Tämä asiakirja tarjoaa yleiskatsauksen nostocin kaltaisten syanobakteerien (sinilevien) biologiasta ja ekologiasta kosteassa maaperä ja käsittelee menetelmiä hallita tätä rikkakasvien lastentarha ympäristöissä. Tässä yksinkertaistamme ja ryhmitämme kaikki makroskooppiset, morfologisesti Nostocin kaltaiset taksonit Nostociksi. Se, mitä kutsumme nostociksi alalla, käsittää kuitenkin itse asiassa monia eri sukuja, kuten Aliinostoc, Aulosira, Desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc ja Trichormus. Hyvin yleisiä huomioita hoidosta tehdään, koska lajikohtaiset ominaisuudet, kuten eriasteiset Limat ja pigmentaatiot, voivat aiheuttaa vaihtelua kunkin taksonin alttiuden kontrollimenetelmille. On tärkeää muistaa, että pellolla maanpäälliset levät elävät yleensä useiden syanobakteeri -, klorofyytti-ja diatomilajien monimutkaisena yhteisönä ja elävät yhdessä sienten kanssa muodostaen jäkäliä.

Description

Phylum: Cyanobacteria

Class: Cyanophyceae

alaluokka: Nostocophycidae

Order: Nostocales

heimo: Nostocaceae

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

yleisnimet: levät, tähtihyytelö, räkänokat, Lohikäärmeen räkä, tamman munat

Nostoc-pesäkkeet koostuvat kasautuneista ja takertuneista trikoomeista (soluketjuista), jotka voivat kasvaa makroskooppisiksi matoiksi ja hyytelömäisistä pesäkkeistä, jotka voivat olla väriltään sinivihreitä, kellanruskeita tai tummanruskeita. Pesäkkeet ovat yleensä kasvullisen vaiheen alussa pallomaisia ja myöhemmin epäsäännöllisiä, lehtimäisiä tai filiformisia. Trikoomit ovat yhdislehtisiä, haarattomia, taipuisia tai kaarevia ja aina ristiseinien kohdalta ahtautuneita. Kasvulliset solut ovat tynnyrimäisistä lieriömäisiin. Heterosyytit (erikoistuneet N-kiinnittyvät solut) ovat muodoltaan pallomaisia tai soikeita ja yleensä yksineuvoisia. Akinetes (lepotilassa olevat, liikkumattomat, paksuseinäiset selviytymissolut) ovat noin kaksi kertaa kasvullisen solun kokoisia ja niitä löytyy riveistä, joissa on yleensä soikeita tai ellipsoidisia soluja, mutta niitä esiintyy harvoin. Lisääntyminen tapahtuu yleensä liikkuvalla hormogonialla (suvuttomassa lisääntymisessä muodostuneiden solujen liikkuvilla filamenteilla) kolonialistisen hajoamisen aikana ja harvemmin akineten itämisen kautta. Nykyisin sukuun Nostoc kuuluu yli 300 kuvattua lajia (Komárek 2013).

Kuva 1.

Nostocin mikroskoopin kuvat osoittavat a) pesäkkeiden muodostumista kasvilimoissa, b–f) pesäkkeitä, joissa on erilaisia morfologioita ja pigmenttiä, ja g) yksittäisiä trikoomeja soluissa, joissa on heterosyyttejä (ht), kasvullisia soluja (VG) ja akinetes (AK). Asteikko tangot edustavat a) 100µm, b–f) 50µm, ja g) 20µm.

luotto:

David E. Berthold, UF/IFAS

Habitat and Distribution

Nostocin kaltaiset sinilevät ovat yleisimpiä ja laajimmalle levinneitä syanobakteereja kosteassa alustaympäristössä. Tämän ryhmän lajit ovat vedessä, subaerofyyttisiä, endobioottisia, symbioottisia ja/tai maanpäällisiä. Niitä esiintyy trooppisissa, lauhkeissa ja polaarisissa ympäristöissä, ja niitä tavataan yleisesti soralla, maakankailla, käytävillä ja lukemattomilla muilla taimitarhojen ja kasvihuoneiden tuotantoalueilla.

biologia

nostocin kaltaiset syanobakteerit kasvavat maaperän, soran, sementin ja jopa muoviastioiden pinnalla tuottaen makroskooppisia mattoja.

kuva 2.

kuvia nostocin makroskooppisista pesäkkeistä, joita esiintyy yleisesti pellolla a) muoviastioissa, b) kasvihuoneen pressussa ja c) hiekka-ja kalkkikivimaassa.

luotto:

David E. Berthold, UF/IFAS

nämä matot kuivina kausina kuivuvat ja hilseilevät, mutta veden tai mahdollisen kosteuden läsnä ollessa ne turpoavat muodostaen paksuja, tummanvihreitä, hyytelömäisiä massoja, jotka voivat peittää kokonaan astioiden tuotantoalueet. Tämä taksoni on ruma, mutta mikä tärkeintä, se on erittäin liukas ja märkä. Tämä aiheuttaa vakavia terveysriskejä päiväkodin työntekijöille. Toinen huolenaihe on niiden kyky tuottaa syanotoksiineja ja allelopaattisia yhdisteitä (Kleinteich et al. 2018), joka voi vaikuttaa kasvien kasvuun ja fysiologiaan. Vaikka syanobakteeri-matot voivat olla riesa, ne ovat tärkeä osa maaperää, koska ne pidättävät vettä ja pystyvät sitomaan ilmakehän typpeä ja sitomaan hiiltä maaperään (Sangeetha et al. 2013; Singh et al. 2016). Myös tietyt Nostoc-lajit voivat muodostaa symbioottisia suhteita kasvien (esim.N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) tai sienten kanssa muodostaen jäkäliä (esim. N. lichenoides Vaucher ex Řeháková et Johansen). Lisäksi lajin N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault on todettu tuottavan syanoviriini-n-nimistä proteiinia, jolla on antiviraalista vaikutusta HIV: tä (ihmisen immuunikatovirus), FIV: tä (kissan immuunikatovirus) ja herpestä (Dey et al. 2000).

hoito

Nostocin kaltaiset syanobakteerit voivat päästä taimitarhoihin ja kasvihuoneisiin jalan, puutarhatyökalujen, ilmakuljetusten tai kastelujärjestelmien kautta, joissa käytetään levien saastuttamaa vettä. Kasvihuoneessa ne voivat kasvaa nopeasti ja tuottaa suuria biomassoja lannoitteiden ja kastelun, valon, korkean kosteuden ja lämpimien lämpötilojen ansiosta (Latimer et al. 1996).

kulttuurinen ja fyysinen kontrolli

salaojituksen lisääminen ja kastelun vähentäminen voivat vähentää Nostocin kaltaisten syanobakteerien esiintymistä, mutta nämä eivät välttämättä ole kaikissa tilanteissa mahdollisia. Jotkin taimitarhat ovat onnistuneet poistamaan syanobakteerit fyysisesti haravoimalla tai antamalla alueen kuivua ja puhaltimilla puhaltamalla ne pois tuotantoalueilta. Nämä menetelmät tarjoavat vain lyhytaikaisen torjunnan, koska nämä levät palaavat lopulta. Muilla kuin kasvinviljelyalueilla, kuten astioiden välisillä kulkuväylillä, taimitarhat ovat raportoineet onnistuneesta hoidosta sen jälkeen, kun bahiagrassia (Paspalum notatum Flueggé) on istutettu aiemmin paljaiksi jätetyille alueille. Bahiagrassia tai muita maanpeitteitä käyttämällä voidaan laskea seisovan veden määrää maan pinnalla ja vähentää Nostocin runsautta kilpailemalla. Myös solarisoinnin tai liekkien weedereiden käyttö on ollut tehokasta joissakin tapauksissa (Parke and Stoven 2014).

Kemiallinen kontrolli

Nostoc-vasteesta kemiallisiin kontrollistrategioihin on vain muutamia raportteja. Tulokset vaihtelevat myös tutkimuksesta toiseen, ja tekijät raportoivat usein eri tuloksia samoista hoidoista. Tämä johtuu todennäköisesti eri tutkimuksissa arvioitujen Nostoc-tyyppisten lajien tai sukujen vaihtelusta.

tutkimusta tehdään Floridan yliopiston elintarvike-ja maataloustieteiden instituutissa (UF / IFAS) tehokkaiden Nostoc-hallintamenetelmien määrittämiseksi. Tutkimuksemme kentällä ja Nostoc commune laboratoriossa osoittivat, että kemiallinen tehokkuus riippuu kemikaalista ja siitä, mille pinnalle kemikaalia käytetään. Tehokkaita hoitoja sorapinnoilla ovat olleet muun muassa Zerotol 2.0 (vetyperoksidi + peroksietikkahappo), TerraCyte PRO (natriumkarbonaattiperoksihydraatti) ja geneerinen germisidinen valkaisuaine. Muovisilla pressuilla tehokkaita hoitoja ovat olleet muun muassa TerraCyte PRO, germisidinen valkaisuaine ja viikate (pelargonihappo). Viikatteen on raportoitu tehoavan myös muissa tutkimuksissa (Parke and Stoven 2014). Kuparisulfaatti, jota on ehdotettu mahdollisena ratkaisuna, mutta jota ei ole merkitty maahan levitykseen, todella kiihdytti kasvua tutkimuksissa.

käytettäessä suositeltuja korkeita etikettinopeuksia tehokkain kemiallinen vaihtoehto hoidon kannalta oli TerraCyte PRO. Zerotol 2.0, germisidinen valkaisuaine ja viikate olivat kuitenkin myös tehokkaita joissakin tapauksissa. Nostocin (tai muiden morfologisesti samankaltaisten sukujen) lajista riippuen myös muut vaihtoehdot voivat olla tehokkaita. Monesti tarvitaan seurantasovelluksia täydelliseen valvontaan. Kaikki nämä tuotteet on merkitty käytettäväksi taimitarhoissa ja kasvihuonetuotantoalueilla.

noudata etiketin ohjeita käyttäessäsi tuotteita. Etiketissä ja liittovaltion tai osavaltion lainsäädännössä edellytettyjä turvalaitteita tulee käyttää. Torjunta-aineiden rekisteröinnit voivat muuttua, joten käyttäjän vastuulla on varmistaa, rekisteröivätkö asianomaiset osavaltion ja liittovaltion virastot torjunta-aineen aiottuun käyttöön.

Dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, M. R. Boyd, J. H. Elder ja E. A. Berger. 2000. ”Syanoviriini-N: N useita antiviraalisia vaikutuksia: Ihmisen immuunikatoviruksen tyypin 1 gp120 interaktioiden estäminen CD4: n ja coreceptorin kanssa sekä erilaisten vaipallisten virusten estäminen.”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 ja A. Wilmotte. 2018. ”Toxic cyanobacteria In Svalbard: Chemical diversity of microcystins detected using a liquid chromatography mass spectrometry precursor ion screening method.”Toksiinit 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Komárek, J. 2013. ”Cyanoprokaryota 3. Heterosytoottiset suvut.”Teoksessa sübwasserflora Von Mitteleuropa / Freshwater Flora of Central Europe, toim. G. Gärtner, L. Krienitz ja 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. ”Torjunta-aineiden ja lannoitteiden saastepotentiaalin vähentäminen ympäristön puutarhaviljelyteollisuudessa: I. kasvihuone -, taimitarha-ja sod-tuotanto.”HortTechnology 6(2): 115-124.

Parke, J., and H. Stoven 2014. ”Syanobacterium Nostoc-bakteerin hoito puutarhatarhoissa.”Digger 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana ja R. V. Lakshmi. 2013. ”Syanobakteerien ja Atsollan rooli epäorgaanisessa hiilen sidonnassa ja ravinteiden rikastuksessa maaperässä.”International Journal of Engineering Research & Technology 2 (6): 2130-2137.

Singh, J. S., A. Kumar, A. N. Rai ja D. P. Singh. 2016. ”Cyanobacteria: arvokas biovara maataloudessa, ekosysteemissä ja ympäristön kestävyydessä.”Frontiers in Microbiology 7: 529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00529

Institute of Food and Agricultural Sciences (IFA) on tasa-arvoinstituutti, jolla on oikeus tarjota tutkimus -, koulutus-ja muita palveluja ainoastaan henkilöille ja laitoksille, jotka toimivat syrjimättömästi rotuun, uskontoon, ihonväriin, uskontoon, ikään, vammaisuuteen, sukupuoleen, sukupuoliseen suuntautumiseen, siviilisäätyyn, kansalliseen alkuperään, poliittisiin mielipiteisiin tai vakaumuksiin nähden. Lisätietoja muiden UF / IFAS – laajennusjulkaisujen hankkimisesta saat läänisi UF/IFAS – laajennuskonttorista.
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 Cooperative. Nick T. Place, UF/IFAS-laajennuksen dekaani.