Este documento proporciona una visión general de la biología y ecología de las cianobacterias tipo Nostoc (azul-verde algas) en suelos húmedos y discute métodos para manejar esta maleza en ambientes de vivero. Aquí, simplificamos y agrupamos todos los taxones macroscópicos, morfológicamente similares a los Nostoc en Nostoc. Sin embargo, lo que llamamos Nostoc en el campo en realidad comprende muchos géneros diferentes, como Aliinostoc, Aulosira, Desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc y Trichormus. Se hacen comentarios muy generales sobre el manejo porque las propiedades específicas de la cepa, como los diferentes grados de mucílago y pigmentación, pueden causar variaciones entre la susceptibilidad de cada taxón a los métodos de control. Es importante recordar que, en el campo, las algas terrestres comúnmente viven como una comunidad compleja de varias especies de cianobacterias, clorofitas y diatomeas, y viven en asociación con hongos, formando líquenes.

Descripción

Filo: Cianobacterias

Clase: Cyanophyceae

Subclase: Nostocophycidae

Orden: Nostocales

Familia: Nostocaceae

Especie Tipo: Nostoc commune Vaucher ex Bornet et Flahault (1888)

Nombres comunes: las colonias Nostoc de algas, gelatina de estrellas, mocos de tierra, moco de dragón, huevos de yegua se componen de tricomas (cadenas de células) agregados y enredados que pueden crecer en esteras macroscópicas y colonias gelatinosas, que pueden ser de color verde azulado, marrón amarillento o marrón oscuro. Las colonias son generalmente esféricas al comienzo de la etapa vegetativa y más tarde irregulares, foliares o filiformes. Los tricomas son uniseriados, no ramificados, flexuosos o curvos, y siempre constreñidos en las paredes cruzadas. Las células vegetativas tienen forma de barril a cilíndrica. Los heterocitos (células especializadas fijadoras de N) son de forma esférica a ovalada y generalmente solitarias. Los acinetos (células de supervivencia latentes, no móviles y de paredes gruesas) son aproximadamente dos veces el tamaño de la célula vegetativa y se pueden encontrar en filas, generalmente conteniendo células ovales o elipsoidales, pero rara vez están presentes. La reproducción es generalmente por hormogonia móvil (filamentos móviles de células formadas durante la reproducción asexual) durante la desintegración colonial y con menos frecuencia por germinación de acinetos. Actualmente, hay más de 300 especies descritas en el género Nostoc (Komárek 2013).

Figura 1.

Imágenes microscópicas de Nostoc que indican a) formación de colonias dentro del mucílago, b–f) colonias de diversas morfologías y pigmentación, y g) tricomas individuales de células con heterocitos (HT), células vegetativas (VG) y acinetos (AK). Las barras de escala representan a) 100µm, b–f) 50µm y g) 20µm.

Crédito:

David E. Berthold, UF/IFAS

Hábitat y distribución

Las algas verdiazules tipo Nostoc se encuentran entre las cianobacterias más comunes y extendidas en ambientes de sustrato húmedo. Las especies de este grupo son acuáticas, subaerofíticas, endobióticas, simbióticas y / o terrestres. Se encuentran en ambientes tropicales, templados y polares y se encuentran comúnmente en grava, paños de tierra, pasillos e innumerables otras áreas de producción de viveros e invernaderos.

Biología

Las cianobacterias tipo Nostoc crecen en la superficie del suelo, grava, cemento e incluso recipientes de plástico, produciendo esteras macroscópicas.

Figura 2.

Imágenes de colonias macroscópicas Nostoc que se encuentran comúnmente en el campo en a) recipientes de plástico, b) lona de invernadero y c) suelo arenoso y calizo.

Crédito:

David E. Berthold, UF/IFAS

Estas esteras se secan y se vuelven escamosas durante los períodos secos, pero en presencia de agua o humedad, se hinchan para formar masas gruesas, de color verde oscuro y gelatinosas que pueden cubrir completamente las áreas de producción de contenedores. Este taxón es antiestético, pero lo más importante, es extremadamente resbaladizo y húmedo. Esto plantea graves riesgos para la salud de los empleados de la guardería. Otra preocupación es su capacidad para producir cianotoxinas y compuestos alelopáticos (Kleinteich et al. 2018), que puede afectar el crecimiento y la fisiología de las plantas. Aunque las esteras de cianobacterias pueden ser una molestia, son un componente importante de los suelos debido a su capacidad de retención de agua y capacidad para fijar nitrógeno atmosférico y secuestrar carbono en los suelos (Sangeetha et al. 2013; Singh et al. 2016). Además, ciertas especies Nostoc pueden formar relaciones simbióticas con plantas (por ejemplo, N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) u hongos para formar líquenes (por ejemplo, N. lichenoides Vaucher ex Řeháková et Johansen). Además, se ha encontrado que la especie N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault produce una proteína llamada cianovirina-N, con actividades antivirales contra el VIH (virus de inmunodeficiencia humana), el VIF (virus de inmunodeficiencia felina) y el herpes (Dey et al. 2000).

Gestión

Las cianobacterias tipo Nostoc pueden ingresar a viveros e invernaderos a través del tráfico peatonal, herramientas de jardinería, transporte aéreo o sistemas de riego que usan agua contaminada con algas. Una vez en un invernadero, pueden crecer rápidamente y producir gran biomasa debido a los nutrientes de los fertilizantes y el riego, la luz, la alta humedad y las temperaturas cálidas (Latimer et al. 1996).

Control Cultural y Físico

Aumentar el drenaje y reducir el riego por encima de la cabeza puede disminuir la aparición de cianobacterias tipo Nostoc, pero esto puede no ser posible en todas las situaciones. Algunos viveros han tenido éxito en eliminar físicamente las cianobacterias mediante rastrillado o permitiendo que el área se seque y utilizando sopladores para expulsarla de las áreas de producción. Estos métodos solo proporcionan un control a corto plazo porque estas algas eventualmente regresarán. En áreas no cultivadas, como pasarelas entre las almohadillas de los contenedores, los viveros han informado de un manejo exitoso después de la siembra de bahiagrass (Paspalum notatum Flueggé) en áreas que antes quedaban desnudas. El uso de bahiagrass u otras cubiertas del suelo puede reducir la cantidad de agua estancada en la superficie del suelo y reducir la abundancia de Nostoc por competencia. El uso de solarización o desmalezadores de llama también ha sido eficaz en algunos casos (Parke y Stoven 2014).

Control químico

Hay pocos informes disponibles sobre la respuesta de los Nostoc a las estrategias de control químico. Los resultados también varían de un estudio a otro, y los autores a menudo informan de resultados diferentes para los mismos tratamientos. Esto es probablemente debido a la variación entre las especies o géneros similares a Nostoc evaluados en diferentes estudios.

Se está llevando a cabo una investigación en el Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la Universidad de Florida (UF/IFAS) para determinar métodos efectivos de manejo de Nostoc. Nuestra investigación en el campo y con Nostoc commune en el laboratorio mostró que la eficacia química depende del producto químico y de la superficie sobre la que se aplica el producto químico. Los tratamientos eficaces en superficies de grava han incluido Zerotol 2.0 (peróxido de hidrógeno + ácido peroxiacético), TerraCyte PRO (peroxihidrato de carbonato de sodio) y lejía germicida genérica. En lonas de plástico, los tratamientos efectivos han incluido TerraCyte PRO, lejía germicida y guadaña (ácido pelargónico). También se ha informado que la guadaña es eficaz en otros ensayos (Parke y Stoven 2014). El sulfato de cobre, que se ha sugerido como una posible solución pero no se ha etiquetado para su aplicación en tierra, en realidad estimuló el crecimiento en ensayos de investigación.

Cuando se aplica a las altas tasas de etiquetado recomendadas, la opción química más efectiva para el manejo fue TerraCyte PRO. Sin embargo, Zerotol 2.0, lejía germicida y guadaña también fueron eficaces en algunos casos. Dependiendo de la especie de Nostoc (u otros géneros morfológicamente similares), otras opciones también pueden ser efectivas. En muchos casos, se necesitarán aplicaciones de seguimiento para un control completo. Todos estos productos están etiquetados para su uso en áreas de producción de viveros e invernaderos.

Siga las instrucciones de la etiqueta cuando use productos. Se debe usar el equipo de seguridad requerido en la etiqueta y por la ley federal o estatal. Los registros de plaguicidas pueden cambiar, por lo que es responsabilidad del usuario determinar si un plaguicida está registrado por las agencias estatales y federales apropiadas para su uso previsto.

Dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, M. R. Boyd, J. H. Elder, and E. A. Berger. 2000. «Múltiples actividades antivirales de la cianovirina-N: Bloqueo de la interacción del virus de inmunodeficiencia humana tipo 1 gp120 con CD4 y correceptor e inhibición de diversos virus envueltos.»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 y A. Wilmotte. 2018. «Toxic cyanobacteria in Svalbard: Chemical diversity of microcistins detected using a liquid chromatography mass spectrometry precursor ion screening method.»Toxinas 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Komárek, J. 2013. «Cyanoprokaryota 3. Heterocytous géneros.»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. «Reducing the pollution potential of pesticides and fertilizers in the environmental horticulture industry: I. Greenhouse, nursery, and sod production.»HortTechnology 6(2): 115-124.

Parke, J., and H. Stoven 2014. «Management of the cyanobacterium Nostoc in horticultural nurseries.»Digger 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana y 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, and 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

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