Mặc dù tuyến trùng ký sinh thực vật thuộc nhóm nguy hiểm tuyến trùng nhưng chúng không phải là loài gây hại thực vật mà là bệnh thực vật.
Tuyến trùng bướu rễ (Meloidogyne) là loại tuyến trùng ký sinh thực vật phân bố rộng rãi và gây hại nhất trên thế giới.Người ta ước tính có hơn 2000 loài thực vật trên thế giới, bao gồm hầu hết các loại cây trồng, rất nhạy cảm với nhiễm tuyến trùng sưng rễ.Tuyến trùng nốt sần xâm nhập vào tế bào mô rễ của vật chủ để tạo thành khối u, ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ nước và chất dinh dưỡng, khiến cây phát triển còi cọc, lùn, vàng, héo, quăn lá, biến dạng quả và thậm chí chết toàn bộ cây, dẫn đến chết cây. giảm sản lượng cây trồng toàn cầu.
Trong những năm gần đây, việc kiểm soát bệnh tuyến trùng là trọng tâm của các công ty bảo vệ thực vật và viện nghiên cứu toàn cầu.Tuyến trùng bào nang đậu nành là nguyên nhân quan trọng làm giảm sản lượng đậu tương ở Brazil, Hoa Kỳ và các nước xuất khẩu đậu tương quan trọng khác.Hiện nay, mặc dù một số phương pháp vật lý hoặc biện pháp nông nghiệp đã được áp dụng để phòng trừ bệnh tuyến trùng như: sàng lọc giống kháng, sử dụng gốc ghép kháng, luân canh, cải tạo đất, v.v., nhưng các phương pháp phòng trừ quan trọng nhất vẫn là phòng trừ bằng hóa chất hoặc kiểm soát sinh học.
Cơ chế hoạt động của mối nối gốc
Vòng đời của tuyến trùng sưng rễ bao gồm trứng, ấu trùng tuổi 1, ấu trùng tuổi 2, ấu trùng tuổi 3, ấu trùng tuổi 4 và trưởng thành.Ấu trùng có hình dạng giống giun nhỏ, con trưởng thành có hình dạng dị hình, con đực có hình tuyến tính và con cái có hình quả lê.Ấu trùng tuổi thứ hai có thể di chuyển trong nước ở các lỗ chân lông của đất, tìm kiếm rễ cây chủ thông qua các alen nhạy cảm trên đầu, xâm chiếm cây chủ bằng cách xuyên qua lớp biểu bì từ vùng kéo dài của rễ cây chủ, sau đó di chuyển qua khoảng gian bào, di chuyển đến chóp rễ và đến mô phân sinh của rễ.Sau khi ấu trùng tuổi thứ hai đạt đến mô phân sinh của chóp rễ, ấu trùng di chuyển ngược về hướng bó mạch và đến vùng phát triển xylem.Ở đây, ấu trùng tuổi thứ hai Đâm vào tế bào vật chủ bằng kim miệng và tiêm dịch tiết của tuyến thực quản vào tế bào rễ của vật chủ.Auxin và các enzyme khác nhau có trong dịch tiết của tuyến thực quản có thể khiến tế bào chủ biến đổi thành “tế bào khổng lồ” với nhân đa nhân, giàu tiểu bào quan và khả năng trao đổi chất mạnh mẽ.Các tế bào vỏ xung quanh tế bào khổng lồ sinh sôi nảy nở, phát triển quá mức và sưng lên dưới tác động của tế bào khổng lồ, hình thành các triệu chứng điển hình của nốt sần trên bề mặt rễ.Ấu trùng tuổi thứ hai sử dụng tế bào khổng lồ làm điểm kiếm ăn để hấp thụ chất dinh dưỡng và nước và không di chuyển.Trong điều kiện thích hợp, ấu trùng tuổi thứ hai có thể kích thích vật chủ sản sinh ra các tế bào khổng lồ 24 giờ sau khi nhiễm bệnh và phát triển thành giun trưởng thành sau ba lần lột xác trong 20 ngày tiếp theo.Sau đó con đực di chuyển và rời khỏi rễ, con cái đứng yên và tiếp tục phát triển, bắt đầu đẻ trứng vào khoảng 28 ngày.Khi nhiệt độ trên 10oC, trứng nở trong nốt sần ở rễ, ấu trùng tuổi thứ nhất trong trứng, ấu trùng tuổi thứ hai chui ra khỏi trứng, để lại vật chủ xuống đất nhiễm trùng.
Tuyến trùng nốt sần có nhiều loại vật chủ, chúng có thể ký sinh trên hơn 3.000 loại vật chủ như rau, cây lương thực, cây công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh và cỏ dại.Rễ của các loại rau bị tuyến trùng sưng rễ hình thành các nốt sần có kích thước khác nhau, lúc đầu có màu trắng sữa và giai đoạn sau có màu nâu nhạt.Sau khi bị nhiễm tuyến trùng nút rễ, cây dưới đất bị lùn, cành và lá bị teo hoặc úa vàng, sinh trưởng còi cọc, màu lá nhạt, cây bị bệnh nặng sinh trưởng yếu, cây bị chết. bị héo khi hạn hán, và toàn bộ cây bị chết nặng.Ngoài ra, việc điều hòa phản ứng phòng vệ, tác dụng ức chế và tổn thương cơ học mô do tuyến trùng gây sưng rễ trên cây trồng cũng tạo điều kiện cho các mầm bệnh trong đất như bệnh héo fusarium, vi khuẩn thối rễ xâm nhập, hình thành các bệnh phức tạp và gây thiệt hại lớn hơn.
Các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát
Thuốc diệt khuẩn truyền thống có thể được chia thành thuốc khử trùng và thuốc không khử trùng theo các phương pháp sử dụng khác nhau.
Thuốc xông khói
Nó bao gồm các hydrocacbon được halogen hóa và isothiocyanat, và các chất không xông hơi bao gồm phốt pho hữu cơ và carbamate.Hiện nay, trong số các loại thuốc trừ sâu được đăng ký ở Trung Quốc, bromomethane (một chất làm suy giảm tầng ozone, đang dần bị cấm) và chloropicrin là các hợp chất hydrocarbon halogen hóa, có thể ức chế quá trình tổng hợp protein và các phản ứng sinh hóa trong quá trình hô hấp của tuyến trùng sưng rễ.Hai chất khử trùng là methyl isothiocyanate, có thể phân hủy và giải phóng methyl isothiocyanate và các hợp chất phân tử nhỏ khác trong đất.Methyl isothiocyanate có thể xâm nhập vào cơ thể của tuyến trùng sưng rễ và liên kết với globulin vận chuyển oxy, do đó ức chế quá trình hô hấp của tuyến trùng sưng rễ để đạt được hiệu quả gây chết người.Ngoài ra, sulfuryl fluoride và canxi cyanamide cũng đã được đăng ký làm chất khử trùng để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ ở Trung Quốc.
Ngoài ra còn có một số chất khử trùng hydrocarbon halogen hóa chưa được đăng ký ở Trung Quốc, chẳng hạn như 1, 3-dichloropropylene, iodomethane, v.v., được đăng ký ở một số quốc gia ở Châu Âu và Hoa Kỳ để thay thế bromomethane.
Không khử trùng
Bao gồm phốt pho hữu cơ và carbamate.Trong số các loại thuốc diệt cỏ không khử trùng được đăng ký ở nước ta, phosphine thiazolium, Methanophos, phoxiphos và chlorpyrifos thuộc nhóm organophosphorus, trong khi carboxanil, aldicarb và carboxanil butathiocarb thuộc nhóm carbamate.Thuốc diệt tuyến trùng không khử trùng làm gián đoạn chức năng hệ thần kinh của tuyến trùng sưng rễ bằng cách liên kết với acetylcholinesterase trong các khớp thần kinh của tuyến trùng sưng rễ.Chúng thường không diệt được tuyến trùng sưng rễ mà chỉ làm cho tuyến trùng sưng rễ mất khả năng xác định vị trí vật chủ và lây nhiễm nên thường được gọi là “tuyến trùng gây tê liệt tuyến trùng”.Thuốc diệt tuyến trùng không khử trùng truyền thống là chất độc thần kinh có độc tính cao, có cơ chế tác động lên động vật có xương sống và động vật chân đốt giống như tuyến trùng.Do đó, dưới sự hạn chế của các yếu tố môi trường và xã hội, các nước phát triển lớn trên thế giới đã giảm hoặc ngừng phát triển thuốc trừ sâu lân hữu cơ và carbamate, đồng thời chuyển sang phát triển một số loại thuốc trừ sâu mới có hiệu quả cao và độc tính thấp.Trong những năm gần đây, trong số các loại thuốc trừ sâu không chứa carbamate/phốt pho hữu cơ mới đã được đăng ký EPA là ethyl xoắn ốc (đăng ký năm 2010), Difluorosulfone (đăng ký năm 2014) và fluopyramide (đăng ký năm 2015).
Nhưng trên thực tế, do độc tính cao, thuốc trừ sâu lân hữu cơ bị cấm nên hiện nay thuốc diệt tuyến trùng không có nhiều.371 loại thuốc diệt tuyến trùng đã được đăng ký tại Trung Quốc, trong đó có 161 loại hoạt chất abamectin và 158 loại là hoạt chất thiazophos.Hai hoạt chất này là thành phần quan trọng nhất để kiểm soát tuyến trùng ở Trung Quốc.
Hiện nay, không có nhiều loại thuốc diệt tuyến trùng mới, trong đó fluorene sulfoxide, spiroxide, Difluorosulfone và fluopyramide là những chất dẫn đầu.Ngoài ra, về thuốc trừ sâu sinh học, Penicillium paraclavidum và Bacillus thuringiensis HAN055 do Kono đăng ký cũng có tiềm năng thị trường mạnh.
Bằng sáng chế toàn cầu về kiểm soát tuyến trùng sưng rễ đậu tương
Tuyến trùng sưng rễ đậu nành là một trong những nguyên nhân chính làm giảm năng suất đậu tương ở các nước xuất khẩu đậu tương lớn, đặc biệt là Hoa Kỳ và Brazil.
Tổng cộng có 4287 bằng sáng chế bảo vệ thực vật liên quan đến tuyến trùng gây u sưng rễ đậu tương đã được cấp trên toàn thế giới trong thập kỷ qua.Tuyến trùng sưng rễ đậu tương trên thế giới chủ yếu xin cấp bằng sáng chế ở các khu vực và quốc gia, đầu tiên là Cục Châu Âu, thứ hai là Trung Quốc và Hoa Kỳ, trong khi khu vực nghiêm trọng nhất về tuyến trùng sưng rễ đậu nành là Brazil chỉ có 145 Đơn xin cấp bằng sáng chế.Và hầu hết họ đều đến từ các công ty đa quốc gia.
Hiện nay, abamectin và phosphine thiazole là tác nhân kiểm soát tuyến trùng rễ chính ở Trung Quốc.Và sản phẩm được cấp bằng sáng chế fluopyramide cũng đã bắt đầu ra mắt.
Avermectin
Năm 1981, abamectin được giới thiệu ra thị trường như một chất kiểm soát ký sinh trùng đường ruột ở động vật có vú và vào năm 1985 dưới dạng thuốc trừ sâu.Avermectin là một trong những loại thuốc trừ sâu được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.
photphin thiazat
Phosphine thiazole là một loại thuốc trừ sâu lân hữu cơ không khử trùng mới, hiệu quả và phổ rộng được phát triển bởi Công ty Ishihara ở Nhật Bản và đã được đưa ra thị trường ở nhiều nước như Nhật Bản.Các nghiên cứu sơ bộ đã chỉ ra rằng phosphine thiazolium có khả năng hấp thụ và vận chuyển trong thực vật và có hoạt tính phổ rộng chống lại tuyến trùng ký sinh và sâu bệnh.Tuyến trùng ký sinh thực vật gây hại cho nhiều loại cây trồng quan trọng, đồng thời các đặc tính sinh học, vật lý và hóa học của phosphine thiazole rất thích hợp để bón vào đất nên là tác nhân lý tưởng để kiểm soát tuyến trùng ký sinh thực vật.Hiện nay, phosphine thiazolium là một trong những loại thuốc diệt tuyến trùng duy nhất được đăng ký trên rau ở Trung Quốc và có khả năng hấp thụ bên trong rất tốt nên không chỉ có thể được sử dụng để kiểm soát tuyến trùng và sâu bệnh bề mặt đất mà còn có thể được sử dụng để kiểm soát bọ ve và lá. sâu bệnh bề mặt.Phương thức hoạt động chính của phosphine thiazolides là ức chế acetylcholinesterase của sinh vật mục tiêu, ảnh hưởng đến hệ sinh thái của giai đoạn ấu trùng tuyến trùng thứ 2.Phosphine thiazole có thể ức chế hoạt động, gây hại và nở của tuyến trùng nên có thể ức chế sự phát triển và sinh sản của tuyến trùng.
Fluopyramid
Fluopyramide là thuốc diệt nấm pyridyl ethyl benzamide, được phát triển và thương mại hóa bởi Bayer Cropscience, vẫn đang trong giai đoạn cấp bằng sáng chế.Fluopyramide có hoạt tính diệt tuyến trùng nhất định và đã được đăng ký để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ ở cây trồng và hiện là một loại thuốc diệt tuyến trùng phổ biến hơn.Cơ chế hoạt động của nó là ức chế hô hấp của ty thể bằng cách ngăn chặn sự chuyển điện tử của succinic dehydrogenase trong chuỗi hô hấp và ức chế một số giai đoạn trong chu kỳ phát triển của vi khuẩn gây bệnh để đạt được mục đích kiểm soát vi khuẩn gây bệnh.
Thành phần hoạt chất của fluropyramide ở Trung Quốc vẫn đang trong thời gian cấp bằng sáng chế.Trong số các đơn xin cấp bằng sáng chế về tuyến trùng, 3 đơn đến từ Bayer và 4 đơn đến từ Trung Quốc, được kết hợp với chất kích thích sinh học hoặc các hoạt chất khác nhau để kiểm soát tuyến trùng.Trên thực tế, một số hoạt chất trong thời hạn cấp bằng sáng chế có thể được sử dụng để thực hiện trước một số kế hoạch cấp bằng sáng chế nhằm chiếm lĩnh thị trường.Chẳng hạn như các loài gây hại Lepidoptera tuyệt vời và tác nhân bọ trĩ ethyl polycidin, hơn 70% bằng sáng chế ứng dụng trong nước được áp dụng cho các doanh nghiệp trong nước.
Thuốc trừ sâu sinh học để kiểm soát tuyến trùng
Trong những năm gần đây, các phương pháp phòng trừ sinh học thay thế phòng trừ tuyến trùng sưng rễ bằng thuốc hóa học đã nhận được sự quan tâm rộng rãi trong và ngoài nước.Phân lập và sàng lọc các vi sinh vật có khả năng đối kháng cao với tuyến trùng gây u sưng rễ là điều kiện cơ bản để phòng trừ sinh học.Các chủng vi sinh vật đối kháng chính của tuyến trùng sưng rễ là Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus và Rhizobium.Tuy nhiên, một số vi sinh vật Myrothecium, Paecilomyces và Trichoderma khó phát huy tác dụng đối kháng tuyến trùng sưng rễ do khó nuôi cấy nhân tạo hoặc hiệu quả phòng trừ sinh học trên đồng ruộng không ổn định.
Paecilomyces lavviolaceus là loài ký sinh hiệu quả trên trứng của tuyến trùng nút rễ phía Nam và Cystocystis albicans.Tỷ lệ ký sinh trên trứng của tuyến trùng nút gốc phía Nam cao tới 60% ~ 70%.Cơ chế ức chế của Paecilomyces lavviolaceus đối với tuyến trùng gây sưng rễ là sau khi Paecilomyces lavviolaceus tiếp xúc với noãn nang giun dòng, trong chất nền nhớt, sợi nấm của vi khuẩn kiểm soát sinh học bao quanh toàn bộ trứng và phần cuối của sợi nấm trở nên dày.Bề mặt vỏ trứng bị vỡ do hoạt động của các chất chuyển hóa ngoại sinh và chitinase của nấm, sau đó nấm xâm nhập và thay thế.Nó cũng có thể tiết ra độc tố tiêu diệt tuyến trùng.Chức năng chính của nó là tiêu diệt trứng.Có tám đăng ký thuốc trừ sâu ở Trung Quốc.Hiện tại Paecilomyces lilaclavi không có dạng bào chế hợp chất để bán nhưng bằng sáng chế của nó được bố trí ở Trung Quốc có bằng sáng chế về việc pha trộn với các loại thuốc trừ sâu khác để tăng hoạt tính sử dụng.
Chiết xuất thực vật
Các sản phẩm thực vật tự nhiên có thể được sử dụng một cách an toàn để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ và việc sử dụng nguyên liệu thực vật hoặc các chất tuyến trùng do thực vật tạo ra để kiểm soát bệnh tuyến trùng sưng rễ phù hợp hơn với yêu cầu về an toàn sinh thái và an toàn thực phẩm.
Các thành phần tuyến trùng của thực vật tồn tại trong tất cả các cơ quan của cây và có thể thu được bằng cách chưng cất hơi nước, chiết xuất hữu cơ, thu gom dịch tiết của rễ, v.v. Theo tính chất hóa học, chúng chủ yếu được chia thành các chất không bay hơi, có khả năng hòa tan trong nước hoặc hòa tan hữu cơ. và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, trong đó chất không bay hơi chiếm đa số.Các thành phần tuyến trùng của nhiều loại thực vật có thể được sử dụng để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ sau khi chiết xuất đơn giản và việc phát hiện ra các chất chiết xuất từ thực vật tương đối đơn giản so với các hợp chất hoạt tính mới.Tuy nhiên, mặc dù có tác dụng diệt côn trùng nhưng thành phần hoạt chất thực sự và nguyên lý diệt côn trùng thường không rõ ràng.
Hiện nay, neem, matrine, veratrine, scopolamine, saponin trà, v.v. là những loại thuốc trừ sâu thực vật thương mại chính có hoạt tính diệt tuyến trùng, tương đối ít và có thể được sử dụng trong sản xuất cây ức chế tuyến trùng bằng cách trồng xen hoặc đi kèm.
Mặc dù sự kết hợp của chiết xuất thực vật để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ sẽ có tác dụng kiểm soát tuyến trùng tốt hơn nhưng nó vẫn chưa được thương mại hóa hoàn toàn ở giai đoạn hiện tại, nhưng nó vẫn cung cấp một ý tưởng mới về chiết xuất thực vật để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ.
Phân hữu cơ sinh học
Điểm mấu chốt của phân hữu cơ sinh học là liệu các vi sinh vật đối kháng có thể nhân lên trong đất hoặc đất vùng rễ hay không.Kết quả cho thấy việc áp dụng một số vật liệu hữu cơ như vỏ tôm, cua và bột dầu có thể trực tiếp hoặc gián tiếp nâng cao hiệu quả phòng trừ sinh học của tuyến trùng sưng rễ.Sử dụng công nghệ lên men rắn để lên men vi sinh vật đối kháng và phân hữu cơ để sản xuất phân hữu cơ sinh học là phương pháp phòng trừ sinh học mới nhằm kiểm soát bệnh tuyến trùng sưng rễ.
Trong nghiên cứu phòng trừ tuyến trùng hại rễ rau bằng phân hữu cơ sinh học cho thấy vi sinh vật đối kháng trong phân hữu cơ sinh học có tác dụng phòng trừ tốt tuyến trùng sưng rễ, đặc biệt là phân hữu cơ được tạo ra từ quá trình lên men của vi sinh vật đối kháng và phân hữu cơ. thông qua công nghệ lên men rắn.
Tuy nhiên, tác dụng phòng trừ tuyến trùng sưng rễ của phân hữu cơ có mối quan hệ rất lớn với môi trường và thời gian sử dụng, hiệu quả phòng trừ kém hơn nhiều so với thuốc trừ sâu truyền thống và khó thương mại hóa.
Tuy nhiên, như một phần của việc kiểm soát thuốc và phân bón, việc kiểm soát tuyến trùng bằng cách thêm thuốc trừ sâu hóa học và kết hợp nước và phân bón là khả thi.
Với số lượng lớn các giống cây trồng đơn lẻ (như khoai lang, đậu tương, v.v.) được trồng trong và ngoài nước, sự xuất hiện của tuyến trùng ngày càng nghiêm trọng và việc kiểm soát tuyến trùng cũng đang đối mặt với một thách thức lớn.Hiện nay, hầu hết các loại thuốc trừ sâu được đăng ký ở Trung Quốc đều được phát triển trước những năm 1980 và các hợp chất hoạt tính mới là không đủ nghiêm trọng.
Các tác nhân sinh học có những ưu điểm riêng trong quá trình sử dụng, nhưng chúng không hiệu quả bằng các tác nhân hóa học và việc sử dụng chúng bị hạn chế bởi nhiều yếu tố khác nhau.Thông qua các đơn xin cấp bằng sáng chế có liên quan, có thể thấy rằng sự phát triển của thuốc diệt tuyến trùng hiện nay vẫn xoay quanh sự kết hợp giữa các sản phẩm cũ, phát triển thuốc trừ sâu sinh học và sự tích hợp giữa nước và phân bón.
Thời gian đăng: 20-05-2024