Questo documento fornisce una panoramica di biologia ed ecologia di Nostoc-come cianobatteri (alghe blu-verdi) in terreni umidi e vengono illustrati i metodi per gestire questa erbaccia nel vivaio ambienti. Qui, semplifichiamo e raggruppiamo tutti i taxa macroscopici, morfologicamente simili a Nostoc in Nostoc. Tuttavia, ciò che chiamiamo Nostoc nel campo comprende in realtà molti generi diversi, come Aliinostoc, Aulosira, Desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc e Trichormus. Commenti molto generali sulla gestione sono fatti perché le proprietà specifiche del ceppo, come diversi gradi di mucillagine e pigmentazione, possono causare variazioni tra la suscettibilità di ciascun taxon ai metodi di controllo. È importante ricordare che, nel campo, le alghe terrestri vivono comunemente come una complessa comunità di diverse specie di cianobatteri, clorofite e diatomee, e vivono in associazioni con funghi, formando licheni.

Descrizione

Phylum: Cianobatteri

Classe: Cyanophyceae

Sottoclasse: Nostocophycidae

Ordine: Nostocales

Famiglia: Nostocaceae

Specie Tipo: Nostoc comune Vaucher ex Bornet et Flahault (1888)

Nomi Comuni: alghe, gelatina di stelle, caccole macinate, moccio di drago, uova di giumenta

Le colonie di Nostoc sono composte da tricomi aggregati e impigliati (catene di cellule) che possono crescere in stuoie macroscopiche e colonie gelatinose, che possono essere di colore blu-verde, giallo-marrone o marrone scuro. Le colonie sono generalmente sferiche all’inizio della fase vegetativa e sono successivamente irregolari, fogliari o filiformi. I tricomi sono uniseriati, non ramificati, flessuosi o curvi e sempre ristretti alle pareti trasversali. Le cellule vegetative sono a forma di botte a cilindrica. Gli eterociti (cellule specializzate di N-fissaggio) sono di forma sferica o ovale e solitamente solitari. Gli acineti (cellule dormienti, non mobili, a pareti spesse) sono circa due volte le dimensioni della cellula vegetativa e possono essere trovati in file, di solito contenenti cellule ovali o ellissoidali, ma sono raramente presenti. La riproduzione è di solito da ormogonia mobile (filamenti mobili di cellule formate durante la riproduzione asessuata) durante la disintegrazione coloniale e meno frequentemente dalla germinazione akinete. Attualmente, ci sono più di 300 specie descritte nel genere Nostoc (Komárek 2013).

Figura 1.

Immagini al microscopio di Nostoc che indicano a) la formazione di colonie all’interno della mucillagine, b–f) colonie di varie morfologie e pigmentazione e g) tricomi individuali di cellule con eterociti (HT), cellule vegetative (VG) e acineti (AK). Le barre della scala rappresentano a) 100µm, b–f) 50µm e g) 20µm.

Credit:

David E. Berthold, UF/IFAS

Habitat e distribuzione

Le alghe blu-verdi simili a nostoc sono tra i cianobatteri più comuni e diffusi negli ambienti umidi del substrato. Le specie di questo gruppo sono acquatiche, subaerofitiche, endobiotiche, simbiotiche e / o terrestri. Si verificano in ambienti tropicali, temperati e polari e si trovano comunemente su ghiaia, panni di terra, corridoi e innumerevoli altre aree di produzione di vivai e serre.

Biologia

I cianobatteri simili a nostoc crescono sulla superficie del suolo, ghiaia, cemento e persino contenitori di plastica, producendo stuoie macroscopiche.

Figura 2.

Immagini di colonie macroscopiche Nostoc che si trovano comunemente nel campo su a) contenitori di plastica, b) telone di serra e c) terreno sabbioso e calcareo.

Credit:

David E. Berthold, UF / IFAS

Queste stuoie essiccano e diventano traballanti durante i periodi di siccità, ma in presenza di acqua o umidità, si gonfiano per formare spesse masse gelatinose di colore verde scuro che possono coprire completamente le aree di produzione dei contenitori. Questo taxon è sgradevole, ma ancora più importante, è estremamente scivoloso e bagnato. Questo pone gravi rischi per la salute per i dipendenti vivaio. Un’altra preoccupazione è la loro capacità di produrre cianotossine e composti allelopatici (Kleinteich et al. 2018), che può influenzare la crescita e la fisiologia delle piante. Sebbene le stuoie cianobatteriche possano essere un fastidio, sono una componente importante dei terreni a causa della loro capacità di trattenere l’acqua e della capacità di fissare l’azoto atmosferico e sequestrare il carbonio nei terreni (Sangeetha et al. 2013; Singh et al. 2016). Inoltre, alcune specie di Nostoc possono formare relazioni simbiotiche con le piante (ad esempio, N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) o funghi per formare licheni (ad esempio, N. lichenoides Vaucher ex Řeháková et Johansen). Inoltre, la specie N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault è stata trovata per produrre una proteina chiamata cianovirina-N, con attività antivirali contro l’HIV (virus dell’immunodeficienza umana), FIV (virus dell’immunodeficienza felina) e l’herpes (Dey et al. 2000).

Gestione

I cianobatteri simili a Nostoc possono entrare in vivai e serre attraverso il traffico pedonale, attrezzi da giardinaggio, trasporto aereo o sistemi di irrigazione che utilizzano acqua contaminata da alghe. Una volta in una serra, possono crescere rapidamente e produrre grandi biomasse a causa di nutrienti da fertilizzanti e irrigazione, luce, alta umidità e temperature calde (Latimer et al. 1996).

Controllo culturale e fisico

Aumentare il drenaggio e ridurre l’irrigazione aerea può ridurre l’insorgenza di cianobatteri simili a Nostoc, ma questi potrebbero non essere possibili in ogni situazione. Alcuni vivai hanno avuto successo nel rimuovere fisicamente i cianobatteri attraverso rastrellando o permettendo l’area per asciugare e utilizzando soffiatori per soffiare fuori delle aree di produzione. Questi metodi forniscono solo un controllo a breve termine perché queste alghe alla fine torneranno. Nelle aree non coltivate, come le passerelle tra i cuscinetti del contenitore, i vivai hanno riportato una gestione di successo dopo la semina di bahiagrass (Paspalum notatum Flueggé) in aree precedentemente lasciate nude. L’uso di bahiagrass o di altre coperture del terreno può ridurre la quantità di acqua stagnante sulla superficie del suolo e ridurre l’abbondanza di Nostoc dalla concorrenza. Anche l’uso di solarizzazione o diserbanti a fiamma è stato efficace in alcuni casi (Parke e Stoven 2014).

Controllo chimico

Sono disponibili pochi rapporti sulla risposta del Nostoc alle strategie di controllo chimico. I risultati sono anche variabili da studio a studio, con gli autori che spesso riportano risultati diversi per gli stessi trattamenti. Ciò è probabilmente dovuto alla variazione tra le specie o generi simili a Nostoc valutati in diversi studi.

La ricerca è condotta presso l’Istituto di Scienze alimentari e Agricole dell’Università della Florida (UF / IFAS) per determinare metodi di gestione Nostoc efficaci. La nostra ricerca sul campo e con Nostoc commune in laboratorio ha dimostrato che l’efficacia chimica dipende dalla sostanza chimica e dalla superficie su cui viene applicata la sostanza chimica. Trattamenti efficaci su superfici di ghiaia hanno incluso Zerotol 2.0 (perossido di idrogeno + acido perossiacetico), TerraCyte PRO (carbonato di sodio perossidrato) e candeggina germicida generica. Sui teloni di plastica, trattamenti efficaci hanno incluso TerraCyte PRO, candeggina germicida e Falce (acido pelargonico). La falce inoltre è stata riferita per essere efficace in altre prove (Parke e Stoven 2014). Il solfato di rame, che è stato suggerito come una possibile soluzione ma non è stato etichettato per l’applicazione al suolo, in realtà ha stimolato la crescita negli studi di ricerca.

Quando applicato a tassi di etichetta elevati raccomandati, l’opzione chimica più efficace per la gestione era TerraCyte PRO. Tuttavia, Zerotol 2.0, candeggina germicida e Falce erano anche efficaci in alcuni casi. A seconda della specie di Nostoc (o di altri generi morfologicamente simili), altre opzioni possono anche essere efficaci. In molti casi, saranno necessarie applicazioni di follow-up per un controllo completo. Tutti questi prodotti sono etichettati per l’uso nelle aree di produzione di vivai e serre.

Seguire le istruzioni sull’etichetta quando si utilizzano i prodotti. Devono essere utilizzate le attrezzature di sicurezza richieste sull’etichetta e dalla legge federale o statale. Le registrazioni di pesticidi possono cambiare, quindi è responsabilità dell’utente accertare se un pesticida è registrato dalle agenzie statali e federali appropriate per l’uso previsto.

Dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, M. R. Boyd, J. H. Elder, e E. A. Berger. 2000. “Attività antivirali multiple di cianovirina-N: Blocco dell’interazione del virus dell’immunodeficienza umana di tipo 1 gp120 con CD4 e coreceptor e inibizione di diversi virus avvolti.”Journal of Virology 74(10): 4562-4569. https://doi.org/10.1128/JVI.74.10.4562-4569.2000

Kleinteich, J., J. Puddick, SA Wood, F. Hildebrand, H. D. Laughinghouse IV, D. A. Pearce, D. R. Dietrich e A. Wilmotte. 2018. “Cianobatteri tossici in Svalbard: diversità chimica delle microcistine rilevate utilizzando un metodo di screening ionico precursore di spettrometria di massa cromatografia liquida.”Tossine 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Komárek, J. 2013. “Cyanoprokaryota 3. Generi eterocitici.”In Sübwasserflora Von Mitteleuropa/Freshwater Flora of Central Europe, a cura di G. Gärtner, L. Krienitz, e 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. “Ridurre il potenziale di inquinamento di pesticidi e fertilizzanti nell’industria dell’orticoltura ambientale: I. Serra, vivaio e produzione di zolle.”HortTechnology 6 (2): 115-124.

Parke, J., e H. Stoven 2014. “Gestione del cianobatterio Nostoc nei vivai orticoli.”Digger 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana, e R. V. Lakshmi. 2013. “Ruolo dei cianobatteri e dell’Azolla nel sequestro inorganico del carbonio e nell’arricchimento dei nutrienti nel suolo.”International Journal of Engineering Research & Tecnologia 2(6): 2130-2137.il sito utilizza cookie tecnici e di terze parti. 2016. “Cyanobacteria: una preziosa bio-risorsa in agricoltura, ecosistema e sostenibilità ambientale.”Frontiers in Microbiology 7: 529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00529

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