acest document oferă o imagine de ansamblu asupra biologiei și ecologiei cianobacteriilor asemănătoare Nostocului (alge albastre-verzi) în solurile umede și discută metodele de gestionare a acestei buruieni în mediile de pepinieră. Aici, simplificăm și grupăm toți taxonii macroscopici, morfologic Nostoc în Nostoc. Cu toate acestea, ceea ce numim Nostoc în domeniu cuprinde de fapt multe genuri diferite, cum ar fi Aliinostoc, Aulosira, Desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc și Trichormus. Se fac comentarii foarte generale cu privire la management, deoarece proprietățile specifice tulpinii, cum ar fi diferite grade de mucilagie și pigmentare, pot provoca variații între susceptibilitatea fiecărui taxon la metodele de control. Este important să ne amintim că, pe teren, algele terestre trăiesc în mod obișnuit ca o comunitate complexă a mai multor specii de cianobacterii, clorofite și diatome și trăiesc în asociații cu ciuperci, formând licheni.

descriere

filum: cianobacterii

clasă: Cyanophyceae

subclasă: Nostocophycidae

ordine: Nostocales

familie: Nostocaceae

tip specie: Nostoc commune Vaucher ex Bornet et Flahault (1888)

denumiri comune: algele, jeleul stelar, mucii măcinați, mușchiul Dragonului, ouăle de iapă

coloniile Nostoc sunt compuse din trichomi agregați și încurcați (lanțuri de celule) care pot crește în covoare macroscopice și colonii gelatinoase, care pot fi de culoare albastru-verde, galben-maroniu sau maro închis. Coloniile sunt de obicei sferice la începutul etapei vegetative și sunt mai târziu neregulate, foliare sau filiforme. Tricomii sunt uniseriați, neramificați, flexuoși sau curbați și întotdeauna constrânși la pereții încrucișați. Celulele Vegetative sunt în formă de butoi până la cilindrice. Heterocitele (celule specializate de fixare N) au formă sferică până la ovală și de obicei solitare. Akinetele (celulele de supraviețuire latente, non-mobile, cu pereți groși) sunt de aproximativ două ori mai mari decât celula vegetativă și pot fi găsite în rânduri, conținând de obicei celule ovale sau elipsoidale, dar sunt rareori prezente. Reproducerea este de obicei prin hormogonie motilă (filamente motile ale celulelor formate în timpul reproducerii asexuale) în timpul dezintegrării coloniale și mai puțin frecvent prin germinarea akinete. În prezent, există mai mult de 300 de specii descrise în genul Nostoc (Kom Otrivrek 2013).

Figura 1.

imagini microscopice ale Nostoc care indică A) formarea coloniilor în mucilagiu, b–f) colonii de diferite morfologii și pigmentare și g) trichomi individuali ai celulelor cu heterocite (HT), celule vegetative (VG) și akinete (AK). Barele de scară reprezintă a) 100 de metri cubi, b–f) 50 de metri cubi și g) 20 de metri cubi.

Credit:

David E. Berthold, UF/IFAS

Habitat și distribuție

algele albastre-verzi asemănătoare Nostocului sunt printre cele mai frecvente și răspândite cianobacterii în mediile substratului umed. Speciile din acest grup sunt acvatice, subaerofitice, endobiotice, simbiotice și/sau terestre. Ele apar în medii tropicale, temperate și polare și se găsesc în mod obișnuit pe pietriș, cârpe de pământ, culoare și nenumărate alte zone de producție ale pepinierelor și serelor.

Biologie

cianobacteriile asemănătoare Nostocului cresc pe suprafața solului, a pietrișului, a cimentului și chiar a recipientelor din plastic, producând covorașe macroscopice.

Figura 2.

imagini ale coloniilor macroscopice Nostoc întâlnite în mod obișnuit pe câmp pe a) recipiente din plastic, B) prelată de seră și c) sol nisipos și calcaros.

Credit:

David E. Berthold, UF/IFAS

aceste covorașe se deshidratează și devin fulgi în perioadele uscate, dar în prezența apei sau a oricărei umidități, se umflă pentru a forma mase gelatinoase groase, de culoare verde închis, care pot acoperi complet zonele de producție a containerelor. Acest taxon este inestetic, dar mai important, este extrem de alunecos și umed. Acest lucru prezintă pericole grave pentru sănătate pentru angajații grădiniței. O altă preocupare este capacitatea lor de a produce cianotoxine și compuși alelopatici (Kleinteich și colab. 2018), care poate afecta creșterea plantelor și fiziologia. Deși covorașele cianobacteriene pot fi o problemă, ele sunt o componentă importantă a solurilor datorită capacității lor de reținere a apei și capacității de a fixa azotul atmosferic și de a sechestra carbonul în soluri (Sangeetha și colab. 2013; Singh și colab. 2016). De asemenea, anumite specii de Nostoc pot forma relații simbiotice cu plante (de exemplu, N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) sau ciuperci pentru a forma licheni (de exemplu, N. lichenoides Vaucher ex Oktih Oktokov okt et Johansen). Mai mult, s-a constatat că specia N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault produce o proteină numită cianovirină-N, cu activități antivirale împotriva HIV (virusul imunodeficienței umane), FIV (virusul imunodeficienței feline) și herpes (Dey și colab. 2000).

Management

cianobacteriile asemănătoare Nostocului pot intra în pepiniere și sere prin trafic pietonal, unelte de grădinărit, transport aerian sau sisteme de irigare care utilizează apă contaminată cu alge. Odată ajunși într-o seră, pot crește rapid și pot produce biomasă mare datorită nutrienților din îngrășăminte și irigații, lumină, umiditate ridicată și temperaturi calde (Latimer și colab. 1996).

controlul Cultural și fizic

creșterea drenajului și reducerea irigării aeriene pot reduce apariția cianobacteriilor asemănătoare Nostocului, dar este posibil ca acestea să nu fie posibile în orice situație. Unele pepiniere au avut succes în îndepărtarea fizică a cianobacteriilor prin greblare sau permițând zonei să se usuce și folosind suflante pentru a o arunca din zonele de producție. Aceste metode oferă doar un control pe termen scurt, deoarece aceste alge se vor întoarce în cele din urmă. În zonele care nu sunt cultivate, cum ar fi pasarele dintre tampoanele de containere, pepinierele au raportat un management de succes în urma plantării bahiagrass (Paspalum notatum Fluegg XV) în zonele lăsate anterior goale. Utilizarea bahiagrass sau a altor acoperiri de sol poate reduce cantitatea de apă în picioare pe suprafața solului și poate reduce abundența Nostoc prin concurență. Utilizarea solarizării sau a buruienilor cu flacără a fost, de asemenea, eficientă în unele cazuri (Parke and Stoven 2014).

controlul chimic

sunt disponibile puține rapoarte privind răspunsul Nostoc la strategiile de control chimic. Rezultatele sunt, de asemenea, variabile de la studiu la studiu, autorii raportând adesea rezultate diferite pentru aceleași tratamente. Acest lucru se datorează probabil variației între speciile sau genurile asemănătoare Nostocului evaluate în diferite studii.

Cercetarea se desfășoară la Institutul de științe Alimentare și agricole al Universității din Florida (UF / IFAS) pentru a determina metode eficiente de gestionare a Nostoc. Cercetările noastre în domeniu și cu comuna Nostoc în laborator au arătat că eficacitatea chimică depinde de substanța chimică și de suprafața pe care se aplică substanța chimică. Tratamentele eficiente pe suprafețele de pietriș au inclus Zerotol 2.0 (peroxid de hidrogen + acid peroxiacetic), TerraCyte PRO (carbonat de sodiu peroxihidrat) și înălbitor germicid generic. Pe prelate din plastic, tratamente eficiente au inclus TerraCyte PRO, înălbitor germicid și coasă (acid pelargonic). Scythe a fost, de asemenea, raportat a fi eficient în alte studii (Parke and Stoven 2014). Sulfatul de cupru, care a fost sugerat ca o soluție posibilă, dar nu a fost etichetat pentru aplicarea la sol, a stimulat de fapt creșterea în studiile de cercetare.

atunci când se aplică la rate recomandate de etichetă ridicate, cea mai eficientă opțiune chimică pentru management a fost TerraCyte PRO. Cu toate acestea, Zerotol 2.0, înălbitor germicid și coasă au fost, de asemenea, eficiente în unele cazuri. În funcție de speciile de Nostoc (sau alte genuri similare morfologic), alte opțiuni pot fi, de asemenea, eficiente. În multe cazuri, vor fi necesare aplicații de urmărire pentru un control complet. Toate aceste produse sunt etichetate pentru utilizare în pepinieră și zonele de producție cu efect de seră.

Urmați instrucțiunile de pe etichetă atunci când utilizați produse. Trebuie utilizate echipamente de siguranță necesare pe etichetă și prin Legea federală sau de stat. Înregistrările pesticidelor se pot schimba, deci este responsabilitatea utilizatorului să verifice dacă un pesticid este înregistrat de agențiile de stat și federale corespunzătoare pentru utilizarea prevăzută.Dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, Mr Boyd, J. H. Elder și E. A. Berger. 2000. „Activități antivirale Multiple ale cianovirinei-N: Blocarea interacțiunii virusului imunodeficienței umane de tip 1 gp120 cu CD4 și coreceptor și inhibarea diverselor virusuri învelite.”Jurnalul de Virologie 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 și A. Wilmotte. 2018. „Cianobacteriile toxice din Svalbard: diversitatea chimică a microcistinelor detectate utilizând o metodă de screening a ionilor precursori ai spectrometriei de masă cu cromatografie lichidă.”Toxine 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Kom Otrivrek, J. 2013. „Cyanoprokaryota 3. Genuri heterocitoase.”În s Oktobwasserflora Von Mitteleuropa / Flora De Apă Dulce din Europa Centrală, editat de G. G Oktocrtner, L. Krienitz, și 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, și colab. 1996. „Reducerea potențialului de poluare a pesticidelor și îngrășămintelor în industria horticolă de mediu: I. producția de seră, pepinieră și gazon.”HortTechnology 6 (2): 115-124.

Parke, J., și H. Stoven 2014. „Managementul cyanobacterium Nostoc în pepinierele horticole.”Săpător 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana și R. V. Lakshmi. 2013. „Rolul cianobacteriilor și Azolei în sechestrarea carbonului anorganic și îmbogățirea nutrienților în sol.”Jurnalul Internațional de cercetare inginerească & tehnologie 2 (6): 2130-2137.

Singh, J. S., A. Kumar, A. N. Rai și D. P. Singh. 2016. „Cianobacteria: o bio-resursă prețioasă în agricultură, ecosistem și durabilitatea mediului.”Frontiere în Microbiologie 7: 529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00529