Опасни червеи паразити за земеделските култури*

Климатичните промени може да доведат до икономически щети, причинени от нематоди

Роман Рачков е част от авторския екип на платформата за знание „Климатека“. Той е агроном, специалист по тропично и субтропично земеделие, дългогодишен експерт по интегрирана и биологична растителна защита. Председател е на Българската асоциация по биологична растителна защита, има интереси в областта на инвазивните видове насекоми в Европа.

Стъблените нематоди са особено вредни за култури като лук, чесън, краставици, магданоз и домати

Роман Рачков,
„Климатека“ – научна
платформа за климатичните промени

Нематодите са активно движещи се, свободно живеещи или паразитни червеи и са една от най-големите групи животински организми, срещани днес на Земята. Повишените нива на CO2 и на температурата вследствие от климатичните промени са съществени фактори, които влияят върху биологията на нематодите, ускорявайки развитието на популацията. Все по-вероятно е, че развитието на нематодите може да се ускори при по-висока температура на почвата и от там да повлияе на взаимоотношенията растение – паразитен нематод. Освен това част от нематодите са способни да унищожат реколтата от ключови за изхранването на човечеството селскостопански култури.
Ако сте гледали филма „Апокалипто“ на Мел Гибсън, вероятно ще си спомните сцената, в която върховният жрец произнесе своите молитви от върха на пирамидата до боговете. И между тях беше и репликата за тоталната загуба на реколтата. Това е исторически факт. В този период от историята, в условията на примитивно земеделие, дейността на паразитните нематоди носи огромни щети под формата на пропадане на реколтата и глад. Това често води до миграция на цели народи. Със сигурност се знае, че народът на маите през VII в. сл. Хр. напълно се преселва от Гватемала на полуостров Юкатан поради системната загуба на реколтата, причинена от нематоди.

Какво представляват нематодите?
Нематодите са движещи се и свободно живеещи червеи или паразитни червеи. Първите живеят в сладки и солени води и почва. Последните паразитират върху различни организми (от протозои до гръбначни, растения, гъби). Броят на видовете нематоди е неизвестен. Описани са повече от 20 000,
но в действителност са много повече (предполага се, че са над 500 000).
Появата на кръглите червеи, каквито са нематодите, е една от големите еволюционни стъпки, които са се случили на Земята след появата на плоските червеи. По отношение на способността им да се адаптират към условията на средата, те нямат равни в животинския свят – сравними са само с протозоите и бактериите. Тези белезникави червеи се хранят с гниещи животински останки, разлагащи се и живи растителни тъкани, почвена микрофлора и водорасли. Всички представители на вида са лакомници, като са в състояние да изядат храна, която е 10 пъти по-голяма от теглото им, като маса.

Каква е връзката между климатичните промени и разпространението на паразитните нематоди?
Промените в климата, повишаването на средната повърхностна температура на Земята, в допълнение към патогените и болестите, са идентифицирани като най-голямата заплаха за глобалното здраве през ХХІ век. Резултатите от най-новите изследвания показват, че процесът на затопляне започва през 30-те години на ХІХ век. Тенденцията на затопляне през последните десетилетия допринесе за увеличаване на заболеваемостта и смъртността в много региони на света. Според Междуправителствения панел по изменение на климата (IPCC) прогнозите на климатичните модели показват, че през този век глобалната средна температура на земната повърхност ще се повиши с 1,1 – 6,4°C, докато безопасното ниво на увеличение е 1,5 – 2°C.
Някои климатични модели, като например този на Европейската агенция за околна среда, предвиждат повишени температури в Европа с 2,4 – 4ºC и променени модели на валежите, като лятото се предвижда да бъде по-сухо с 30%.
Изменението на климата може да доведе до увеличени икономически щети, причинени от нематоди, които вече са разпространени на континента, напр. Globodera pallida и Heterodera schachtii. Изменението на климата може също да накара видовете нематоди, които са преобладаващи, но рядко увреждащи, да станат важни агрономически вредители, напр. видът H. avenae. Този вид обикновено е под естествен контрол от гъбички, но това потискане намалява през сухо лято. Промените във валежите също ще повлияят на онези свободно живеещи нематоди, които атакуват растенията, напр. триходориди и лонгидориди. Повишените температури могат също да доведат до по-голяма заплаха от инвазивни видове нематоди, като видовете Meloidogyne.
Растителните екосистеми са пряко повлияни от въздействието на глобалното затопляне върху околната среда. Растежът и развитието на растенията се определят от наличието на хранителни вещества като азот и калий, количеството слънчева светлина, температурата и валежите и те вероятно ще се променят в резултат от глобалното затопляне и климатичните промени. Високите нива на атмосферен CO2 влияят върху растежа на растенията поради повишената фотосинтеза с цената на намалено изпарение. Повишените нива на CO2 и температурата също са съществени фактори, които влияят върху биологията на нематодите. Все по-вероятно е развитието на нематодите да се ускори при по-висока температура на почвата и оттам това да повлияе на взаимоотношенията растение – паразитен нематод.

Какви са потенциалните вреди на някои видове нематоди върху растенията?
За съжаление, не всички видове нематоди живеят тихо и спокойно в почвата, много от тях вредят на растенията в градината. Част от вредните видове са следните.
Кореновите нематоди паразитират върху корените на растенията. Те пробиват кореновата система и започват да я изяждат. На това място се образуват израстъци, които понякога се наричат гали. Кореновото хранене на растението е нарушено, то изсъхва и бързо умира. Особено често са засегнати домати, патладжани, краставици в оранжериите, картофите и цвеклото страдат върху открити терени.
Стъблените нематоди са особено вредни за култури като лук, чесън, краставици, магданоз и домати. Нематодите проникват в стъблото и започват да паразитират. В процеса на хранене те механично увреждат растенията, причиняват запушване на проводящите съдове. Стъблото се деформира, набъбва, гофрира, в резултат на това растението изостава в растежа и може да умре.
Листните нематоди засягат предимно градинските ягоди. Листата променят цвета си от зелено до бледожълто, могат просто да потъмнеят и впоследствие да изсъхнат. Понякога дори се стига до появата на дупки по листата.
Ентомопатогенни нематоди – освен вредители по селскостопанските растения много видове нематоди ни предпазват от други вредители по тях. Сред тях се отличава групата на ентомопатогенните нематоди. В процеса на еволюцията те са развили симбиоза с бактерии, които са способни да убиват насекоми. Ентомопатогенните нематоди са способни да заразят над 1000 вида вредители по селскостопански и декоративни култури, включително карантинни видове, засягащи всички етапи на развитие, с изключение на яйцето.
Съответно можем да заключим, че основните негативни последствия на нематодите върху селскостопанските растения са рязко намаляване на добива, като при някои по-примитивни човешки общества те могат да доведат и до физическото им изчезване.
Паразитиращите нематоди са важни, икономически, селскостопански вредители.
Практическото приложение в борбата с вредителите е възможно върху широк спектър от култури (плодови и ягодоплодни, грозде, цветни и декоративни, зеленчукови култури, гъби) както в условия на открит терен, така и в оранжерийното производство. Устойчивостта на много съвременни синтетични химикали и липсата на патогенни ефекти върху растенията, опрашителите (пчели, земни пчели), земни червеи, ентомофаги и акарофаги правят възможно използването на паразитни нематоди в програмите за управление на популацията на фитофаги.
Нематодите причиняват увреждане на реколтата както директно в резултат на своето хранене, така и като вирусни преносители на болести като тези при картофи. Нематоциди исторически са били използвани за контрол на проблемите с нематодите, но са имали тенденция да бъдат широкоспектърни и относително устойчиви. Законодателни промени доведоха до изтегляне от пазара на два основни нематоцида в отговор на опасенията за околната среда, които повдигна тяхната употреба. Промените в съответните директиви на ЕС ще доведат до загуба от пазара на трите оставащи нематоцида с ограничени перспективи за достъп до безопасни алтернативи. Загубата на контрол върху нематоцидите и потенциалните промени в климата могат да доведат до ужасна ситуация за много земеделски производители. Фермерите ще останат без средство за защита от фитопатогенните нематоди, което ще доведе до намаляване на добивите от основните селскостопански култури. Например картофената цистообразуваща нематода (Globodera pallida) , която е космополитен вид, е способна в години на масовото си разпространение да причини до 80% загуба на реколтата от картофи. Липсата на алтернатива при нематоцидите може да доведе до глобални проблеми в хранителните вериги.
Измененията на климата продължават и е необходимо събирането на биоинформация за моделиране и прогнозиране как промените в климата биха довели до повишени рискове от нематодни вредители в селското стопанство на Европа. Необходимо е да се разработят и тестват симулационни модели на популации от нематоди на територията на ЕС, като се използват първични данни за температурата и влагата на почвата с развитието на нематодите, скоростта на размножаване и увреждането на реколтата. Получените данни да бъдат използвани за разработване на стратегии за управление на вредителите с цел смекчаване въздействието на промените в състоянието на нематодните вредители.

*Статията се публикува със съкращения