niniejszy dokument zawiera przegląd Biologii i ekologii nostoc-like cyjanobacteria (niebiesko-zielone algi) na wilgotnych glebach i omawia metody gospodarowania tym chwastem w środowiskach szkółkarskich. Tutaj upraszczamy i grupujemy wszystkie makroskopowe, morfologicznie Nostocopodobne taksony w Nostoc. Jednak to, co nazywamy Nostoc w terenie, obejmuje wiele różnych rodzajów, takich jak Aliinostoc, Aulosira, Desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc i Trichormus. Bardzo ogólne uwagi na temat zarządzania są wykonane, ponieważ właściwości specyficzne dla szczepu, takie jak różne stopnie śluzu i pigmentacji, mogą powodować różnice między podatnością każdego taksonu na metody kontroli. Ważne jest, aby pamiętać, że w terenie glony lądowe zwykle żyją jako złożona społeczność kilku gatunków sinic, chlorofitów i okrzemek oraz żyją w związkach z grzybami, tworząc porosty.

opis

Rodzaj: Cyanobacteria

Klasa: Cyanophyceae

podklasa: Nostocophycidae

kolejność: Nostocales

Rodzina: Nostocaceae

gatunek typowy: Nostocaceae Vaucher ex Bornet et Flahault (1888)

nazwy zwyczajowe: kolonie Nostoc składają się z zagregowanych i splątanych trichomów (łańcuchów komórek), które mogą rozwijać się w maty makroskopowe i galaretowate kolonie, które mogą być niebiesko-zielone, żółto-brązowe lub ciemnobrązowe. Kolonie są zwykle kuliste na początku etapu wegetatywnego, a później nieregularne, listkowate lub filiformalne. Trychomy są uniserialne, nierozgałęzione, giętkie lub zakrzywione i zawsze zwężone przy ścianach krzyżowych. Komórki wegetatywne mają kształt beczkowaty do cylindrycznego. Heterocyty (wyspecjalizowane komórki N-utrwalające) mają kształt kulisty do owalnego i zwykle są samotne. Akinetes (uśpione, nie ruchliwe, grubościenne komórki przetrwalnikowe) są mniej więcej dwa razy większe od komórki wegetatywnej i można je znaleźć w rzędach, Zwykle zawierających owalne lub elipsoidalne komórki, ale rzadko są obecne. Rozmnażanie odbywa się zwykle przez ruchliwą hormogonię (ruchliwe włókna komórek powstałe podczas rozmnażania bezpłciowego) podczas rozpadu kolonijnego i rzadziej przez kiełkowanie akinete. Obecnie w rodzaju Nostoc opisano ponad 300 gatunków (Komárek 2013).

Rysunek 1.

Zdjęcia mikroskopowe Nostoc wskazujące a) tworzenie kolonii w obrębie śluzu, b–f) kolonie o różnych morfologiach i pigmentacji oraz g) pojedyncze trychomy komórek z heterocytami (HT), komórkami wegetatywnymi (VG) i akinetami (AK). Paski skali reprezentują a) 100µm, b–f) 50µm i g) 20µm.

kredyt:

David E. Berthold, UF/IFAS

siedlisko i rozmieszczenie

Nostoc-like niebiesko-zielone algi są jednymi z najczęstszych i rozpowszechnionych cyjanobakterii w wilgotnych środowiskach podłoża. Gatunki z tej grupy są wodne, subaerofityczne, endobiotyczne, symbiotyczne i / lub lądowe. Występują w środowiskach tropikalnych, umiarkowanych i polarnych i są powszechnie spotykane na żwirze, ścierkach gruntowych, alejkach i niezliczonych innych obszarach produkcyjnych szkółek i szklarni.

Biologia

sinice podobne do Nostoc rosną na powierzchni gleby, żwiru, cementu, a nawet plastikowych pojemników, wytwarzając maty makroskopowe.

Rysunek 2.

obrazy Nostoc makroskopowych Kolonii powszechnie występujących w polu na a) plastikowych pojemnikach, b) plandekach szklarniowych i C) podłożu piaszczysto-wapiennym.

kredyt:

David E. Berthold, UF/IFAS

maty te osuszają się i stają się łuszczące podczas okresów suchych, ale w obecności wody lub jakiejkolwiek wilgoci pęcznieją, tworząc grube, ciemnozielone, galaretowate masy, które mogą całkowicie pokryć obszary produkcji pojemników. Takson ten jest brzydki, ale co ważniejsze, jest wyjątkowo śliski i mokry. Stwarza to poważne zagrożenie dla zdrowia pracowników przedszkola. Innym problemem jest ich zdolność do wytwarzania cyjanotoksyn i związków allelopatycznych (Kleinteich et al. 2018), które mogą wpływać na wzrost i fizjologię roślin. Chociaż maty cyjanobakteryjne mogą być uciążliwe, są ważnym składnikiem gleb ze względu na ich zdolność zatrzymywania wody i zdolność do wiązania azotu atmosferycznego i sekwestrowania węgla w glebach(Sangeetha et al. 2013; Singh et al. 2016). Ponadto niektóre gatunki Nostoc mogą tworzyć symbiotyczne relacje z roślinami (np. N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) lub grzybami tworząc porosty (np. N. lichenoides Vaucher ex Řeháková et Johansen). Ponadto stwierdzono, że gatunek N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault wytwarza białko zwane cyanovirin-N, o działaniu przeciwwirusowym przeciwko HIV (ludzki wirus niedoboru odporności), FIV (wirus niedoboru odporności kotów) i opryszczce (Dey i in. 2000).

Zarządzanie

Nostoc-like cyjanobakterie mogą wejść do szkółek i szklarni poprzez ruch pieszy, narzędzia ogrodnicze, transport lotniczy lub systemy nawadniające, które wykorzystują wodę zanieczyszczoną glonami. Raz w szklarni, mogą szybko rosnąć i produkować dużą biomasę ze względu na składniki odżywcze z nawozów i nawadniania, światła, wysokiej wilgotności i ciepłych temperaturach (Latimer et al. 1996).

Kontrola kulturowa i fizyczna

zwiększenie drenażu i zmniejszenie nawadniania może zmniejszyć występowanie sinic przypominających Nostoc, ale może nie być to możliwe w każdej sytuacji. Niektóre szkółki odniosły sukces w fizycznym usuwaniu cyjanobakterii poprzez grabienie lub umożliwienie wyschnięcia obszaru i użycie dmuchaw do wydmuchiwania go z obszarów produkcyjnych. Metody te zapewniają tylko krótkoterminową kontrolę, ponieważ glony te w końcu powrócą. Na obszarach nieobjętych uprawą, takich jak chodniki między klockami kontenerowymi, szkółki odnotowały skuteczne zarządzanie po posadzeniu bahiagrasu (Paspalum notatum Flueggé) na obszarach wcześniej nieosłoniętych. Stosowanie bahiagrasu lub innych pokryw gruntowych może obniżyć ilość stojącej wody na powierzchni gleby i zmniejszyć obfitość Nostoc przez konkurencję. W niektórych przypadkach skuteczne było również stosowanie solaryzacji lub chwastowników płomieniowych (Parke and Stoven 2014).

Kontrola chemiczna

dostępnych jest kilka raportów na temat reakcji Nostoc na strategie kontroli chemicznej. Wyniki są również zmienne w zależności od badania, a autorzy często zgłaszają różne wyniki dla tych samych metod leczenia. Jest to prawdopodobnie spowodowane różnicami między gatunkami lub rodzajami Nostoc podobnymi ocenianymi w różnych badaniach.

w Instytucie żywności i Nauk Rolniczych Uniwersytetu Florydy (UF/IFAS) prowadzone są badania mające na celu określenie skutecznych metod zarządzania Nostoc. Nasze badania w terenie i z Nostoc commune w laboratorium wykazały, że skuteczność chemiczna zależy od substancji chemicznej i powierzchni, na której chemikalia są nakładane. Skuteczne zabiegi na powierzchniach żwirowych obejmowały Zerotol 2.0 (nadtlenek wodoru + kwas nadtlenkowy), Terracyt PRO (nadtlenek węglanu sodu) i ogólny wybielacz bakteriobójczy. Na plastikowych plandekach skuteczne zabiegi obejmowały Terracyt PRO, wybielacz bakteriobójczy i kosę (kwas pelargonowy). Scythe odnotowano również być skuteczne w innych badaniach (Parke and Stoven 2014). Siarczan miedzi, który został zasugerowany jako możliwe rozwiązanie, ale nie został oznaczony do zastosowania naziemnego, faktycznie stymulował wzrost w próbach badawczych.

w przypadku stosowania z zalecaną wysoką szybkością etykiet, najskuteczniejszą opcją chemiczną do zarządzania był Terracyt PRO. Jednak Zerotol 2.0, wybielacz bakteriobójczy i Kosa były również skuteczne w niektórych przypadkach. W zależności od gatunku Nostoc (lub innych morfologicznie podobnych rodzajów), inne opcje mogą być również skuteczne. W wielu przypadkach do pełnej kontroli potrzebne będą kolejne aplikacje. Wszystkie te produkty są oznakowane do użytku w szkółkach i szklarniach.

podczas używania produktów postępuj zgodnie z instrukcjami na etykiecie. Należy stosować sprzęt bezpieczeństwa wymagany na etykiecie oraz przez prawo federalne lub stanowe. Rejestracje pestycydów mogą ulec zmianie, zatem obowiązkiem użytkownika jest sprawdzenie, czy pestycyd jest zarejestrowany przez odpowiednie agencje stanowe i federalne dla jego zamierzonego zastosowania.

Dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, M. R. Boyd, J. H. Elder, and E. A. Berger. 2000. „Wielokrotne działanie przeciwwirusowe cyanovirin-N: Blokowanie interakcji ludzkiego wirusa niedoboru odporności typu 1 gp120 z CD4 i koreceptorem oraz hamowanie różnych wirusów otoczkowych.”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.”Toksyny 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Komárek, J. 2013. „Cyanoprokaryota 3. Heterocytous genera.”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. „Zmniejszenie potencjału zanieczyszczenia pestycydami i nawozami w ogrodnictwie ekologicznym: I. produkcja szklarniowa, szkółkarska i sod.”HortTechnology 6(2): 115-124.

Parke, J., and H. Stoven 2014. „Zarządzanie Cyjanobakterią Nostoc w szkółkach ogrodniczych.”Digger 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana i R. V. Lakshmi. 2013. „Rola cyjanobakterii i azoli w sekwestracji węgla nieorganicznego i wzbogacaniu składników odżywczych w glebie.”International Journal of Engineering Research & Technology 2(6): 2130-2137.

Singh, J. S., A. Kumar, A. N. Rai i D. P. Singh. 2016. „Cyjanobakterie: cenny bio-zasób w rolnictwie, ekosystemie i zrównoważonym środowisku.”Frontiers in Microbiology 7: 529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00529

Instytut Nauk o Żywności i rolnictwie (IFAS) jest instytucją zapewniającą Równe Szanse, upoważnioną do świadczenia badań, informacji edukacyjnych i innych Usług wyłącznie osobom i instytucjom, które działają z niedyskryminacją ze względu na rasę, wyznanie, kolor skóry, religię, wiek, niepełnosprawność, płeć, orientację seksualną, stan cywilny, pochodzenie narodowe, poglądy polityczne lub przynależność. Aby uzyskać więcej informacji na temat uzyskiwania innych publikacji rozszerzenia UF / IFAS, skontaktuj się z biurem rozszerzenia UF/IFAS swojego hrabstwa.
USA Department of Agriculture, UF/IFAS Extension Service, University of Florida, IFAS, Florida a & M University Cooperative Extension Program, i Rady Komisarzy Hrabstwa współpracujących. Nick T. Place, dziekan ds. rozszerzenia UF / IFAS.