Přestože hlístice rostlinné parazitické patří mezi hlístice nebezpečné, nejedná se o škůdce rostlin, ale o choroby rostlin.
Hlístice kořenová (Meloidogyne) je nejrozšířenější a nejškodlivější rostlinný parazitický hlístice na světě. Odhaduje se, že více než 2000 druhů rostlin na světě, včetně téměř všech pěstovaných plodin, je velmi citlivých na infekci hlísticí kořenovou. Hlístice kořenová infikují buňky kořenové tkáně hostitele a vytvářejí nádory, které ovlivňují absorpci vody a živin, což má za následek zpomalený růst rostlin, zakrslé keře, žloutnutí, vadnutí, kadeřavost listů, deformaci plodů a dokonce i odumření celé rostliny, což má za následek celosvětové snížení úrody.
V posledních letech se globální společnosti zabývající se ochranou rostlin a výzkumné ústavy zaměřují na kontrolu hlístic. Sójové cystotvorné hlístice jsou důležitým důvodem snižování produkce sóji v Brazílii, Spojených státech a dalších důležitých zemích vyvážejících sóju. V současné době, ačkoli se k regulaci hlístic používají některé fyzikální metody nebo zemědělská opatření, jako například: screening rezistentních odrůd, používání rezistentních podnoží, střídání plodin, zlepšení půdy atd., nejdůležitějšími metodami kontroly jsou stále chemická nebo biologická kontrola.
Mechanismus působení na kořenové spojení
Životní cyklus hlístice kořenové se skládá z vajíčka, larvy prvního instaru, larvy druhého instaru, larvy třetího instaru, larvy čtvrtého instaru a dospělce. Larva je malá červovitá, dospělec je heteromorfní, samec je lineární a samice má hruškovitý tvar. Larvy druhého instaru mohou migrovat ve vodě v půdních pórech, hledat kořen hostitelské rostliny prostřednictvím citlivých alel hlavičky, napadat hostitelskou rostlinu propíchnutím epidermis z oblasti prodloužení hostitelského kořene a poté cestovat mezibuněčným prostorem, přesouvat se k kořenové špičce a dosáhnout meristému kořene. Poté, co larvy druhého instaru dosáhnou meristému kořenové špičky, se larvy přesunou zpět směrem k cévnímu svazku a dosáhnou oblasti vývoje xylému. Zde larvy druhého instaru propíchnou hostitelské buňky ústní jehlou a vstříknou sekrety jícnových žláz do buněk hostitelského kořene. Auxin a různé enzymy obsažené v sekretech jícnových žláz mohou vyvolat mutaci hostitelských buněk na „obří buňky“ s vícejadernými jádry, bohatými na suborganely a intenzivním metabolismem. Kortikální buňky kolem obřích buněk proliferují, přerůstají a bobtnají pod vlivem obřích buněk, čímž vytvářejí typické příznaky kořenových uzlíků na povrchu kořene. Larvy druhého instaru používají obří buňky jako místa k potravě k absorpci živin a vody a nepohybují se. Za vhodných podmínek mohou larvy druhého instaru vyvolat u hostitele produkci obřích buněk 24 hodin po infekci a po třech svlékáních v následujících 20 dnech se z nich vyvinou dospělí červi. Poté se samci přesunou a opustí kořeny, samice zůstanou v klidu a pokračují ve vývoji, přičemž začínají klást vajíčka přibližně ve 28 dnech. Když je teplota nad 10 °C, vajíčka se líhnou v kořenovém uzlíku, larvy prvního instaru se ve vajíčkách vyvrtají, larvy druhého instaru se z vajíček vyvrtají a opustí hostitele v půdě, kde se znovu infikují.
Hlístice kořenové mají širokou škálu hostitelů, kteří mohou parazitovat na více než 3 000 druzích hostitelů, jako je zelenina, potravinářské plodiny, tržní plodiny, ovocné stromy, okrasné rostliny a plevele. Kořeny zeleniny napadené hlísticí kořenové nejprve tvoří uzlíky různých velikostí, které jsou zpočátku mléčně bílé a později světle hnědé. Po infekci hlísticí kořenové byly rostliny v zemi krátké, větve a listy atrofovaly nebo zažloutly, růst byl zakrnělý, barva listů byla světlá a růst vážně nemocných rostlin byl slabý, rostliny v suchu vadly a celá rostlina v těžkém stavu uhynula. Regulace obranné reakce, inhibiční účinek a mechanické poškození tkání způsobené hlísticemi kořenové na plodinách také usnadňovaly invazi půdních patogenů, jako je fusáriové vadnutí a bakterie kořenové hniloby, čímž vznikaly komplexní choroby a způsobovaly větší ztráty.
Preventivní a kontrolní opatření
Tradiční linecidy lze podle různých způsobů použití rozdělit na fumiganty a nefumiganty.
Fumigant
Zahrnuje halogenované uhlovodíky a isothiokyanáty a mezi nefumiganty patří organofosforové sloučeniny a karbamáty. V současné době jsou mezi insekticidy registrovanými v Číně brommethan (látka poškozující ozonovou vrstvu, která je postupně zakazována) a chlorpikrin, což jsou halogenované uhlovodíkové sloučeniny, které mohou inhibovat syntézu bílkovin a biochemické reakce během dýchání hlístic kořenových uzlů. Dva fumiganty jsou methylisothiokyanát, který může degradovat a uvolňovat methylisothiokyanát a další nízkomolekulární sloučeniny v půdě. Methylisothiokyanát může vstoupit do těla hlístice kořenové uzly a vázat se na globulin přenašeče kyslíku, čímž inhibuje dýchání hlístice kořenové uzly a dosahuje letálního účinku. Kromě toho byly v Číně jako fumiganty pro kontrolu hlístice kořenové uzly registrovány také sulfurylfluorid a kyanamid vápenatý.
Existují také některé halogenované uhlovodíkové fumiganty, které nejsou v Číně registrovány, jako například 1,3-dichlorpropylen, jodmethan atd., které jsou v některých evropských zemích a Spojených státech registrovány jako náhrada brommethanu.
Nefumigant
Včetně organofosfátů a karbamátů. Mezi nefumigované lineicidy registrované v naší zemi patří fosfinthiazolium, methanofos, phoxiphos a chlorpyrifos k organofosfátům, zatímco karboxanil, aldikarb a karboxanilbutathiokarb patří ke karbamátům. Nefumigované nematocidy narušují funkci nervového systému hlístic kořenových uzlů vazbou na acetylcholinesterázu v synapsích hlístic kořenových uzlů. Obvykle hlístice kořenových uzlů nezabíjejí, ale pouze jim znemožňují lokalizovat hostitele a infikovat je, proto se často označují jako „paralyzátory hlístic“. Tradiční nefumigované nematocidy jsou vysoce toxické nervově paralytické látky, které mají stejný mechanismus účinku na obratlovce a členovce jako hlístice. Proto v důsledku omezení environmentálních a sociálních faktorů hlavní rozvinuté země světa omezily nebo zastavily vývoj organofosforových a karbamátových insekticidů a zaměřily se na vývoj některých nových vysoce účinných a nízkotoxických insekticidů. V posledních letech mezi nové nekarbamátové/organofosforové insekticidy, které získaly registraci u EPA, patří ethylspirálát (registrován v roce 2010), difluorosulfon (registrován v roce 2014) a fluopyramid (registrován v roce 2015).
Ve skutečnosti však kvůli vysoké toxicitě a zákazu organofosfátových pesticidů není v současnosti k dispozici mnoho nematocidů. V Číně bylo registrováno 371 nematocidů, z nichž 161 bylo účinnou látkou abamektin a 158 účinnou látkou thiazofos. Tyto dvě účinné látky byly nejdůležitějšími složkami pro kontrolu hlístic v Číně.
V současné době není mnoho nových nematocidů, mezi nimiž jsou na prvním místě fluorensulfoxid, spiroxid, difluorsulfon a fluopyramid. Kromě toho mají silný tržní potenciál Penicillium paraclavidum a Bacillus thuringiensis HAN055 registrované společností Kono.
Globální patent na kontrolu hlístice kořenového uzlu sóji
Hlístice kořenová sója je jedním z hlavních důvodů snižování výnosů sóji v hlavních zemích vyvážejících sóju, zejména ve Spojených státech a Brazílii.
V posledním desetiletí bylo po celém světě podáno celkem 4287 patentů na ochranu rostlin týkajících se háďátka kořenového sójového. Světově bylo v případě háďátka kořenového sójového podáno patentů především v regionech a zemích, přičemž prvním je Evropský úřad, druhým je Čína a Spojené státy, zatímco Brazílie, oblast s nejzávažnějším výskytem háďátka kořenového sójového, má pouze 145 patentových přihlášek. A většina z nich pochází od nadnárodních společností.
V současné době jsou v Číně hlavními prostředky pro kontrolu kořenových hlístic abamektin a fosfinthiazol. Začal se také uvádět na trh patentovaný produkt fluopyramid.
Avermektin
V roce 1981 byl abamektin uveden na trh jako prostředek proti střevním parazitům u savců a v roce 1985 jako pesticid. Avermektin je dnes jedním z nejpoužívanějších insekticidů.
Fosfin-thiazát
Fosfinthiazol je nový, účinný a širokospektrální nefumigovaný organofosfátový insekticid vyvinutý společností Ishihara v Japonsku a uvedený na trh v mnoha zemích, například v Japonsku. Předběžné studie ukázaly, že fosfinthiazol má endosorpční a transportní schopnosti v rostlinách a má širokospektrální účinnost proti parazitickým hlísticím a škůdcům. Rostlinné parazitické hlístice poškozují mnoho důležitých plodin a biologické, fyzikální a chemické vlastnosti fosfinthiazolu jsou velmi vhodné pro aplikaci do půdy, takže je ideálním prostředkem pro kontrolu rostlinných parazitických hlístic. V současné době je fosfinthiazol jedním z mála nematocidů registrovaných na zelenině v Číně a má vynikající vnitřní absorpci, takže jej lze použít nejen k hubení hlístic a škůdců na povrchu půdy, ale také k hubení roztočů a škůdců na povrchu listů. Hlavním mechanismem účinku fosfinthiazolidů je inhibice acetylcholinesterázy cílového organismu, což ovlivňuje ekologii hlístic ve druhém larválním stádiu. Fosfinthiazol může inhibovat aktivitu, poškození a líhnutí hlístic, takže může inhibovat růst a reprodukci hlístic.
Fluopyramid
Fluopyramid je fungicid na bázi pyridylethylbenzamidu, vyvinutý a komerčně dostupný společností Bayer Cropscience, který je stále v patentové lhůtě. Fluopyramid má určitou nematocidní aktivitu a byl registrován pro kontrolu hlístice kořenové v plodinách. V současné době je populárnějším nematocidem. Mechanismus jeho účinku spočívá v inhibici mitochondriálního dýchání blokováním přenosu elektronů enzymem sukcindehydrogenázy v dýchacím řetězci a inhibici několika fází růstového cyklu patogenních bakterií za účelem dosažení cíle kontroly patogenních bakterií.
Účinná látka fluropyramidu je v Číně stále v patentové lhůtě. Z jejích patentových přihlášek v oblasti hlístic jsou 3 od společnosti Bayer a 4 z Číny, které jsou kombinovány s biostimulanty nebo jinými účinnými látkami k hubení hlístic. Některé účinné látky, které jsou v patentové lhůtě, lze dokonce použít k provedení patentové lhůty předem a získat tak trh. Více než 70 % domácích patentových přihlášek, jako například vynikající proti škůdcům z motýlů a třásněnkám ethylpolycidin, pochází od domácích podniků.
Biologické pesticidy pro hubení hlístic
V posledních letech se biologické metody kontroly, které nahrazují chemickou kontrolu hlístic kořenových, těší velké pozornosti doma i v zahraničí. Izolace a screening mikroorganismů s vysokou antagonistickou schopností proti hlísticím kořenovým jsou primárními podmínkami pro biologickou kontrolu. Hlavními kmeny hlášenými u antagonistických mikroorganismů proti hlísticím kořenovým byly Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus a Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces a Trichoderma, nicméně u některých mikroorganismů bylo obtížné uplatnit své antagonistické účinky na hlístice kořenové kvůli obtížím v umělé kultivaci nebo nestabilnímu účinku biologické kontroly v terénu.
Paecilomyces lavviolaceus je účinný parazit vajíček hlístice jižní a hlístice Cystocystis albicans. Míra parazitace vajíček hlístice jižní dosahuje 60 % až 70 %. Inhibiční mechanismus Paecilomyces lavviolaceus proti hlísticím kořenovým spočívá v tom, že po kontaktu Paecilomyces lavviolaceus s oocystami červů v vazkém substrátu mycelium biokontrolních bakterií obklopuje celé vajíčko a konec mycelia se ztlušťuje. Povrch skořápky vajíčka je narušen v důsledku aktivity exogenních metabolitů a houbové chitinázy, načež ho napadají a nahrazují houby. Může také vylučovat toxiny, které ničí hlístice. Jeho hlavní funkcí je ničení vajíček. V Číně je registrováno osm pesticidů. V současné době nemá Paecilomyces lilaclavi k prodeji složenou lékovou formu, ale jeho patent v Číně zahrnuje patent na smíchání s jinými insekticidy pro zvýšení účinnosti použití.
Rostlinný extrakt
Přírodní rostlinné produkty lze bezpečně používat k hubení hlístice kořenové a použití rostlinných materiálů nebo hlísticových látek produkovaných rostlinami k hubení chorob způsobených hlísticí kořenové je více v souladu s požadavky na ekologickou bezpečnost a bezpečnost potravin.
Nematoidní složky rostlin se vyskytují ve všech orgánech rostliny a lze je získat parní destilací, organickou extrakcí, sběrem kořenových sekretů atd. Podle chemických vlastností se dělí hlavně na netěkavé látky s rozpustností ve vodě nebo organickou rozpustností a těkavé organické sloučeniny, z nichž netěkavé látky tvoří většinu. Nematoidní složky mnoha rostlin lze po jednoduché extrakci použít k hubení hlístic kořenových a objevení rostlinných extraktů je ve srovnání s novými účinnými látkami relativně jednoduché. Přestože má rostlinný extrakt insekticidní účinek, skutečná účinná látka a insekticidní princip často nejsou jasné.
V současné době jsou hlavními komerčními rostlinnými pesticidy s účinností ničení hlístic neem, matrin, veratrin, skopolamin, čajový saponin atd., kterých je relativně málo a lze je použít při produkci rostlin inhibujících hlístice mezisazením nebo doprovodným pěstováním.
Ačkoli kombinace rostlinných extraktů k hubení háďátka kořenového bude mít lepší účinek na kontrolu háďátka, v současné době nebyla plně komerčně využita, přesto poskytuje novou myšlenku pro rostlinné extrakty k hubení háďátka kořenového.
Bioorganické hnojivo
Klíčovým faktorem pro bioorganická hnojiva je, zda se antagonistické mikroorganismy mohou množit v půdě nebo v rhizosféře. Výsledky ukazují, že aplikace některých organických materiálů, jako jsou skořápky krevet a krabů a olejová moučka, může přímo či nepřímo zlepšit biologický účinek proti hlístici kořenové. Použití technologie pevné fermentace k fermentaci antagonistických mikroorganismů a organických hnojiv za účelem výroby bioorganických hnojiv je novou biologickou metodou kontroly hlístice kořenové.
Ve studii kontroly hlístic rostlinných rostlin pomocí bioorganických hnojiv bylo zjištěno, že antagonistické mikroorganismy v bioorganických hnojivech měly dobrý účinek na hlístice kořenové, zejména organická hnojiva vyrobená fermentací antagonistických mikroorganismů a organických hnojiv pomocí technologie pevné fermentace.
Kontrolní účinek organických hnojiv na hlístice kořenové má však velký vliv na prostředí a dobu používání a jejich účinnost je mnohem nižší než u tradičních pesticidů a je obtížné je komercializovat.
V rámci kontroly léčiv a hnojiv je však možné kontrolovat hlístice přidáním chemických pesticidů a integrací vody a hnojiv.
Vzhledem k velkému počtu odrůd jednotlivých plodin (jako jsou batáty, sója atd.) pěstovaných doma i v zahraničí se výskyt hlístic stává stále závažnějším problémem a jejich kontrola čelí také velké výzvě. V současné době byla většina odrůd pesticidů registrovaných v Číně vyvinuta před 80. léty 20. století a nové aktivní látky jsou vážně nedostatečné.
Biologické látky mají v procesu použití jedinečné výhody, ale nejsou tak účinné jako chemické látky a jejich použití je omezeno různými faktory. Z příslušných patentových přihlášek je patrné, že současný vývoj nematocidů se stále točí kolem kombinace starých produktů, vývoje biopesticidů a integrace vody a hnojiv.
Čas zveřejnění: 20. května 2024