Aunque los nematodos parásitos de las plantas pertenecen a los peligros de los nematodos, no son plagas de las plantas, sino enfermedades de las mismas.
El nematodo agallador (Meloidogyne) es el nematodo fitoparásito más ampliamente distribuido y dañino del mundo. Se estima que más de 2000 especies de plantas en el mundo, incluyendo casi todos los cultivos, son muy sensibles a la infección por este nematodo. Este nematodo infecta las células del tejido radicular del huésped y forma tumores, lo que afecta la absorción de agua y nutrientes, lo que provoca retraso en el crecimiento de la planta, enanismo, amarillamiento, marchitamiento, enrollamiento de las hojas, deformidad del fruto e incluso la muerte de toda la planta, lo que resulta en una reducción global de los cultivos.
En los últimos años, el control de enfermedades causadas por nematodos ha sido el foco de atención de empresas internacionales de protección vegetal e institutos de investigación. El nematodo del quiste de la soja es una causa importante de la reducción de la producción de soja en Brasil, Estados Unidos y otros importantes países exportadores de soja. Actualmente, si bien se han aplicado algunos métodos físicos o medidas agrícolas para el control de enfermedades causadas por nematodos, como la selección de variedades resistentes, el uso de portainjertos resistentes, la rotación de cultivos y el mejoramiento del suelo, los métodos de control más importantes siguen siendo el control químico o el control biológico.
Mecanismo de acción de la unión de la raíz
El ciclo de vida del nematodo agallador consiste en huevo, larva de primer estadio, larva de segundo estadio, larva de tercer estadio, larva de cuarto estadio y adulto. La larva es pequeña como un gusano, el adulto es heteromórfico, el macho es lineal y la hembra tiene forma de pera. Las larvas de segundo estadio pueden migrar en el agua de los poros del suelo, buscar la raíz de la planta huésped a través de los alelos sensibles de la cabeza, invadir la planta huésped perforando la epidermis desde el área de elongación de la raíz huésped y luego viajar a través del espacio intercelular, moverse a la punta de la raíz y alcanzar el meristemo de la raíz. Después de que las larvas de segundo estadio alcanzaron el meristemo de la punta de la raíz, las larvas regresaron a la dirección del haz vascular y alcanzaron el área de desarrollo del xilema. Aquí, las larvas de segundo estadio perforan las células huésped con una aguja oral e inyectan secreciones de la glándula esofágica en las células de la raíz huésped. La auxina y diversas enzimas presentes en las secreciones de la glándula esofágica pueden inducir la mutación de las células huésped en "células gigantes" con núcleos multinucleados, ricos en suborgánulos y un metabolismo vigoroso. Las células corticales que rodean las células gigantes proliferan, crecen excesivamente y se hinchan bajo la influencia de estas células, formando los síntomas típicos de los nódulos radiculares en la superficie radicular. Las larvas de segundo estadio utilizan las células gigantes como puntos de alimentación para absorber nutrientes y agua, y no se desplazan. En condiciones adecuadas, las larvas de segundo estadio pueden inducir al huésped a producir células gigantes 24 h después de la infección y convertirse en gusanos adultos tras tres mudas en los 20 días siguientes. Después, los machos se desplazan y abandonan las raíces, mientras que las hembras permanecen estacionarias y continúan desarrollándose, comenzando a poner huevos aproximadamente a los 28 días. Cuando la temperatura supera los 10 °C, los huevos eclosionan en el nódulo radicular; las larvas de primer estadio se encuentran en los huevos; las larvas de segundo estadio perforan los huevos y abandonan el huésped en el suelo, donde se produce nuevamente la infección.
Los nematodos agalladores se presentan en una amplia gama de hospedadores y pueden parasitar más de 3000 tipos de hospedadores, como hortalizas, cultivos alimentarios, cultivos comerciales, árboles frutales, plantas ornamentales y malezas. Las raíces de las hortalizas afectadas por estos nematodos forman nódulos de diferentes tamaños, de color blanco lechoso al principio y marrón pálido en etapas posteriores. Tras la infección, las plantas en el suelo presentan baja estatura, ramas y hojas atrofiadas o amarilleadas, retraso en el crecimiento, hojas de color claro y un crecimiento débil en las plantas gravemente enfermas. En caso de sequía, las plantas se marchitan y mueren en su totalidad. Además, la regulación de la respuesta de defensa, el efecto inhibidor y el daño mecánico tisular causados por los nematodos agalladores en los cultivos facilitan la invasión de patógenos del suelo, como la fusariosis y la pudrición radicular, lo que genera enfermedades complejas y causa mayores pérdidas.
Medidas de prevención y control
Los insecticidas tradicionales se pueden dividir en fumigantes y no fumigantes según los diferentes métodos de uso.
Fumigante
Incluye hidrocarburos halogenados e isotiocianatos, y los no fumigantes incluyen organofosforados y carbamatos. En la actualidad, entre los insecticidas registrados en China, el bromometano (una sustancia que agota la capa de ozono, que se está prohibiendo gradualmente) y la cloropicrina son compuestos de hidrocarburos halogenados, que pueden inhibir la síntesis de proteínas y las reacciones bioquímicas durante la respiración de los nematodos del nudo de la raíz. Los dos fumigantes son el isotiocianato de metilo, que puede degradar y liberar isotiocianato de metilo y otros compuestos moleculares pequeños en el suelo. El isotiocianato de metilo puede ingresar al cuerpo del nematodo del nudo de la raíz y unirse a la globulina transportadora de oxígeno, inhibiendo así la respiración del nematodo del nudo de la raíz para lograr un efecto letal. Además, el fluoruro de sulfurilo y la cianamida de calcio también se han registrado como fumigantes para el control de los nematodos del nudo de la raíz en China.
También existen algunos fumigantes de hidrocarburos halogenados que no están registrados en China, como 1, 3-dicloropropileno, yodometano, etc., que están registrados en algunos países de Europa y Estados Unidos como sustitutos del bromometano.
No fumigante
Incluye organofosforados y carbamatos. Entre los nematocidas no fumigados registrados en nuestro país, la fosfina tiazolio, el metanofos, el foxifós y el clorpirifos pertenecen a los organofosforados, mientras que el carboxanilo, el aldicarb y el carboxanilo butatiocarb pertenecen a los carbamatos. Los nematocidas no fumigados alteran la función del sistema nervioso de los nematodos agalladores al unirse a la acetilcolinesterasa en las sinapsis de los nematodos agalladores. Por lo general, no matan a los nematodos agalladores, sino que solo hacen que pierdan su capacidad de localizar al huésped e infectar, por lo que a menudo se les conoce como "paralizadores de nematodos". Los nematocidas tradicionales no fumigados son agentes nerviosos altamente tóxicos, que tienen el mismo mecanismo de acción en vertebrados y artrópodos que los nematodos. Por lo tanto, debido a las limitaciones ambientales y sociales, los principales países desarrollados del mundo han reducido o suspendido el desarrollo de insecticidas organofosforados y carbamatos, y han optado por el desarrollo de nuevos insecticidas de alta eficacia y baja toxicidad. En los últimos años, entre los nuevos insecticidas no carbamatos/organofosforados que han obtenido el registro de la EPA se encuentran el espiralato de etilo (registrado en 2010), la difluorosulfona (registrada en 2014) y la fluopiramida (registrada en 2015).
Sin embargo, debido a la alta toxicidad y a la prohibición de los pesticidas organofosforados, actualmente no hay muchos nematocidas disponibles. Se registraron 371 nematocidas en China, de los cuales 161 tenían como ingrediente activo la abamectina y 158 el tiazofos. Estos dos ingredientes activos fueron los componentes más importantes para el control de nematodos en China.
Actualmente, no existen muchos nematocidas nuevos, entre los que destacan el sulfóxido de fluoreno, el espiróxido, la difluorosulfona y la fluopiramida. Además, en cuanto a biopesticidas, Penicillium paraclavidum y Bacillus thuringiensis HAN055, registrados por Kono, también tienen un gran potencial de mercado.
Patente mundial para el control del nematodo agallador de la raíz de la soja
El nematodo del nudo de la raíz de la soja es una de las principales causas de la reducción del rendimiento de la soja en los principales países exportadores de soja, especialmente Estados Unidos y Brasil.
En la última década, se han solicitado 4287 patentes de protección fitosanitaria relacionadas con el nematodo agallador de la raíz de la soja en todo el mundo. Las solicitudes de patente para el nematodo agallador de la raíz de la soja se han presentado principalmente en regiones y países: la primera es la Oficina Europea, la segunda en China y Estados Unidos. Mientras que Brasil, el área más importante para el nematodo agallador de la raíz de la soja, cuenta con solo 145 solicitudes de patente. La mayoría de ellas provienen de empresas multinacionales.
Actualmente, la abamectina y el fosfatiazol son los principales agentes de control de nematodos radiculares en China. Además, se ha comenzado a comercializar el producto patentado fluopiramida.
Avermectina
En 1981, la abamectina se introdujo en el mercado como control de parásitos intestinales en mamíferos, y en 1985 como pesticida. La avermectina es uno de los insecticidas más utilizados en la actualidad.
Tiazato de fosfina
El fosfinotiazol es un insecticida organofosforado no fumigado, novedoso, eficaz y de amplio espectro, desarrollado por la compañía Ishihara en Japón y comercializado en numerosos países, entre ellos Japón. Estudios preliminares han demostrado que el fosfinotiazolio presenta endosorción y transporte en plantas, además de una actividad de amplio espectro contra nematodos parásitos y plagas. Los nematodos parásitos de las plantas dañan muchos cultivos importantes, y las propiedades biológicas, físicas y químicas del fosfinotiazolio son muy adecuadas para su aplicación al suelo, lo que lo convierte en un agente ideal para su control. Actualmente, el fosfinotiazolio es uno de los pocos nematocidas registrados para hortalizas en China y presenta una excelente absorción interna, por lo que no solo se puede utilizar para controlar nematodos y plagas superficiales del suelo, sino también ácaros y plagas superficiales de las hojas. El principal mecanismo de acción de las fosfintiazolidas es inhibir la acetilcolinesterasa del organismo diana, lo cual afecta la ecología de la segunda etapa larvaria del nematodo. La fosfintiazolida puede inhibir la actividad, el daño y la eclosión de los nematodos, inhibiendo así su crecimiento y reproducción.
Fluopiramida
La fluopiramida es un fungicida de piridiletilbenzamida, desarrollado y comercializado por Bayer Cropscience, cuya patente aún se encuentra en trámite. Posee cierta actividad nematicida y se ha registrado para el control del nematodo agallador en cultivos, siendo actualmente un nematicida muy popular. Su mecanismo de acción consiste en inhibir la respiración mitocondrial mediante el bloqueo de la transferencia de electrones de la succínico deshidrogenasa en la cadena respiratoria, e inhibir diversas etapas del ciclo de crecimiento de las bacterias patógenas para lograr su control.
El ingrediente activo de la fluropiramida en China aún se encuentra en período de patente. De sus solicitudes de patente para nematodos, tres son de Bayer y cuatro de China, y se combinan con bioestimulantes o diferentes ingredientes activos para controlarlos. De hecho, algunos ingredientes activos dentro del período de patente pueden utilizarse para la tramitación anticipada de patentes y así captar el mercado. Como la excelente etilpolicidina, un agente contra lepidópteros y trips, más del 70% de las patentes de aplicación nacional son solicitadas por empresas nacionales.
Plaguicidas biológicos para el control de nematodos
En los últimos años, los métodos de control biológico que sustituyen al control químico de los nematodos agalladores han recibido amplia atención tanto a nivel nacional como internacional. El aislamiento y la selección de microorganismos con alta capacidad antagónica contra estos nematodos son fundamentales para el control biológico. Las principales cepas reportadas como antagónicas fueron Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus y Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces y Trichoderma; sin embargo, algunos microorganismos mostraron dificultades para ejercer su efecto antagónico sobre los nematodos agalladores debido a dificultades en el cultivo artificial o a la inestabilidad del efecto de control biológico en el campo.
Paecilomyces lavviolaceus es un parásito eficaz de los huevos del nematodo del nudo radicular del sur y de Cystocystis albicans. La tasa de parasitación de los huevos del nematodo del nudo radicular del sur alcanza el 60%~70%. El mecanismo de inhibición de Paecilomyces lavviolaceus contra los nematodos del nudo radicular consiste en que, tras el contacto de Paecilomyces lavviolaceus con los ooquistes del gusano de línea, en el sustrato viscoso, el micelio de las bacterias de biocontrol rodea todo el huevo y el extremo del micelio se engrosa. La superficie de la cáscara del huevo se rompe debido a la actividad de metabolitos exógenos y quitinasa fúngica, y luego los hongos la invaden y la reemplazan. También puede secretar toxinas que matan a los nematodos. Su función principal es matar los huevos. Existen ocho registros de pesticidas en China. En la actualidad, Paecilomyces lilaclavi no tiene una forma farmacéutica compuesta para la venta, pero su diseño de patente en China tiene una patente para combinarse con otros insecticidas para aumentar la actividad de uso.
extracto de planta
Los productos vegetales naturales se pueden utilizar de forma segura para el control de los nematodos agalladores, y el uso de materiales vegetales o sustancias nematoides producidas por las plantas para controlar las enfermedades de los nematodos agalladores está más en línea con los requisitos de seguridad ecológica y seguridad alimentaria.
Los componentes nematoides de las plantas se encuentran en todos sus órganos y pueden obtenerse mediante destilación al vapor, extracción orgánica, recolección de secreciones radiculares, etc. Según sus propiedades químicas, se dividen principalmente en sustancias no volátiles con solubilidad en agua o en materia orgánica y compuestos orgánicos volátiles, siendo los no volátiles los más comunes. Los componentes nematoides de muchas plantas pueden utilizarse para el control de nematodos agalladores tras una simple extracción, y el descubrimiento de extractos vegetales es relativamente sencillo en comparación con la obtención de nuevos compuestos activos. Sin embargo, aunque posee efecto insecticida, su verdadero ingrediente activo y principio activo a menudo no están claros.
En la actualidad, el neem, la matrina, la veratrina, la escopolamina, la saponina del té, etc., son los principales plaguicidas comerciales para plantas con actividad para matar nematodos, que son relativamente pocos, y se pueden usar en la producción de plantas inhibidoras de nematodos mediante la siembra intercalada o acompañando.
Aunque la combinación de extractos de plantas para controlar el nematodo del nudo de la raíz tendrá un mejor efecto de control de nematodos, no se ha comercializado completamente en la etapa actual, pero aún proporciona una nueva idea para los extractos de plantas para controlar el nematodo del nudo de la raíz.
Fertilizante bioorgánico
La clave de los fertilizantes bioorgánicos reside en la capacidad de los microorganismos antagonistas para multiplicarse en el suelo o en la rizosfera. Los resultados muestran que la aplicación de materiales orgánicos como caparazones de camarones y cangrejos, y harina oleaginosa, puede mejorar, directa o indirectamente, el efecto de control biológico del nematodo agallador. El uso de tecnología de fermentación sólida para fermentar microorganismos antagonistas y fertilizante orgánico para producir fertilizantes bioorgánicos constituye un nuevo método de control biológico para controlar la enfermedad del nematodo agallador.
En el estudio del control de nematodos vegetales con fertilizantes bioorgánicos, se encontró que los microorganismos antagónicos en los fertilizantes bioorgánicos tenían un buen efecto de control sobre los nematodos formadores de nudos de raíces, especialmente el fertilizante orgánico elaborado a partir de la fermentación de microorganismos antagónicos y fertilizante orgánico a través de tecnología de fermentación sólida.
Sin embargo, el efecto de control del fertilizante orgánico sobre los nematodos agalladores tiene una gran relación con el medio ambiente y el período de uso, y su eficiencia de control es mucho menor que la de los pesticidas tradicionales y es difícil de comercializar.
Sin embargo, como parte del control de medicamentos y fertilizantes, es posible controlar los nematodos agregando pesticidas químicos e integrando agua y fertilizantes.
Con la gran cantidad de variedades de monocultivos (como batata, soja, etc.) plantadas tanto en el país como en el extranjero, la incidencia de nematodos se está agravando, y su control también se enfrenta a un gran desafío. Actualmente, la mayoría de las variedades de plaguicidas registradas en China se desarrollaron antes de la década de 1980, y los nuevos compuestos activos son muy insuficientes.
Los agentes biológicos ofrecen ventajas únicas en su proceso de uso, pero no son tan eficaces como los agentes químicos, y su uso está limitado por diversos factores. Las solicitudes de patente pertinentes demuestran que el desarrollo actual de nematocidas aún se basa en la combinación de productos antiguos, el desarrollo de biopesticidas y la integración de agua y fertilizantes.
Fecha de publicación: 20 de mayo de 2024