Dit document geeft een overzicht van de biologie en ecologie van Nostoc-achtige cyanobacteria (blauwalgen) in vochtige bodems en bespreekt methoden om deze onkruid in Kwekerij omgevingen te beheren. Hier vereenvoudigen en groeperen we alle macroscopische, morfologisch Nostoc-achtige taxa in Nostoc. Echter, wat we noemen Nostoc in het veld eigenlijk omvat veel verschillende geslachten, zoals Alinostoc, Aulosira, Desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc, en Trichormus. Zeer algemene opmerkingen over de behandeling worden gemaakt omdat stamspecifieke eigenschappen, zoals verschillende mate van slijm en pigmentatie, kunnen leiden tot variatie tussen de gevoeligheid van elk taxon voor controlemethoden. Het is belangrijk om te onthouden dat, in het veld, de terrestrische algen gewoonlijk leven als een complexe gemeenschap van verschillende soorten cyanobacteriën, chlorofyten en diatomeeën, en leven in associaties met schimmels, de vorming van korstmossen.

beschrijving

Phylum: Cyanobacteria

Klasse: Cyanophyceae

subklasse: Nostocophilidae

orde: Nostocales

familie: Nostocaceae

typesoort: Nostoc commune Vaucher ex Bornet et Flahault (1888)

gemeenschappelijke namen: algen, stergelei, gemalen snot, drakensnot, merrieeieren

Nostoc-kolonies zijn samengesteld uit samengevoegde en verstrengelde trichomen (celketens) die kunnen uitgroeien tot macroscopische matten en gelatineachtige kolonies, die blauwgroen, geelbruin of donkerbruin van kleur kunnen zijn. Kolonies zijn meestal bolvormig aan het begin van de vegetatieve fase en zijn later onregelmatig, bladvormig of filiform. Trichomen zijn uniseriate, onvertakt, flexuous, of gebogen, en altijd ingesnoerd aan de kruiswanden. Vegetatieve cellen zijn vatvormig tot cilindrisch. Heterocyten (gespecialiseerde n-fixing cellen) zijn bolvormig tot ovaal van vorm en meestal solitair. Akinetes (slapende, niet-beweeglijke, dikwandige overlevingscellen) zijn ongeveer twee keer zo groot als de vegetatieve cel en kunnen worden gevonden in rijen, meestal met ovale of ellipsoïdale cellen, maar zijn zelden aanwezig. De voortplanting gebeurt meestal door motiele hormogonia (motiele filamenten van cellen die tijdens de aseksuele voortplanting worden gevormd) tijdens koloniale desintegratie en minder vaak door akinete-kieming. Momenteel zijn er meer dan 300 beschreven soorten in het geslacht Nostoc (Komárek 2013).

figuur 1.

microscopische beelden van Nostoc die wijzen op A) kolonievorming binnen mucilage, b–f) kolonies met verschillende morfologieën en pigmentatie, en g) individuele trichomen van cellen met heterocyten (ht), vegetatieve cellen (VG) en akineten (AK). De balken van de schaal vertegenwoordigen a) 100µm, b-f) 50µm, en g) 20µm.

Credit:

David E. Berthold, UF/IFAS

Habitat en distributie

Nostoc-achtige blauwalgen behoren tot de meest voorkomende en wijdverspreide blauwalgen in vochtige substraatomgevingen. De soorten van deze groep zijn aquatisch, subaerofytisch, endobiotisch, symbiotisch en/of terrestrisch. Ze komen voor in tropische, gematigde en polaire omgevingen en worden vaak gevonden op Grind, gronddoeken, gangpaden en talloze andere productiegebieden van kwekerijen en kassen.

Biologie

Nostoc-achtige cyanobacteriën groeien op het oppervlak van bodem, grind, cement en zelfs plastic containers en produceren macroscopische matten.

Figuur 2.

Foto ‘ s van macroscopische nostoc-kolonies die gewoonlijk in het veld worden aangetroffen op a) plastic containers, b) kasdek, en c) zand-en kalksteengrond.

Credit:

David E. Berthold, UF / IFAS

deze matten drogen uit en worden schilferig tijdens droge perioden, maar in aanwezigheid van water of enig vocht zwellen ze op tot dikke, donkergroene, gelatineachtige massa ‘ s die de productiegebieden van containers volledig kunnen bedekken. Dit taxon is lelijk, maar nog belangrijker, het is extreem glad en nat. Dit brengt ernstige gezondheidsrisico ‘ s met zich mee voor werknemers in de kinderdagverblijven. Een ander punt van zorg is hun vermogen om cyanotoxinen en allelopathische verbindingen te produceren (Kleinteich et al. 2018), die de plantengroei en fysiologie kan beïnvloeden. Hoewel cyanobacteriële matten een overlast kunnen zijn, zijn ze een belangrijk onderdeel van de bodem vanwege hun waterhoudende capaciteit en het vermogen om atmosferische stikstof te fixeren en koolstof in de bodem vast te leggen (Sangeetha et al. 2013; Singh et al. 2016). Ook kunnen bepaalde Nostoc-soorten symbiotische relaties vormen met planten (bv. N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) of schimmels om korstmossen te vormen (bv. N. lichenoides Vaucher ex Řeháková et Johansen). Verder is gebleken dat de soort N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault een eiwit genaamd cyanovirine-N produceert, met antivirale activiteiten tegen HIV( humaan immunodeficiëntievirus), FIV (feliene immunodeficiëntievirus) en herpes (Dey et al. 2000).

Beheer

Nostoc-achtige cyanobacteriën kunnen in kwekerijen en kassen terechtkomen via voetverkeer, Tuingereedschap, luchttransport of irrigatiesystemen waarbij gebruik wordt gemaakt van water dat met algen is verontreinigd. Eenmaal in een kas kunnen ze snel groeien en grote biomassa produceren door voedingsstoffen uit meststoffen en irrigatie, licht, hoge luchtvochtigheid en warme temperaturen (Latimer et al. 1996).

culturele en fysieke controle

Het verhogen van de drainage en het verminderen van bovengrondse irrigatie kan het voorkomen van nostoc-achtige cyanobacteriën verminderen, maar dit is mogelijk niet in elke situatie mogelijk. Sommige kwekerijen zijn erin geslaagd de cyanobacteriën fysiek te verwijderen door harken of het gebied te laten drogen en door blowers te gebruiken om het uit productiegebieden te blazen. Deze methoden bieden slechts korte termijn controle omdat deze algen uiteindelijk zullen terugkeren. In niet-gewas gebieden, zoals loopbruggen tussen container pads, kwekerijen hebben gemeld succesvol beheer na het planten van bahiagrass (Paspalum notatum Flueggé) in gebieden die eerder kaal. Het gebruik van bahiagrass of andere bodembedekkers kan de hoeveelheid stilstaand water op het bodemoppervlak verlagen en de overvloed aan Nostoc verminderen door concurrentie. Het gebruik van solarisatie of vlamwieders is in sommige gevallen ook effectief geweest (Parke and Stoven 2014).

chemische controle

Er zijn weinig rapporten beschikbaar over de Nostoc-respons op chemische controlestrategieën. De resultaten zijn ook variabel van studie tot studie, waarbij auteurs vaak verschillende resultaten rapporteren voor dezelfde behandelingen. Dit is waarschijnlijk te wijten aan variatie tussen de Nostoc-achtige soorten of geslachten geëvalueerd in verschillende studies.

aan het University Of Florida Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS) wordt onderzoek uitgevoerd om effectieve nostoc managementmethoden te bepalen. Ons onderzoek in het veld en met Nostoc commune in het lab toonde aan dat de chemische werkzaamheid afhangt van de chemische stof en het oppervlak waarop de chemische stof wordt aangebracht. Effectieve behandelingen op Grind oppervlakken zijn Zerotol 2.0 (waterstofperoxide + peroxyazijnzuur), TerraCyte PRO (natriumcarbonaat peroxyhydraat), en generieke kiemdodende bleekmiddel. Op plastic tarps, effectieve behandelingen zijn opgenomen TerraCyte PRO, kiemdodende bleekmiddel, en zeis (pelargonic acid). Scythe is ook effectief gebleken in andere studies (Parke and Stoven 2014). Kopersulfaat, dat als mogelijke oplossing is voorgesteld maar niet voor grondtoepassing is geëtiketteerd, stimuleerde eigenlijk de groei in onderzoekproeven.

bij toepassing met aanbevolen hoge etiketteringspercentages was TerraCyte PRO de meest effectieve chemische optie voor de behandeling. Echter, Zerotol 2.0, kiemdodende bleekmiddel, en zeis waren ook effectief in sommige gevallen. Afhankelijk van de soort van Nostoc (of andere morfologisch vergelijkbare geslachten), kunnen andere opties ook effectief zijn. In veel gevallen zullen vervolgapplicaties nodig zijn voor volledige controle. Al deze producten zijn gelabeld voor gebruik in kwekerij-en serre productiegebieden.

volg de instructies op het etiket bij het gebruik van producten. Veiligheidsuitrusting vereist op het etiket en door de federale of staatswetgeving moet worden gebruikt. Pesticidenregistraties kunnen veranderen, dus het is de verantwoordelijkheid van de gebruiker om na te gaan of een pesticide is geregistreerd door de juiste staat en federale instanties voor het beoogde gebruik.Dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, M. R. Boyd, J. H. Elder, en E. A. Berger. 2000. “Meerdere antivirale activiteiten van cyanovirine-N: Blokkering van humaan immunodeficiëntievirus type 1 gp120 interactie met CD4 en coreceptor en remming van diverse omhulde virussen.”Journal of Virology 74 (10): 4562-4569. https://doi.org/10.1128/JVI.74.10.4562-4569.2000

Kleinteich, J., J. Puddick, S. A. Wood, F. Hildebrand, H. D. Laughinghouse IV, D. A. Pearce, D. R. Dietrich, and A. Wilmotte. 2018. “Toxic cyanobacteria in Svalbard: Chemical diversity of microcystins detected using a liquid chromatography mass spectrometry precursor ion screening method.”Toxines 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Komárek, J. 2013. “Cyanoprokaryota 3. Heterocyte geslachten.”In Sübwasserflora Von Mitteleuropa/Freshwater Flora of Central Europe, edited by G. Gärtner, L. Krienitz, and M. Schagerl. 1130. Heidelberg: Springer. Latimer, J. G., R. B. Beverly, C. D. Robacker, O. M. Lindstrom, R. D. Oetting, D. L. Olson, S. K. Braman, et al. 1996. “Vermindering van de vervuiling potentieel van pesticiden en meststoffen in de milieu tuinbouw industrie: I. kas, kwekerij, en sod productie.”HortTechnology 6 (2): 115-124.

Parke, J., en H. Stoven 2014. “Management of the cyanobacterium Nostoc in horticultural nurseries.”Digger 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana, en R. V. Lakshmi. 2013. “Role of cyanobacteria and Azolla in inorganic carbon sequestration and nutrients enrichment in soil.”International Journal of Engineering Research & Technology 2 (6): 2130-2137.

Singh, J. S., A. Kumar, A. N. Rai, en D. P. Singh. 2016. “Cyanobacteria: a precious bio-resource in agriculture, ecosystem, and environmental sustainability.”Frontiers in Microbiology 7: 529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00529

Het Instituut voor voedings-en Landbouwwetenschappen (IFAS) is een instelling voor Gelijke Kansen die alleen bevoegd is om onderzoek, onderwijsinformatie en andere diensten te verlenen aan personen en instellingen die met non-discriminatie op grond van ras, geloof, huidskleur, godsdienst, leeftijd, handicap, geslacht, seksuele geaardheid, burgerlijke staat, nationale afkomst, politieke opvattingen of banden functioneren. Voor meer informatie over het verkrijgen van andere UF/IFAS Extension publications kunt u contact opnemen met het UF/IFAS Extension office van uw provincie.
U. S. Department of Agriculture, UF / IFAS Extension Service, University Of Florida, IFAS, Florida A & M University Cooperative Extension Program, and Boards of County Commissioners Cooperating. Nick T. Place, decaan voor UF / IFAS extensie.