Čeprav rastlinske parazitske ogorčice spadajo med nevarnosti ogorčic, niso rastlinski škodljivci, temveč rastlinske bolezni.
Koreninski ogorčnik (Meloidogyne) je najbolj razširjena in škodljiva rastlinska parazitska ogorčica na svetu. Ocenjuje se, da je več kot 2000 rastlinskih vrst na svetu, vključno s skoraj vsemi gojenimi rastlinami, zelo občutljivih na okužbo s koreninskimi ogorčicami. Koreninski ogorčniki okužijo celice koreninskega tkiva gostitelja in tvorijo tumorje, ki vplivajo na absorpcijo vode in hranil, kar povzroči zaostanek v rasti rastlin, pritlikavost, rumenenje, venenje, kodranje listov, deformacijo plodov in celo smrt celotne rastline, kar povzroči globalno zmanjšanje pridelka.
V zadnjih letih je bil nadzor nad boleznijo ogorčic v središču pozornosti svetovnih podjetij za varstvo rastlin in raziskovalnih inštitutov. Sojina cistoglava ogorčica je pomemben razlog za zmanjšanje proizvodnje soje v Braziliji, Združenih državah Amerike in drugih pomembnih državah izvoznicah soje. Trenutno so bile za nadzor bolezni ogorčic uporabljene nekatere fizikalne metode ali kmetijski ukrepi, kot so: presejanje odpornih sort, uporaba odpornih podlag, kolobarjenje, izboljšanje tal itd., vendar sta najpomembnejši metodi nadzora še vedno kemični ali biološki nadzor.
Mehanizem delovanja na koreninskem stiku
Življenjski slog ogorčice koreninskih vozličkov je sestavljen iz jajčeca, ličinke prvega stadija, ličinke drugega stadija, ličinke tretjega stadija, ličinke četrtega stadija in odrasle osebe. Ličinka je majhna, podobna črvu, odrasla oseba je heteromorfna, samec je linearen, samica pa hruškaste oblike. Ličinke drugega stadija se lahko selijo v vodi talnih por, iščejo korenino gostiteljske rastline prek občutljivih alelov glave, vdrejo v gostiteljsko rastlino tako, da prebodejo povrhnjico na območju podolgovatega dela gostiteljske korenine in nato potujejo skozi medcelični prostor, se premaknejo do koreninskega vrha in dosežejo meristem korenine. Ko ličinke drugega stadija dosežejo meristem koreninskega vrha, se premaknejo nazaj v smeri žilnega snopa in dosežejo območje razvoja ksilema. Tukaj ličinke drugega stadija prebodejo gostiteljske celice z ustno iglo in vbrizgajo izločke požiralnikov v celice gostiteljske korenine. Avksin in različni encimi, ki jih vsebujejo izločki požiralnikov, lahko povzročijo mutacijo gostiteljskih celic v "velikanske celice" z večjedrnimi jedri, bogatimi s suborganeli in močno presnovo. Kortikalne celice okoli velikanskih celic se pod vplivom velikanskih celic razmnožujejo, zaraščajo in nabreknejo, kar tvori tipične simptome koreninskih vozličkov na površini korenin. Ličinke druge stopnje uporabljajo velikanske celice kot mesta hranjenja za absorpcijo hranil in vode ter se ne premikajo. V ustreznih pogojih lahko ličinke druge stopnje 24 ur po okužbi povzročijo, da gostitelj proizvaja velikanske celice in se po treh levitvah v naslednjih 20 dneh razvijejo v odrasle črve. Samci se nato premaknejo in zapustijo korenine, samice pa ostanejo pri miru in se še naprej razvijajo, pri približno 28 dneh pa začnejo odlagati jajčeca. Ko je temperatura nad 10 °C, se jajčeca izležejo v koreninskem vozličku, ličinke prve stopnje pa se iz jajčec izležejo iz jajčec, ličinke druge stopnje pa se iz jajčec izležejo in zapustijo gostitelja v tleh ter se ponovno okužijo.
Koreninske ogorčice imajo širok spekter gostiteljev, ki lahko parazitirajo na več kot 3000 vrstah gostiteljev, kot so zelenjava, prehranske poljščine, tržne poljščine, sadno drevje, okrasne rastline in plevel. Korenine zelenjave, ki jih prizadenejo koreninske ogorčice, najprej tvorijo vozličke različnih velikosti, ki so na začetku mlečno beli, pozneje pa bledo rjavi. Po okužbi z koreninskimi ogorčicami so bile rastline v tleh kratke, veje in listi so bili atrofirani ali porumeneli, rast je bila zaostala, barva listov je bila svetla, rast hudo bolnih rastlin pa šibka, rastline so v suši ovenele in celotna rastlina je v hudi suši umrla. Poleg tega so regulacija obrambnega odziva, zaviralni učinek in mehanske poškodbe tkiva, ki jih povzročajo koreninske ogorčice na poljščinah, olajšali tudi vdor patogenov, ki se prenašajo s tlemi, kot sta fuzarij in bakterije koreninske gnilobe, kar je povzročilo kompleksne bolezni in večje izgube.
Preventivni in nadzorni ukrepi
Tradicionalne linecide lahko glede na različne načine uporabe razdelimo na fumigante in nefumigante.
Fumigant
Vključuje halogenirane ogljikovodike in izotiocianate, nefumiganti pa vključujejo organofosfor in karbamate. Med insekticidi, registriranimi na Kitajskem, sta trenutno bromometan (snov, ki tanjša ozonski plašč in jo postopoma prepovedujejo) in kloropikrin, halogenirani ogljikovodikovi spojini, ki lahko zavirata sintezo beljakovin in biokemične reakcije med dihanjem koreninskih ogorčic. Fumiganta sta metil izotiocianat, ki lahko razgradi in sprosti metil izotiocianat in druge majhne molekularne spojine v tleh. Metil izotiocianat lahko vstopi v telo koreninske ogorčice in se veže na globulin, ki prenaša kisik, ter tako zavira dihanje koreninske ogorčice in doseže smrtonosni učinek. Poleg tega sta bila na Kitajskem kot fumiganta za zatiranje koreninskih ogorčic registrirana tudi sulfuril fluorid in kalcijev cianamid.
Obstajajo tudi nekateri halogenirani ogljikovodikovi fumiganti, ki na Kitajskem niso registrirani, kot so 1,3-dikloropropilen, jodometan itd., ki so v nekaterih državah Evrope in Združenih držav Amerike registrirani kot nadomestki za bromometan.
Nefumigant
Vključno z organofosforji in karbamati. Med nefumigiranimi lineicidi, registriranimi v naši državi, spadajo fosfin tiazolij, metanofos, foksifos in klorpirifos med organofosforne snovi, medtem ko karboksanil, aldikarb in karboksanil butatiokarb spadajo med karbamate. Nefumigirani nematocidi motijo delovanje živčnega sistema koreninskih ogorčic tako, da se vežejo na acetilholinesterazo v sinapsah koreninskih ogorčic. Običajno ne ubijejo koreninskih ogorčic, ampak le izgubijo sposobnost iskanja gostitelja in okužbe, zato jih pogosto imenujemo "paralizatorji ogorčic". Tradicionalni nefumigirani nematocidi so zelo strupeni živčni strupi, ki imajo enak mehanizem delovanja na vretenčarje in členonožce kot ogorčice. Zato so zaradi omejitev okoljskih in socialnih dejavnikov največje razvite države sveta zmanjšale ali ustavile razvoj organofosfornih in karbamatnih insekticidov ter se usmerile v razvoj nekaterih novih visoko učinkovitih in nizkotoksičnih insekticidov. V zadnjih letih so med novimi nekarbamatnimi/organofosfornimi insekticidi, ki so pridobili registracijo EPA, spiralni etil (registriran leta 2010), difluorosulfon (registriran leta 2014) in fluopiramid (registriran leta 2015).
Zaradi visoke toksičnosti in prepovedi organofosfornih pesticidov trenutno ni na voljo veliko nematocidov. Na Kitajskem je bilo registriranih 371 nematocidov, od tega 161 kot aktivna sestavina abamektina in 158 kot aktivna sestavina tiazofosa. Ti dve aktivni sestavini sta bili najpomembnejši komponenti za zatiranje ogorčic na Kitajskem.
Trenutno ni veliko novih nematocidov, med katerimi so vodilni fluoren sulfoksid, spiroksid, difluorosulfon in fluopiramid. Poleg tega imata med biopesticidi velik tržni potencial tudi Penicillium paraclavidum in Bacillus thuringiensis HAN055, ki ju je registriral Kono.
Globalni patent za zatiranje ogorčic koreninskih vozlov soje
Sojina ogorčica je eden glavnih razlogov za zmanjšanje pridelka soje v glavnih državah izvoznicah soje, zlasti v Združenih državah Amerike in Braziliji.
V zadnjem desetletju je bilo po vsem svetu vloženih skupno 4287 patentov za varstvo rastlin, povezanih s sojinimi ogorčicami. Za patente za sojine ogorčice na svetu so vložene predvsem v regijah in državah, prvi je Evropski urad, drugi Kitajska in Združene države Amerike, medtem ko je Brazilija, ki je najresnejše območje sojinih ogorčic, vložila le 145 patentnih prijav. Večina jih prihaja od multinacionalk.
Trenutno sta abamektin in fosfin tiazol glavni sredstvi za zatiranje koreninskih ogorčic na Kitajskem. Začel se je tudi razvoj patentiranega izdelka fluopiramid.
Avermektin
Leta 1981 je bil abamektin na trgu predstavljen kot sredstvo za zatiranje črevesnih parazitov pri sesalcih, leta 1985 pa kot pesticid. Avermektin je danes eden najpogosteje uporabljenih insekticidov.
Fosfin tiazat
Fosfin tiazol je nov, učinkovit in širokospektralni nefumigirani organofosforni insekticid, ki ga je razvilo podjetje Ishihara na Japonskem in je bil dan na trg v številnih državah, kot je Japonska. Predhodne študije so pokazale, da ima fosfin tiazolij endosorpcijo in transport v rastlinah ter širokospektralno delovanje proti parazitskim ogorčicam in škodljivcem. Rastlinske parazitske ogorčice škodujejo številnim pomembnim pridelkom, biološke, fizikalne in kemijske lastnosti fosfin tiazola pa so zelo primerne za uporabo v tleh, zato je idealno sredstvo za zatiranje rastlinskih parazitskih ogorčic. Trenutno je fosfin tiazolij eden redkih nematocidov, registriranih na zelenjavi na Kitajskem, in ima odlično notranjo absorpcijo, zato se ga ni mogoče uporabljati le za zatiranje ogorčic in škodljivcev na površini tal, temveč tudi za zatiranje listnih pršic in škodljivcev na površini listov. Glavni način delovanja fosfin tiazolidov je zaviranje acetilholinesteraze ciljnega organizma, kar vpliva na ekologijo ogorčic v drugi larvalni fazi. Fosfin tiazol lahko zavira aktivnost, poškodbe in izleganje ogorčic, zato lahko zavira rast in razmnoževanje ogorčic.
Fluopiramid
Fluopiramid je fungicid na osnovi piridil etil benzamida, ki ga je razvilo in komercializiralo podjetje Bayer Cropscience in je še vedno v patentni zaščiti. Fluopiramid ima določeno nematocidno delovanje in je bil registriran za zatiranje koreninskih ogorčic v poljščinah, trenutno pa je bolj priljubljen nematocid. Mehanizem njegovega delovanja je zaviranje mitohondrijskega dihanja z blokiranjem prenosa elektronov jantarne dehidrogenaze v dihalni verigi in zaviranje več faz rastnega cikla patogenih bakterij, da se doseže namen zatiranja patogenih bakterij.
Aktivna sestavina fluropiramida je na Kitajskem še vedno v patentnem obdobju. Od vseh patentnih prijav za ogorčice so 3 od Bayerja in 4 iz Kitajske, ki so kombinirane z biostimulanti ali drugimi aktivnimi sestavinami za zatiranje ogorčic. Pravzaprav se lahko nekatere aktivne sestavine v patentnem obdobju uporabijo za vnaprejšnjo izvedbo patentnih prijav in osvojitev trga. Na primer odličen etil policidin, sredstvo proti lepidopteram in sredstvo proti resarjem, je več kot 70 % domačih patentnih prijav prijavilo domače podjetje.
Biološki pesticidi za zatiranje ogorčic
V zadnjih letih so biološke metode zatiranja, ki nadomeščajo kemično zatiranje koreninskih ogorčic, deležne široke pozornosti doma in v tujini. Izolacija in presejanje mikroorganizmov z visoko antagonistično sposobnostjo proti koreninskim ogorčicam sta glavna pogoja za biološko zatiranje. Glavni sevi antagonističnih mikroorganizmov proti koreninskim ogorčicam, o katerih so poročali, so bili Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus in Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces in Trichoderma, vendar so nekateri mikroorganizmi zaradi težav pri umetni gojenju ali nestabilnega učinka biološkega zatiranja na terenu težko izvajali svoje antagonistične učinke na koreninske ogorčice.
Paecilomyces lavviolaceus je učinkovit parazit jajčec južne koreninske ogorčice in Cystocystis albicans. Stopnja parazitacije jajčec južne koreninske ogorčice je kar 60–70 %. Mehanizem zaviranja Paecilomyces lavviolaceus proti koreninskim ogorčicam je, da po stiku Paecilomyces lavviolaceus z oocistami črvov v viskoznem substratu micelij bioloških kontrolnih bakterij obda celotno jajčece, konec micelija pa postane debel. Površina jajčne lupine se zaradi delovanja eksogenih metabolitov in glivične hitinaze poškoduje, nato pa jo vdrejo in nadomestijo glive. Lahko izloča tudi toksine, ki ubijajo ogorčice. Njegova glavna funkcija je uničevanje jajčec. Na Kitajskem je registriranih osem pesticidov. Trenutno Paecilomyces lilaclavi nima naprodaj sestavljene farmacevtske oblike, vendar ima na Kitajskem patent za mešanje z drugimi insekticidi za povečanje učinkovitosti uporabe.
Rastlinski izvleček
Naravni rastlinski proizvodi se lahko varno uporabljajo za zatiranje koreninskih ogorčic, uporaba rastlinskih materialov ali nematoidnih snovi, ki jih proizvajajo rastline, za zatiranje bolezni koreninskih ogorčic pa je bolj v skladu z zahtevami ekološke varnosti in varnosti hrane.
Nematoidne komponente rastlin so prisotne v vseh organih rastline in jih je mogoče pridobiti s parno destilacijo, organsko ekstrakcijo, zbiranjem koreninskih izločkov itd. Glede na njihove kemijske lastnosti jih delimo predvsem na nehlapne snovi z vodotopnostjo ali organsko topnostjo in hlapne organske spojine, med katerimi nehlapne snovi predstavljajo večino. Nematoidne komponente mnogih rastlin se lahko po preprosti ekstrakciji uporabijo za zatiranje koreninskih ogorčic, odkrivanje rastlinskih izvlečkov pa je v primerjavi z novimi aktivnimi spojinami relativno preprosto. Vendar pa čeprav ima insekticidni učinek, dejanska aktivna sestavina in insekticidno načelo pogosto nista jasna.
Trenutno so neem, matrin, veratrin, skopolamin, čajni saponin in tako naprej glavni komercialni rastlinski pesticidi z uničevanjem ogorčic, ki jih je relativno malo in se lahko uporabljajo pri pridelavi rastlin, ki zavirajo ogorčice, z medsebojnim sajenjem ali spremljanjem.
Čeprav bo kombinacija rastlinskih izvlečkov za zatiranje koreninskih ogorčic imela boljši učinek na zatiranje ogorčic, trenutno še ni v celoti komercializirana, vendar še vedno ponuja novo idejo za rastlinske izvlečke za zatiranje koreninskih ogorčic.
Bioorgansko gnojilo
Ključno vprašanje pri bioorganskih gnojilih je, ali se antagonistični mikroorganizmi lahko razmnožujejo v tleh ali rizosferi. Rezultati kažejo, da lahko uporaba nekaterih organskih materialov, kot so lupine kozic in rakov ter oljna moka, neposredno ali posredno izboljša biološki učinek zatiranja koreninskih ogorčic. Uporaba tehnologije trdne fermentacije za fermentacijo antagonističnih mikroorganizmov in organskih gnojil za proizvodnjo bioorganskih gnojil je nova biološka metoda zatiranja bolezni koreninskih ogorčic.
V študiji zatiranja rastlinskih ogorčic z bioorganskim gnojilom je bilo ugotovljeno, da imajo antagonistični mikroorganizmi v bioorganskem gnojilu dober učinek na koreninske ogorčice, zlasti organsko gnojilo, pridobljeno s fermentacijo antagonističnih mikroorganizmov in organskega gnojila s tehnologijo trdne fermentacije.
Vendar pa je učinek organskih gnojil na koreninske ogorčice zelo odvisen od okolja in obdobja uporabe, njihova učinkovitost pa je veliko manjša kot pri tradicionalnih pesticidih in jih je težko komercializirati.
Vendar pa je kot del nadzora nad zdravili in gnojili izvedljivo nadzorovati ogorčice z dodajanjem kemičnih pesticidov ter integracijo vode in gnojil.
Zaradi velikega števila posameznih sort poljščin (kot so sladki krompir, soja itd.), ki jih gojimo doma in v tujini, postaja pojav ogorčic vse bolj resen, zato se tudi zatiranje ogorčic sooča z velikim izzivom. Trenutno je bila večina sort pesticidov, registriranih na Kitajskem, razvitih pred osemdesetimi leti prejšnjega stoletja, nove aktivne spojine pa so resno nezadostne.
Biološka sredstva imajo edinstvene prednosti v procesu uporabe, vendar niso tako učinkovita kot kemična sredstva, njihovo uporabo pa omejujejo različni dejavniki. Iz ustreznih patentnih prijav je razvidno, da se trenutni razvoj nematocidov še vedno vrti okoli kombinacije starih izdelkov, razvoja biopesticidov ter integracije vode in gnojil.
Čas objave: 20. maj 2024