Нягледзячы на тое, што раслінныя паразітычныя нематоды адносяцца да нематоднай небяспекі, яны не з'яўляюцца шкоднікамі раслін, а хваробамі раслін.
Галловая нематода (Meloidogyne) — найбольш распаўсюджаная і шкодная раслінная паразітычная нематода ў свеце. Паводле ацэнак, больш за 2000 відаў раслін у свеце, у тым ліку амаль усе сельскагаспадарчыя культуры, вельмі адчувальныя да заражэння галловай нематодай. Галловая нематода заразіць клеткі тканіны кораня гаспадара, утвараючы пухліны, якія ўплываюць на паглынанне вады і пажыўных рэчываў, што прыводзіць да затрымкі росту раслін, карлікавасці, пажаўцення, завядання, кучаравасці лісця, дэфармацыі пладоў і нават гібелі ўсёй расліны, што прыводзіць да глабальнага скарачэння ўраджаю.
У апошнія гады барацьба з нематодамі знаходзіцца ў цэнтры ўвагі сусветных кампаній па абароне раслін і навукова-даследчых інстытутаў. Соевая нематода з'яўляецца важнай прычынай скарачэння вытворчасці соі ў Бразіліі, ЗША і іншых важных краінах-экспарцёрах соі. У цяперашні час, хоць для барацьбы з нематодамі выкарыстоўваюцца некаторыя фізічныя метады або сельскагаспадарчыя меры, такія як: адбор устойлівых гатункаў, выкарыстанне ўстойлівых прышчэп, севазварот, паляпшэнне глебы і г.д., найбольш важнымі метадамі барацьбы па-ранейшаму застаюцца хімічны або біялагічны кантроль.
Механізм дзеяння на кораневым злучэнні
Жыццёвы цыкл галловай нематоды складаецца з яйка, лічынкі першага ўзросту, лічынкі другога ўзросту, лічынкі трэцяга ўзросту, лічынкі чацвёртага ўзросту і дарослай асобіны. Лічынка падобная на дробнага чарвяка, дарослая асобіна гетэраморфная, самец лінейны, а самка грушападобнай формы. Лічынкі другога ўзросту могуць міграваць у вадзе глебавых пор, шукаць корань расліны-гаспадара праз адчувальныя алелі галоўкі, пранікаць у расліну-гаспадара, прабіваючы эпідэрміс з вобласці падаўжэння кораня гаспадара, а затым праходзіць праз міжклеткавую прастору, рухацца да кончыка кораня і дасягаць мерыстэмы кораня. Пасля таго, як лічынкі другога ўзросту дасягаюць мерыстэмы кончыка кораня, лічынкі вяртаюцца ў напрамку сасудзістага пучка і дасягаюць зоны развіцця ксілемы. Тут лічынкі другога ўзросту праколваюць клеткі гаспадара ротавай іголкай і ўводзяць сакрэт страваводных залоз у клеткі кораня гаспадара. Аўксін і розныя ферменты, якія змяшчаюцца ў сакрэтах страваводных залоз, могуць прымусіць клеткі гаспадара мутаваць у «гіганцкія клеткі» з шмат'ядзернымі ядрамі, багатымі субарганеламі і актыўным метабалізмам. Каркавыя клеткі вакол гіганцкіх клетак размнажаюцца, разрастаюцца і апухаюць пад уздзеяннем гіганцкіх клетак, утвараючы тыповыя сімптомы каранёвых вузельчыкаў на паверхні кораня. Лічынкі другой стадыі выкарыстоўваюць гіганцкія клеткі ў якасці пунктаў харчавання для паглынання пажыўных рэчываў і вады і не рухаюцца. Пры адпаведных умовах лічынкі другой стадыі могуць прымусіць гаспадара выпрацоўваць гіганцкія клеткі праз 24 гадзіны пасля заражэння і развівацца ў дарослых чарвякоў пасля трох ліньак на працягу наступных 20 дзён. Пасля гэтага самцы рухаюцца і пакідаюць карані, самкі застаюцца нерухомымі і працягваюць развівацца, пачынаючы адкладаць яйкі прыкладна праз 28 дзён. Калі тэмпература вышэй за 10 ℃, яйкі вылупляюцца ў каранёвых вузельчыках, лічынкі першай стадыі знаходзяцца ў яйках, лічынкі другой стадыі высвідроўваюцца з яек і пакідаюць гаспадара ў глебе, зноў трапляючы ў заражэнне.
Галлавыя нематоды маюць шырокі спектр гаспадароў, якія могуць паразітаваць на больш чым 3000 відах гаспадароў, такіх як гародніна, харчовыя культуры, таварныя культуры, фруктовыя дрэвы, дэкаратыўныя расліны і пустазелле. Карані гародніны, здзіўленыя галлавымі нематодамі, спачатку ўтвараюць клубенькі рознага памеру, якія спачатку малочна-белыя, а на пазнейшай стадыі — бледна-карычневыя. Пасля заражэння галлавымі нематодамі расліны ў зямлі былі кароткімі, галіны і лісце атрафаваліся або пажоўклі, рост запавольваўся, колер лісця быў светлым, а рост цяжка хворых раслін быў слабым, расліны вялі ад засухі, і ўся расліна гінула ў цяжкай форме. Акрамя таго, рэгуляцыя ахоўнай рэакцыі, інгібіруючы эфект і механічныя пашкоджанні тканак, выкліканыя галлавымі нематодамі на сельскагаспадарчых культурах, таксама спрыялі ўварванню глебавых патагенаў, такіх як фузарыёзнае ўвяданне і бактэрыі каранёвай гнілі, што прыводзіла да складаных захворванняў і большых страт.
Меры прафілактыкі і кантролю
Традыцыйныя лінецыды можна падзяліць на фуміганты і нефуміганты ў залежнасці ад розных спосабаў выкарыстання.
Фумігант
Да яго адносяцца галагенаваныя вуглевадароды і ізатыяцыянаты, а да нефумігантаў адносяцца арганафосфары і карбаматы. У цяперашні час сярод інсектыцыдаў, зарэгістраваных у Кітаі, бромметан (рэчыва, якое разбурае азонавы слой і паступова забароненае) і хларпікрын — гэта галагенаваныя вуглевадародныя злучэнні, якія могуць інгібіраваць сінтэз бялку і біяхімічныя рэакцыі падчас дыхання галавых нематод. Два фуміганты — гэта метылізатыяцыянат, які можа раскладацца і вызваляць метылізатыяцыянат і іншыя нізкамалекулярныя злучэнні ў глебе. Метылізатыяцыянат можа пранікаць у арганізм галавых нематод і звязвацца з глабулінам-пераносчыкам кіслароду, тым самым інгібіруючы дыханне галавых нематод і дасягаючы смяротнага эфекту. Акрамя таго, у якасці фумігантаў для барацьбы з галавымі нематодамі ў Кітаі зарэгістраваны сульфарылфтарыд і цыянамід кальцыя.
Існуюць таксама некаторыя галагенаваныя вуглевадародныя фуміганты, якія не зарэгістраваны ў Кітаі, такія як 1,3-дыхлорпрапілен, ёдаметан і г.д., якія зарэгістраваны ў некаторых краінах Еўропы і ЗША ў якасці заменнікаў бромметану.
Нефумігантны
У тым ліку арганафосфарныя і карбаматы. Сярод нефумігаваных лінеіцыдаў, зарэгістраваных у нашай краіне, фасфінтыязал, метанафос, фоксіфос і хларпірыфос адносяцца да арганафосфарных, а карбаксаніл, альдыкарб і карбаксанілбутатыякарб — да карбаматаў. Нефумігаваныя нематоцыды парушаюць функцыю нервовай сістэмы галлёвых нематод, звязваючыся з ацэтылхалінестэразай у сінапсах галлёвых нематод. Звычайна яны не знішчаюць галлёвых нематод, а толькі губляюць іх здольнасць знаходзіць гаспадара і заразіць, таму іх часта называюць «паралізатарамі нематод». Традыцыйныя нефумігаваныя нематоцыды — гэта высокатаксічныя нервова-паралітычныя рэчывы, якія маюць той жа механізм дзеяння на пазваночных і членістаногіх, што і нематоды. Такім чынам, з-за абмежаванняў, выкліканых экалагічнымі і сацыяльнымі фактарамі, буйныя развітыя краіны свету скарацілі або спынілі распрацоўку арганафосфарных і карбаматных інсектыцыдаў і перайшлі да распрацоўкі новых высокаэфектыўных і нізкатаксічных інсектыцыдаў. У апошнія гады сярод новых некарбаматных/арганофосфарных інсектыцыдаў, якія атрымалі рэгістрацыю ў Агенцтве па ахове навакольнага асяроддзя, былі спіралат этыл (зарэгістраваны ў 2010 годзе), дыфторсульфон (зарэгістраваны ў 2014 годзе) і флуапірамід (зарэгістраваны ў 2015 годзе).
Але на самой справе, з-за высокай таксічнасці і забароны арганафосфарных пестыцыдаў, зараз даступна няшмат нематоцыдаў. У Кітаі зарэгістравана 371 нематоцыд, з якіх 161 — абамектын, а 158 — тыязафос. Гэтыя два актыўныя інгрэдыенты з'яўляюцца найважнейшымі кампанентамі для барацьбы з нематодамі ў Кітаі.
У цяперашні час новых нематоцыдаў не так шмат, сярод якіх лідзіруюць флуарэнсульфаксід, спіраксід, дыфторсульфон і флуапірамід. Акрамя таго, сярод біяпестыцыдаў вялікі рыначны патэнцыял маюць Penicillium paraclavidum і Bacillus thuringiensis HAN055, зарэгістраваныя кампаніяй Kono.
Глабальны патэнт на барацьбу з каранёвай нематодай соі
Соевая нематода з'яўляецца адной з галоўных прычын зніжэння ўраджайнасці соі ў асноўных краінах-экспарцёрах соі, асабліва ў Злучаных Штатах і Бразіліі.
За апошняе дзесяцігоддзе ва ўсім свеце было пададзена ў агульнай складанасці 4287 патэнтаў на абарону раслін, звязаных з галлавой нематодай соі. Патэнты на галлавую нематоду соі ў свеце ў асноўным падаюцца ў рэгіёнах і краінах: першае месца займае Еўрапейскае бюро, другое — Кітай і Злучаныя Штаты, у той час як найбольш сур'ёзнай зонай распаўсюджвання галлавой нематоды соі з'яўляецца Бразілія, на якую пададзена толькі 145 патэнтаў. І большасць з іх паступае ад транснацыянальных кампаній.
У цяперашні час абамектын і фосфінтыязал з'яўляюцца асноўнымі агентамі барацьбы з каранёвымі нематодамі ў Кітаі. Таксама пачаўся выпуск запатэнтаванага прадукту флуапіраміду.
Авермектын
У 1981 годзе абамектын быў прадстаўлены на рынку ў якасці сродку барацьбы з кішачнымі паразітамі ў млекакормячых, а ў 1985 годзе — у якасці пестыцыду. Авермектын з'яўляецца адным з найбольш шырока выкарыстоўваных інсектыцыдаў сёння.
Фосфінтыазат
Фосфінтыязал — гэта новы, эфектыўны нефумігаваны арганафосфарны інсектыцыд шырокага спектру дзеяння, распрацаваны кампаніяй Ishihara ў Японіі і выпушчаны на рынак у многіх краінах. Папярэднія даследаванні паказалі, што фасфінтыязал валодае эндасорбцыяй і транспартам у раслінах, а таксама мае шырокі спектр актыўнасці супраць паразітычных нематод і шкоднікаў. Фітапаразітычныя нематоды шкодзяць многім важным сельскагаспадарчым культурам, а біялагічныя, фізічныя і хімічныя ўласцівасці фасфінтыязалу вельмі падыходзяць для ўнясення ў глебу, таму ён з'яўляецца ідэальным сродкам для барацьбы з фітапаразітычнымі нематодамі. У цяперашні час фасфінтыязал з'яўляецца адным з нямногіх нематоцыдаў, зарэгістраваных на гародніне ў Кітаі, і ён мае выдатную ўнутраную паглынальнасць, таму яго можна выкарыстоўваць не толькі для барацьбы з нематодамі і шкоднікамі паверхні глебы, але і для барацьбы з ліставымі кляшчамі і шкоднікамі паверхні лісця. Асноўным механізмам дзеяння фасфінтыязалідаў з'яўляецца інгібіраванне ацэтылхалінестэразы арганізма-мішэні, што ўплывае на экалогію нематод 2-й лічынкавай стадыі. Фосфінтыязол можа перашкаджаць актыўнасці, пашкоджанню і вылупленню нематод, таму ён можа перашкаджаць росту і размнажэнню нематод.
Флуапірамід
Флуапірамід — гэта фунгіцыд на аснове пірыдылэтылбензаміду, распрацаваны і камерцыялізаваны кампаніяй Bayer Cropscience, які ўсё яшчэ знаходзіцца на стадыі патэнта. Флуапірамід валодае пэўнай нематыцыднай актыўнасцю і быў зарэгістраваны для барацьбы з галловай нематодай у сельскагаспадарчых культурах, і ў цяперашні час з'яўляецца больш папулярным нематыцыдам. Механізм яго дзеяння заключаецца ў інгібіранні мітахандрыяльнага дыхання шляхам блакавання пераносу электронаў бурштынавай дэгідрагеназы ў дыхальным ланцугу, і інгібіранні некалькіх стадый цыклу росту патагенных бактэрый для дасягнення мэты кантролю патагенных бактэрый.
Актыўны інгрэдыент флурапіраміду ў Кітаі ўсё яшчэ знаходзіцца на стадыі патэнта. З усіх заявак на яго заяўку на заяўку на заяўку на нематоды 3 пададзеныя кампаніяй Bayer, а 4 — кітайскімі кампаніямі, якія спалучаюць біястымулятары або іншыя актыўныя інгрэдыенты для барацьбы з нематодамі. Фактычна, некаторыя актыўныя інгрэдыенты, якія знаходзяцца на працягу патэнтавага перыяду, могуць быць выкарыстаны для папярэдняга завяршэння патэнтнай кампаноўкі і захопу рынку. Больш за 70% айчынных заявак на заяўку на заяўку, напрыклад, этылполіцыдын, выдатны сродак ад лускакрылых і трыпсаў, пададзены айчыннымі прадпрыемствамі.
Біялагічныя пестыцыды для барацьбы з нематодамі
У апошнія гады біялагічныя метады барацьбы з галавымі нематодамі атрымалі шырокую ўвагу як у краіне, так і за мяжой. Вылучэнне і скрынінг мікраарганізмаў з высокай антаганістычнай здольнасцю супраць галавых нематод з'яўляюцца асноўнымі ўмовамі біялагічнага кантролю. Асноўнымі штамамі антаганістычных мікраарганізмаў супраць галавых нематод, пра якія паведамлялася, былі Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus і Rhizobium, Myrothecium, Paecilomyces і Trichoderma, аднак некаторым мікраарганізмам было цяжка аказваць антаганістычны эфект на галавыя нематоды з-за цяжкасцей у штучным культываванні або нестабільнага эфекту біялагічнага кантролю ў палявых умовах.
Paecilomyces lavviolaceus з'яўляецца эфектыўным паразітам яек паўднёвай вузлавой нематоды і Cystocystis albicans. Узровень паразіта яек паўднёвай вузлавой нематоды дасягае 60%~70%. Механізм інгібіравання Paecilomyces lavviolaceus супраць галлавых нематод заключаецца ў тым, што пасля кантакту Paecilomyces lavviolaceus з ооцыстамі лінейных чарвякоў у глейкім субстраце міцэлій біякантрольных бактэрый акружае ўсё яйка, і канец міцэлію становіцца тоўстым. Паверхня шкарлупіны яйка пашкоджваецца з-за актыўнасці экзагенных метабалітаў і грыбковай хітыназы, пасля чаго грыбы пранікаюць у яе і замяняюць яе. Ён таксама можа вылучаць таксіны, якія знішчаюць нематод. Яго асноўная функцыя - знішчэнне яек. У Кітаі зарэгістравана восем пестыцыдаў. У цяперашні час Paecilomyces lilaclavi не мае складанай лекавай формы для продажу, але яго патэнтная схема ў Кітаі мае патэнт на злучэнне з іншымі інсектыцыдамі для павышэння актыўнасці выкарыстання.
Раслінны экстракт
Натуральныя раслінныя прадукты можна бяспечна выкарыстоўваць для барацьбы з галзавай нематодай, а выкарыстанне раслінных матэрыялаў або нематоідных рэчываў, якія выпрацоўваюцца раслінамі, для барацьбы з хваробамі галзавай нематоды больш адпавядае патрабаванням экалагічнай бяспекі і бяспекі харчовых прадуктаў.
Нематоідныя кампаненты раслін прысутнічаюць ва ўсіх органах расліны і могуць быць атрыманы шляхам паравой дыстыляцыі, арганічнай экстракцыі, збору каранёвых вылучэнняў і г.д. Паводле сваіх хімічных уласцівасцей яны ў асноўным падзяляюцца на нелятучыя рэчывы з растваральнасцю ў вадзе або арганічнай растваральнасцю і лятучыя арганічныя злучэнні, сярод якіх нелятучыя рэчывы складаюць большасць. Нематоідныя кампаненты многіх раслін могуць быць выкарыстаны для барацьбы з галлавымі нематодамі пасля простай экстракцыі, і адкрыццё раслінных экстрактаў адносна простае ў параўнанні з новымі актыўнымі злучэннямі. Аднак, нягледзячы на інсектыцыдны эфект, сапраўдны актыўны інгрэдыент і прынцып інсектыцыднага дзеяння часта незразумелыя.
У цяперашні час асноўнымі камерцыйнымі пестыцыдамі для раслін з нематоднай актыўнасцю з'яўляюцца нім, матрын, вератрын, скапаламін, чайны сапанін і г.д., якіх адносна мала, і якія можна выкарыстоўваць у вытворчасці раслін, што інгібіруюць нематоды, шляхам перасадкі або суправаджэння.
Нягледзячы на тое, што спалучэнне раслінных экстрактаў для барацьбы з галачковай нематодай будзе мець лепшы эфект барацьбы з нематодамі, на дадзены момант яно не цалкам камерцыялізавана, але ўсё ж дае новую ідэю для раслінных экстрактаў у барацьбе з галачковай нематодай.
Біяарганічнае ўгнаенне
Ключавым фактарам пры выбары біяарганічных угнаенняў з'яўляецца тое, ці могуць антаганістычныя мікраарганізмы размнажацца ў глебе або рызасферы. Вынікі даследавання паказваюць, што ўжыванне некаторых арганічных матэрыялаў, такіх як панцыры крэветак і крабаў, а таксама алейная мука, можа прама ці ўскосна палепшыць біялагічны эфект барацьбы з галачковай нематодай. Выкарыстанне тэхналогіі цвёрдай ферментацыі для ферментацыі антаганістычных мікраарганізмаў і арганічных угнаенняў для атрымання біяарганічных угнаенняў з'яўляецца новым метадам біялагічнага кантролю хваробы галачковай нематодай.
У даследаванні барацьбы з расліннымі нематодамі з дапамогай біяарганічных угнаенняў было выяўлена, што антаганістычныя мікраарганізмы ў біяарганічных угнаеннях аказваюць добры кантрольны эфект на галлёвыя нематоды, асабліва арганічныя ўгнаенні, атрыманыя шляхам ферментацыі антаганістычных мікраарганізмаў і арганічных угнаенняў з выкарыстаннем тэхналогіі цвёрдай ферментацыі.
Аднак кантрольны эфект арганічных угнаенняў супраць галлёвых нематод цесна залежыць ад навакольнага асяроддзя і перыяду выкарыстання, а эфектыўнасць іх кантролю значна меншая, чым у традыцыйных пестыцыдаў, і іх цяжка камерцыялізаваць.
Аднак, як частка кантролю з дапамогай лекаў і ўгнаенняў, магчыма кантраляваць нематоды, дадаючы хімічныя пестыцыды і інтэгруючы ваду і ўгнаенні.
З улікам вялікай колькасці гатункаў адной культуры (напрыклад, салодкай бульбы, соі і г.д.), якія вырошчваюцца ў краіне і за мяжой, з'яўленне нематод становіцца ўсё больш сур'ёзным, і барацьба з нематодамі таксама сутыкаецца з вялікай праблемай. У цяперашні час большасць гатункаў пестыцыдаў, зарэгістраваных у Кітаі, былі распрацаваны да 1980-х гадоў, і новых актыўных рэчываў вельмі недастаткова.
Біялагічныя агенты маюць унікальныя перавагі ў працэсе выкарыстання, але яны не такія эфектыўныя, як хімічныя агенты, і іх выкарыстанне абмежавана рознымі фактарамі. З адпаведных патэнтных заявак відаць, што сучасная распрацоўка нематоцыдаў усё яшчэ звязана з спалучэннем старых прадуктаў, распрацоўкай біяпестыцыдаў і інтэграцыяй вады і ўгнаенняў.
Час публікацыі: 20 мая 2024 г.