenciāls ir arī Kono reģistrētajiem Penicillium paraclavidum un Bacillus thuringiensis HAN055.
Globāls patents sojas pupiņu sakņu mezglu nematodes kontrolei
Sojas pupiņu sakņu mezglu nematode ir viens no galvenajiem sojas pupiņu ražas samazināšanās iemesliem lielākajās sojas pupiņu eksportētājvalstīs, īpaši Amerikas Savienotajās Valstīs un Brazīlijā.
Pēdējās desmitgades laikā visā pasaulē ir iesniegti kopumā 4287 augu aizsardzības patenti, kas saistīti ar sojas pupiņu sakņu mezglu nematodēm. Pasaules sojas pupiņu sakņu mezglu nematodes patentu pieteikumi galvenokārt tiek iesniegti reģionos un valstīs, pirmais ir Eiropas birojs, otrais ir Ķīna un Amerikas Savienotās Valstis, savukārt visnopietnākajā sojas pupiņu sakņu mezglu nematodes jomā Brazīlijā ir tikai 145 patentu pieteikumi. Un lielākā daļa no tiem ir no starptautiskiem uzņēmumiem.
Pašlaik abamektīns un fosfīnitiazols ir galvenie sakņu nematodu kontroles līdzekļi Ķīnā. Ir sākta arī patentētā produkta fluopiramīda ražošana.
Avermektīns
1981. gadā abamektīns tika ieviests tirgū kā līdzeklis pret zarnu parazītiem zīdītājiem, bet 1985. gadā — kā pesticīds. Avermektīns ir viens no mūsdienās visplašāk izmantotajiem insekticīdiem.
Fosfīna tiazāts
Fosfīnitiazols ir jauns, efektīvs un plaša spektra nefumigēts organofosfora insekticīds, ko izstrādājusi Ishihara kompānija Japānā un kas ir laists tirgū daudzās valstīs, piemēram, Japānā. Sākotnējie pētījumi liecina, ka fosfīnitiazolijam piemīt endosorbcija un transports augos, un tam ir plaša spektra aktivitāte pret parazitārajām nematodēm un kaitēkļiem. Augu parazitārās nematodes kaitē daudzām svarīgām kultūrām, un fosfīnitiazola bioloģiskās, fizikālās un ķīmiskās īpašības ir ļoti piemērotas lietošanai augsnē, tāpēc tas ir ideāls līdzeklis augu parazitāro nematodu kontrolei. Pašlaik fosfīnitiazols ir viens no nedaudzajiem nematocīdiem, kas reģistrēti dārzeņiem Ķīnā, un tam ir lieliska iekšējā absorbcija, tāpēc to var izmantot ne tikai nematodu un augsnes virsmas kaitēkļu kontrolei, bet arī lapu ērcīšu un lapu virsmas kaitēkļu kontrolei. Fosfīnitiazolīdu galvenais darbības veids ir mērķa organisma acetilholīnesterāzes inhibēšana, kas ietekmē nematodes 2. kāpuru stadijas ekoloģiju. Fosfīnitiazols var kavēt nematodu aktivitāti, bojājumus un izšķilšanos, tāpēc tas var kavēt nematodu augšanu un vairošanos.
Fluopiramīds
Fluopiramīds ir piridiletilbenzamīda fungicīds, ko izstrādājusi un komercializējusi Bayer Cropscience, un tam joprojām ir patentēšanas periods. Fluopiramīdam piemīt noteikta nematocīda aktivitāte, un tas ir reģistrēts sakņu mezglu nematodes kontrolei kultūraugos, un pašlaik ir populārāks nematocīds līdzeklis. Tā darbības mehānisms ir mitohondriju elpošanas kavēšana, bloķējot sukcīndehidrogenāzes elektronu pārnesi elpošanas ķēdē, un patogēno baktēriju augšanas cikla vairāku posmu kavēšana, lai sasniegtu patogēno baktēriju kontroles mērķi.
Aktīvā viela fluropiramīds Ķīnā joprojām ir patentēšanas periodā. No tās patentpieteikumiem nematodu apkarošanai 3 ir no Bayer un 4 ir no Ķīnas, un tie ir kombinēti ar biostimulantiem vai citām aktīvām vielām nematodu apkarošanai. Faktiski dažas aktīvās vielas patentēšanas periodā var izmantot, lai iepriekš veiktu patentu izstrādi un iekarotu tirgu. Piemēram, izcilais lepidoptera kaitēkļu un tripšu līdzeklis etilpolicidīns, vairāk nekā 70% no vietējiem patentpieteikumiem iesniedz vietējie uzņēmumi.
Bioloģiskie pesticīdi nematodu apkarošanai
Pēdējos gados bioloģiskās kontroles metodes, kas aizstāj sakņu mezglu nematodu ķīmisko kontroli, ir saņēmušas plašu uzmanību gan mājās, gan ārzemēs. Mikroorganismu ar augstu antagonistisku spēju pret sakņu mezglu nematodēm izolēšana un skrīnings ir galvenie bioloģiskās kontroles nosacījumi. Galvenie ziņotie sakņu mezglu nematodu antagonistisko mikroorganismu celmi bija Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus un Rhizobium, Myrothecium, Paecilomyces un Trichoderma, tomēr dažiem mikroorganismiem bija grūti īstenot savu antagonisko iedarbību uz sakņu mezglu nematodēm mākslīgās kultivēšanas grūtību vai nestabilas bioloģiskās kontroles efekta dēļ laukā.
Paecilomyces lavviolaceus ir efektīvs dienvidu sakņu mezglu nematodes un Cystocystis albicans olu parazīts. Dienvidu sakņu mezglu nematodes olu parazīta līmenis ir pat 60–70%. Paecilomyces lavviolaceus inhibīcijas mehānisms pret sakņu mezglu nematodēm ir tāds, ka pēc Paecilomyces lavviolaceus saskares ar līnijtārpu oocistām viskozā substrātā biokontroles baktēriju micēlijs ieskauj visu olu, un micēlija gals kļūst biezs. Olas čaumalas virsma tiek bojāta eksogēno metabolītu un sēnīšu hitīnas aktivitātes dēļ, un pēc tam sēnītes iebrūk un aizstāj to. Tā var arī izdalīt toksīnus, kas iznīcina nematodes. Tās galvenā funkcija ir iznīcināt olas. Ķīnā ir reģistrētas astoņas pesticīdu zāles. Pašlaik Paecilomyces lilaclavi nav pārdošanā esošas saliktas zāļu formas, bet tās patentu izkārtojumam Ķīnā ir patents par sajaukumu ar citiem insekticīdiem, lai palielinātu lietošanas aktivitāti.
Augu ekstrakts
Sakņu mezglu nematodu apkarošanai var droši izmantot dabiskos augu produktus, un augu izcelsmes materiālu vai augu ražotu nematodu vielu izmantošana sakņu mezglu nematodu slimību apkarošanai vairāk atbilst ekoloģiskās drošības un pārtikas nekaitīguma prasībām.
Augu nematoīdās sastāvdaļas ir atrodamas visos auga orgānos, un tās var iegūt ar tvaika destilāciju, organisko ekstrakciju, sakņu sekrētu savākšanu utt. Pēc to ķīmiskajām īpašībām tās galvenokārt iedala nepastāvīgās vielās ar šķīdību ūdenī vai organisko šķīdību un gaistošos organiskajos savienojumos, starp kuriem nepastāvīgās vielas veido lielāko daļu. Daudzu augu nematoīdās sastāvdaļas pēc vienkāršas ekstrakcijas var izmantot sakņu mezglu nematodu apkarošanai, un augu ekstraktu atklāšana ir salīdzinoši vienkārša, salīdzinot ar jauniem aktīvajiem savienojumiem. Tomēr, lai gan tam piemīt insekticīda iedarbība, īstā aktīvā viela un insekticīda princips bieži vien nav skaidrs.
Pašlaik galvenie komerciālie augu pesticīdi ar nematodu iznīcināšanas aktivitāti ir nīms, matrīns, veratrīns, skopolamīns, tējas saponīns un tā tālāk, kuru ir salīdzinoši maz, un tos var izmantot nematodu inhibējošo augu ražošanā, stādot tos kopā vai pievienojot.
Lai gan augu ekstraktu kombinācija sakņu mezglu nematodes kontrolei nodrošinās labāku nematodes kontroles efektu, pašreizējā posmā tā vēl nav pilnībā komercializēta, taču tā joprojām sniedz jaunu ideju augu ekstraktiem sakņu mezglu nematodes kontrolei.
Bioorganiskais mēslojums
Bioorganiskā mēslojuma galvenais jautājums ir par to, vai antagonistiskie mikroorganismi var vairoties augsnē vai rizosfēras augsnē. Rezultāti liecina, ka dažu organisko materiālu, piemēram, garneļu un krabju čaulu, kā arī eļļas miltu, izmantošana var tieši vai netieši uzlabot sakņu mezglu nematodes bioloģiskās kontroles efektu. Cietās fermentācijas tehnoloģijas izmantošana antagonistisko mikroorganismu fermentēšanai un organiskā mēslojuma ražošanai bioorganiskā mēslojuma ražošanai ir jauna bioloģiskās kontroles metode sakņu mezglu nematodes slimības kontrolei.
Pētot dārzeņu nematodu kontroli ar bioorganisko mēslojumu, tika atklāts, ka bioorganiskajā mēslojumā esošajiem antagonistiskajiem mikroorganismiem ir laba kontroles ietekme uz sakņu mezglu nematodēm, īpaši organiskajam mēslojumam, kas iegūts no antagonistisko mikroorganismu fermentācijas, un organiskajam mēslojumam, izmantojot cietās fermentācijas tehnoloģiju.
Tomēr organiskā mēslojuma kontroles ietekme uz sakņu mezglu nematodēm ir ļoti saistīta ar vidi un lietošanas periodu, un tā kontroles efektivitāte ir daudz mazāka nekā tradicionālajiem pesticīdiem, un to ir grūti komercializēt.
Tomēr, kā daļa no zāļu un mēslošanas līdzekļu kontroles, nematodes ir iespējams kontrolēt, pievienojot ķīmiskos pesticīdus un integrējot ūdeni un mēslojumu.
Tā kā gan mājās, gan ārzemēs tiek stādīts liels skaits atsevišķu kultūraugu šķirņu (piemēram, saldie kartupeļi, sojas pupiņas utt.), nematodu sastopamība kļūst arvien nopietnāka, un arī nematodu kontrole saskaras ar lieliem izaicinājumiem. Pašlaik lielākā daļa Ķīnā reģistrēto pesticīdu šķirņu tika izstrādātas pirms 20. gs. astoņdesmitajiem gadiem, un jaunie aktīvie savienojumi ir nopietni nepietiekami.
Bioloģiskajiem aģentiem ir unikālas priekšrocības lietošanas procesā, taču tie nav tik efektīvi kā ķīmiskie aģenti, un to lietošanu ierobežo dažādi faktori. No attiecīgajiem patentu pieteikumiem var redzēt, ka pašreizējā nematocīdu attīstība joprojām ir saistīta ar veco produktu kombinēšanu, biopesticīdu izstrādi un ūdens un mēslojuma integrāciju.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 20. maijs