Meskipun nematoda parasit tanaman termasuk dalam bahaya nematoda, namun mereka bukanlah hama tanaman, melainkan penyakit tanaman.
Nematoda simpul akar (Meloidogyne) adalah nematoda parasit tanaman yang paling banyak tersebar dan berbahaya di dunia.Diperkirakan lebih dari 2000 spesies tumbuhan di dunia, termasuk hampir semua tanaman budidaya, sangat sensitif terhadap infeksi nematoda simpul akar.Nematoda simpul akar menginfeksi sel jaringan akar inang sehingga membentuk tumor, mempengaruhi penyerapan air dan unsur hara, mengakibatkan pertumbuhan tanaman terhambat, kerdil, menguning, layu, daun keriting, kelainan bentuk buah, bahkan kematian seluruh tanaman, mengakibatkan pengurangan hasil panen global.
Dalam beberapa tahun terakhir, pengendalian penyakit nematoda telah menjadi fokus perusahaan dan lembaga penelitian perlindungan tanaman global.Nematoda kista kedelai merupakan alasan penting penurunan produksi kedelai di Brazil, Amerika Serikat dan negara-negara pengekspor kedelai penting lainnya.Saat ini, meskipun beberapa metode fisik atau tindakan pertanian telah diterapkan untuk mengendalikan penyakit nematoda, seperti: penyaringan varietas tahan, penggunaan batang bawah tahan, rotasi tanaman, perbaikan tanah, dll., metode pengendalian yang paling penting masih berupa pengendalian kimia atau kontrol biologis.
Mekanisme aksi persimpangan akar
Riwayat hidup nematoda simpul akar terdiri dari telur, larva instar pertama, larva instar kedua, larva instar ketiga, larva instar keempat dan dewasa.Larva berbentuk cacing kecil, dewasa heteromorfik, jantan linier, dan betina berbentuk buah pir.Larva instar kedua dapat bermigrasi di dalam air pori-pori tanah, mencari akar tanaman inang melalui alel sensitif kepala, menyerang tanaman inang dengan cara menembus epidermis dari daerah pemanjangan akar inang, dan kemudian melakukan perjalanan melalui ruang antar sel, berpindah ke ujung akar, dan mencapai meristem akar.Setelah larva instar kedua mencapai meristem ujung akar, larva bergerak kembali ke arah ikatan pembuluh dan mencapai daerah berkembangnya xilem.Di sini, larva instar kedua Menusuk sel inang dengan jarum oral dan menyuntikkan sekresi kelenjar esofagus ke dalam sel akar inang.Auksin dan berbagai enzim yang terkandung dalam sekresi kelenjar esofagus dapat menyebabkan sel inang bermutasi menjadi “sel raksasa” dengan inti berinti banyak, kaya suborganel, dan metabolisme yang kuat.Sel kortikal di sekitar sel raksasa berkembang biak dan tumbuh berlebihan serta membengkak di bawah pengaruh sel raksasa, membentuk gejala khas bintil akar pada permukaan akar.Larva instar kedua menggunakan sel raksasa sebagai tempat makan untuk menyerap nutrisi dan air serta tidak bergerak.Dalam kondisi yang sesuai, larva instar kedua dapat menginduksi inang untuk menghasilkan sel raksasa 24 jam setelah infeksi, dan berkembang menjadi cacing dewasa setelah tiga kali mabung dalam 20 hari berikutnya.Setelah itu jantan berpindah tempat dan meninggalkan akar, betina tetap diam dan terus berkembang, mulai bertelur pada umur sekitar 28 hari.Bila suhu di atas 10 ℃, telur menetas di bintil akar, larva instar pertama di dalam telur, larva instar kedua keluar dari telur, meninggalkan inang ke tanah lagi infeksi.
Nematoda simpul akar mempunyai kisaran inang yang luas, yang dapat menjadi parasit pada lebih dari 3.000 jenis inang, seperti sayuran, tanaman pangan, tanaman komersial, pohon buah-buahan, tanaman hias, dan gulma.Akar sayuran yang terserang nematoda simpul akar mula-mula membentuk bintil-bintil dengan ukuran berbeda-beda, awalnya berwarna putih susu dan kemudian berwarna coklat pucat.Setelah terinfeksi nematoda buku akar, tanaman di dalam tanah menjadi pendek, cabang dan daun berhenti berkembang atau menguning, pertumbuhan terhambat, warna daun terang, dan pertumbuhan tanaman yang sakit parah lemah, tanaman menjadi lemah. layu karena kekeringan, dan seluruh tanaman mati dalam keadaan parah.Selain itu, pengaturan respon pertahanan, efek penghambatan dan kerusakan mekanis jaringan akibat nematoda simpul akar pada tanaman juga memfasilitasi invasi patogen tular tanah seperti bakteri layu fusarium dan busuk akar, sehingga membentuk penyakit kompleks dan menimbulkan kerugian yang lebih besar.
Tindakan pencegahan dan pengendalian
Linecides tradisional dapat dibagi menjadi fumigan dan non-fumigan menurut metode penggunaan yang berbeda.
Fumigan
Ini mencakup hidrokarbon terhalogenasi dan isothiocyanates, dan non-fumigan termasuk organofosfat dan karbamat.Saat ini, di antara insektisida yang terdaftar di Tiongkok, bromometana (zat perusak ozon, yang secara bertahap dilarang) dan kloropirin adalah senyawa hidrokarbon terhalogenasi, yang dapat menghambat sintesis protein dan reaksi biokimia selama respirasi nematoda simpul akar.Kedua fumigan tersebut adalah metil isothiocyanate, yang dapat mendegradasi dan melepaskan metil isothiocyanate dan senyawa molekul kecil lainnya di dalam tanah.Metil isothiocyanate dapat masuk ke dalam tubuh nematoda simpul akar dan berikatan dengan globulin pembawa oksigen, sehingga menghambat respirasi nematoda simpul akar hingga mencapai efek mematikan.Selain itu, sulfuril fluorida dan kalsium sianamida juga telah terdaftar sebagai fumigan untuk mengendalikan nematoda simpul akar di Tiongkok.
Ada juga beberapa fumigan hidrokarbon terhalogenasi yang tidak terdaftar di China, seperti 1, 3-dikloropropilena, iodometana, dll., yang terdaftar di beberapa negara di Eropa dan Amerika Serikat sebagai pengganti bromometana.
Non-fumigan
Termasuk organofosfat dan karbamat.Di antara lineisida non-fumigasi yang terdaftar di negara kita, fosfin tiazolium, Methanophos, foksifos, dan klorpirifos termasuk dalam organofosfor, sedangkan karboksanil, aldikarb, dan karboksanil butathiokarb termasuk dalam karbamat.Nematosida non-fumigasi mengganggu fungsi sistem saraf nematoda simpul akar dengan mengikat asetilkolinesterase di sinapsis nematoda simpul akar.Mereka biasanya tidak membunuh nematoda simpul akar, tetapi hanya membuat nematoda simpul akar kehilangan kemampuannya untuk menemukan inang dan menginfeksi, sehingga sering disebut sebagai “pelumpuh nematoda”.Nematosida tradisional yang tidak difumigasi adalah agen saraf yang sangat beracun, yang memiliki mekanisme kerja yang sama pada vertebrata dan artropoda seperti nematoda.Oleh karena itu, di bawah kendala faktor lingkungan dan sosial, negara-negara maju utama di dunia telah mengurangi atau menghentikan pengembangan insektisida organofosfor dan karbamat, dan beralih ke pengembangan beberapa insektisida baru yang berefisiensi tinggi dan toksisitas rendah.Dalam beberapa tahun terakhir, di antara insektisida non-karbamat/organofosfor baru yang telah memperoleh registrasi EPA adalah spiralate ethyl (terdaftar tahun 2010), difluorosulfone (terdaftar tahun 2014) dan fluopyramide (terdaftar tahun 2015).
Namun nyatanya, karena toksisitasnya yang tinggi, larangan pestisida organofosfat, saat ini tidak banyak nematosida yang tersedia.371 nematosida terdaftar di Tiongkok, 161 di antaranya adalah bahan aktif abamektin dan 158 adalah bahan aktif tiazofos.Kedua bahan aktif ini merupakan komponen terpenting untuk pengendalian nematoda di Tiongkok.
Saat ini, tidak banyak nematosida baru, di antaranya fluorene sulfoksida, spiroksida, difluorosulfon, dan fluopyramide adalah yang terdepan.Selain itu, dari segi biopestisida, Penicillium paraclavidum dan Bacillus thuringiensis HAN055 yang didaftarkan Kono juga memiliki potensi pasar yang kuat.
Paten global untuk pengendalian nematoda simpul akar kedelai
Nematoda simpul akar kedelai merupakan salah satu penyebab utama penurunan hasil kedelai di negara-negara pengekspor kedelai utama, khususnya Amerika Serikat dan Brazil.
Sebanyak 4.287 paten perlindungan tanaman terkait nematoda simpul akar kedelai telah diajukan di seluruh dunia dalam dekade terakhir.Nematoda simpul akar kedelai dunia terutama mengajukan paten di kawasan dan negara, yang pertama adalah Biro Eropa, yang kedua adalah Tiongkok, dan Amerika Serikat, sedangkan wilayah nematoda simpul akar kedelai yang paling serius, Brasil, hanya memiliki 145 permohonan paten.Dan sebagian besar berasal dari perusahaan multinasional.
Saat ini, abamektin dan fosfin tiazol merupakan agen pengendali utama nematoda akar di Tiongkok.Dan produk yang dipatenkan fluopyramide juga sudah mulai beredar.
Avermektin
Pada tahun 1981, abamektin diperkenalkan ke pasar sebagai pengendalian parasit usus pada mamalia, dan pada tahun 1985 sebagai pestisida.Avermectin adalah salah satu insektisida yang paling banyak digunakan saat ini.
Tiazat fosfin
Fosfin tiazol adalah insektisida organofosfor non-fumigasi baru, efisien dan berspektrum luas yang dikembangkan oleh Perusahaan Ishihara di Jepang, dan telah dipasarkan di banyak negara seperti Jepang.Studi awal menunjukkan bahwa fosfin tiazolium memiliki endosorpsi dan transportasi pada tanaman serta memiliki aktivitas spektrum luas melawan nematoda parasit dan hama.Nematoda parasit tanaman merusak banyak tanaman penting, dan sifat biologis, fisik, dan kimia fosfin tiazol sangat cocok untuk aplikasi tanah, sehingga merupakan agen yang ideal untuk mengendalikan nematoda parasit tanaman.Saat ini, fosfin tiazolium adalah satu-satunya nematosida yang terdaftar pada sayuran di Tiongkok, dan memiliki daya serap internal yang sangat baik, sehingga tidak hanya dapat digunakan untuk mengendalikan nematoda dan hama permukaan tanah, tetapi juga dapat digunakan untuk mengendalikan tungau daun dan hama daun. hama permukaan.Cara kerja utama fosfin tiazolida adalah menghambat asetilkolinesterase organisme target, yang mempengaruhi ekologi tahap larva nematoda ke-2.Fosfin tiazol dapat menghambat aktivitas, kerusakan dan penetasan nematoda, sehingga dapat menghambat pertumbuhan dan reproduksi nematoda.
Fluopiramid
Fluopyramide merupakan fungisida piridil etil benzamida yang dikembangkan dan dikomersialkan oleh Bayer Cropscience yang masih dalam masa paten.Fluopyramide memiliki aktivitas nematisida tertentu, dan telah terdaftar untuk mengendalikan nematoda simpul akar pada tanaman, dan saat ini merupakan nematisida yang lebih populer.Mekanisme kerjanya adalah menghambat respirasi mitokondria dengan menghalangi transfer elektron suksinat dehidrogenase dalam rantai pernapasan, dan menghambat beberapa tahap siklus pertumbuhan bakteri patogen untuk mencapai tujuan mengendalikan bakteri patogen.
Bahan aktif fluropyramide di China masih dalam masa paten.Dari permohonan paten penerapannya pada nematoda, 3 dari Bayer, dan 4 dari China, yang dikombinasikan dengan biostimulan atau bahan aktif berbeda untuk mengendalikan nematoda.Faktanya, beberapa bahan aktif dalam masa paten dapat digunakan untuk melakukan beberapa tata letak paten terlebih dahulu untuk merebut pasar.Seperti hama lepidoptera unggulan dan agen thrips etil polisidin, lebih dari 70% paten aplikasi dalam negeri diajukan oleh perusahaan dalam negeri.
Pestisida biologis untuk pengendalian nematoda
Dalam beberapa tahun terakhir, metode pengendalian biologis yang menggantikan pengendalian kimiawi terhadap nematoda simpul akar telah mendapat perhatian luas di dalam dan luar negeri.Isolasi dan penyaringan mikroorganisme dengan kemampuan antagonis yang tinggi terhadap nematoda simpul akar merupakan syarat utama pengendalian hayati.Strain utama yang dilaporkan sebagai mikroorganisme antagonis nematoda simpul akar adalah Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus dan Rhizobium.Myrothecium, Paecilomyces dan Trichoderma, namun beberapa mikroorganisme sulit untuk memberikan efek antagonisnya pada nematoda simpul akar karena kesulitan dalam kultur buatan atau efek pengendalian biologis yang tidak stabil di lapangan.
Paecilomyces lavviolaceus adalah parasit efektif pada telur nematoda simpul akar selatan dan Cystocystis albicans.Tingkat parasit pada telur nematoda simpul akar selatan mencapai 60%~70%.Mekanisme penghambatan Paecilomyces lavviolaceus terhadap nematoda simpul akar adalah setelah Paecilomyces lavviolaceus bersentuhan dengan ookista cacing garis, pada substrat kental, miselium bakteri biokontrol mengelilingi seluruh telur, dan ujung miselium menjadi tebal.Permukaan cangkang telur rusak akibat aktivitas metabolit eksogen dan kitinase jamur, kemudian jamur menyerang dan menggantikannya.Ia juga dapat mengeluarkan racun yang membunuh nematoda.Fungsi utamanya adalah untuk membunuh telur.Ada delapan registrasi pestisida di Tiongkok.Saat ini, Paecilomyces lilaclavi tidak memiliki bentuk sediaan majemuk untuk dijual, namun tata letak patennya di Tiongkok memiliki paten untuk diracik dengan insektisida lain guna meningkatkan aktivitas penggunaan.
Ekstrak tumbuhan
Produk tumbuhan alami dapat digunakan dengan aman untuk pengendalian nematoda simpul akar, dan penggunaan bahan tanaman atau zat nematoid yang dihasilkan tanaman untuk mengendalikan penyakit nematoda simpul akar lebih sesuai dengan persyaratan keamanan ekologi dan keamanan pangan.
Komponen nematoid tumbuhan terdapat di seluruh organ tumbuhan dan dapat diperoleh dengan penyulingan uap, ekstraksi organik, pengumpulan sekresi akar, dll. Menurut sifat kimianya, komponen tersebut terutama dibagi menjadi zat tidak mudah menguap dengan kelarutan dalam air atau kelarutan organik dan senyawa organik yang mudah menguap, dimana sebagian besar merupakan zat yang tidak mudah menguap.Komponen nematoid dari banyak tumbuhan dapat digunakan untuk mengendalikan nematoda simpul akar setelah ekstraksi sederhana, dan penemuan ekstrak tumbuhan relatif sederhana dibandingkan dengan senyawa aktif baru.Namun, meskipun mempunyai efek insektisida, bahan aktif dan prinsip insektisida sebenarnya seringkali tidak jelas.
Saat ini, neem, matrine, veratrine, scopolamine, tea saponin dan lain sebagainya merupakan pestisida tanaman komersial utama dengan aktivitas membunuh nematoda yang relatif sedikit, dan dapat digunakan dalam produksi tanaman penghambat nematoda dengan cara ditanam atau dibarengi.
Meskipun kombinasi ekstrak tumbuhan untuk mengendalikan nematoda simpul akar akan memberikan efek pengendalian nematoda yang lebih baik, namun belum sepenuhnya dikomersialkan pada tahap ini, namun masih memberikan ide baru tentang ekstrak tumbuhan untuk mengendalikan nematoda simpul akar.
Pupuk bio-organik
Kunci dari pupuk bioorganik adalah apakah mikroorganisme antagonis tersebut dapat berkembang biak di dalam tanah atau tanah rizosfer.Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan beberapa bahan organik seperti cangkang udang dan kepiting serta tepung minyak dapat secara langsung atau tidak langsung meningkatkan efek pengendalian biologis nematoda simpul akar.Penggunaan teknologi fermentasi padat untuk memfermentasi mikroorganisme antagonis dan pupuk organik untuk menghasilkan pupuk bio-organik merupakan metode pengendalian hayati baru untuk mengendalikan penyakit nematoda simpul akar.
Pada kajian pengendalian nematoda nabati dengan pupuk bioorganik ditemukan bahwa mikroorganisme antagonis pada pupuk bioorganik mempunyai efek pengendalian yang baik terhadap nematoda simpul akar, khususnya pupuk organik yang terbuat dari fermentasi mikroorganisme antagonis dan pupuk organik. melalui teknologi fermentasi padat.
Namun, pengaruh pengendalian pupuk organik terhadap nematoda simpul akar memiliki hubungan yang erat dengan lingkungan dan jangka waktu penggunaan, serta efisiensi pengendaliannya jauh lebih rendah dibandingkan pestisida tradisional, dan sulit untuk dikomersialkan.
Namun, sebagai bagian dari pengendalian obat dan pupuk, pengendalian nematoda dapat dilakukan dengan menambahkan pestisida kimia dan memadukan air dan pupuk.
Dengan banyaknya varietas tanaman tunggal (seperti ubi jalar, kedelai, dll.) yang ditanam di dalam dan luar negeri, kejadian nematoda menjadi semakin serius, dan pengendalian nematoda juga menghadapi tantangan yang besar.Saat ini, sebagian besar jenis pestisida yang terdaftar di Tiongkok dikembangkan sebelum tahun 1980an, dan senyawa aktif baru sangat tidak mencukupi.
Agen biologis memiliki keunggulan unik dalam proses penggunaannya, namun tidak seefektif agen kimia, dan penggunaannya dibatasi oleh berbagai faktor.Melalui permohonan paten terkait, terlihat bahwa perkembangan nematosida saat ini masih berkisar pada kombinasi produk lama, pengembangan biopestisida, serta integrasi air dan pupuk.
Waktu posting: 20 Mei-2024