detta dokument ger en översikt över biologin och ekologin hos Nostoc-liknande cyanobakterier (blågröna alger) i fuktiga jordar och diskuterar metoder för att hantera detta ogräs i plantskolor. Här förenklar och grupperar vi alla makroskopiska, morfologiskt Nostoc-liknande taxa i Nostoc. Men det vi kallar Nostoc i fältet innefattar faktiskt många olika släkter, såsom Aliinostoc, Aulosira, desmonostoc, Halotia, Isocystis, Mojavia, Nostoc och Trichormus. Mycket allmänna kommentarer om hantering görs eftersom stamspecifika egenskaper, såsom olika grader av mucilage och pigmentering, kan orsaka variation mellan varje taxons mottaglighet för kontrollmetoder. Det är viktigt att komma ihåg att i fältet lever de markbundna algerna vanligtvis som en komplex gemenskap av flera arter av cyanobakterier, klorofyter och kiselalger och lever i föreningar med svampar och bildar lavar.

beskrivning

Phylum: cyanobakterier

klass: Cyanophyceae

underklass: Nostocophycidae

ordning: Nostocales

familj: Nostocaceae

typ arter: Nostoc commune Vaucher ex Bornet et Flahault (1888)

vanliga namn: alger, stjärnjelly, markboogers, dragon snot, sto ägg

Nostoc kolonier består av aggregerade och intrasslade trichomes (kedjor av celler) som kan växa till makroskopiska Mattor och gelatinösa kolonier, som kan vara blågröna, gulbruna eller mörkbruna i färg. Kolonier är vanligtvis sfäriska i början av det vegetativa stadiet och är senare oregelbundna, blad-eller filiform. Trichomes är uniseriate, unbranched, flexuous eller curved, och alltid förträngda vid tvärväggarna. Vegetativa celler är tunnformade till cylindriska. Heterocyter (specialiserade n-fixeringsceller) är sfäriska till ovala och vanligtvis ensamma. Akinetes (vilande, icke-rörliga, tjockväggiga överlevnadsceller) är ungefär två gånger storleken på den vegetativa cellen och kan hittas i rader, vanligtvis innehållande ovala eller ellipsoida celler, men är sällan närvarande. Reproduktion sker vanligtvis genom rörlig hormogonia (rörliga filament av celler bildade under asexuell reproduktion) under kolonial sönderdelning och mindre ofta genom akinete-spiring. För närvarande finns det mer än 300 beskrivna arter i släktet Nostoc (kom Askorbrek 2013).

Figur 1. Mikroskopbilder av Nostoc som indikerar a) kolonibildning inom mucilage, b–f) kolonier av olika morfologier och pigmentering, och g) individuella trichomes av celler med heterocyter (HT), vegetativa celler (VG) och akinetes (AK). Skala staplar representerar a) 100 oc, b–f) 50 OC, och g) 20 oC.
kredit:

David E. Berthold, UF / IFAS

livsmiljö och Distribution

Nostoc-liknande blågröna alger är bland de vanligaste och utbredda cyanobakterierna i fuktiga substratmiljöer. Arter av denna grupp är vattenlevande, subaerofytiska, endobiotiska, symbiotiska och/eller terrestriska. De förekommer i tropiska, tempererade och polära miljöer och finns ofta på grus, markdukar, gångar och otaliga andra produktionsområden för plantskolor och växthus.

biologi

Nostoc-liknande cyanobakterier växer på ytan av jord, grus, cement och till och med plastbehållare och producerar makroskopiska mattor.

Figur 2.

bilder av Nostoc makroskopiska kolonier som vanligtvis finns i fältet på A) plastbehållare, b) växthus presenning och c) sand och kalksten mark.

kredit:

David E. Berthold, UF/IFAS

dessa mattor torkar ut och blir fläckiga under torra perioder, men i närvaro av vatten eller fukt sväller de för att bilda tjocka, mörkgröna, gelatinösa massor som helt kan täcka behållarens produktionsområden. Denna taxon är ful, men ännu viktigare är det extremt halt och vått. Detta medför allvarliga hälsorisker för barnkammaranställda. En annan oro är deras förmåga att producera cyanotoxiner och allelopatiska föreningar (Kleinteich et al. 2018), vilket kan påverka växttillväxt och fysiologi. Även om cyanobakteriella mattor kan vara en olägenhet, är de en viktig del av marken på grund av deras vattenhållande kapacitet och förmåga att fixera atmosfäriskt kväve och sekvesterkol i marken (Sangeetha et al. 2013; Singh et al. 2016). Vissa Nostoc-arter kan också bilda symbiotiska förhållanden med växter (t.ex. N. cycadeae A. M. Watanabe et Kiyohara) eller svampar för att bilda lavar (t. ex. Dessutom har arten N. ellipsosporum Rabenhorst ex Bornet et Flahault visat sig producera ett protein som kallas cyanovirin-N, med antivirala aktiviteter mot HIV (humant immunbristvirus), FIV (felint immunbristvirus) och herpes (Dey et al. 2000).

hantering

Nostoc-liknande cyanobakterier kan komma in i plantskolor och växthus via gångtrafik, trädgårdsredskap, flygtransport eller bevattningssystem som använder vatten förorenat med alger. En gång i ett växthus kan de växa snabbt och producera stor biomassa på grund av näringsämnen från gödselmedel och bevattning, ljus, hög luftfuktighet och varma temperaturer (Latimer et al. 1996).

kulturell och fysisk kontroll

att öka dränering och minska överliggande bevattning kan minska förekomsten av Nostoc-liknande cyanobakterier, men dessa kanske inte är möjliga i alla situationer. Vissa plantskolor har haft framgång med att fysiskt avlägsna cyanobakterierna genom att raka eller låta området torka och använda blåsare för att blåsa ut det från produktionsområden. Dessa metoder ger endast kortvarig kontroll eftersom dessa alger så småningom kommer att återvända. I områden som inte är grödor, till exempel gångvägar mellan containerdynor, har plantskolor rapporterat framgångsrik hantering efter plantering av bahiagrass (Paspalum notatum Fluegg Ukrainian) i områden som tidigare lämnats nakna. Användning av bahiagrass eller andra marköverdrag kan sänka mängden stående vatten på markytan och minska nostocs överflöd genom konkurrens. Användning av solarisering eller flame weeders har också varit effektiv i vissa fall (Parke and Stoven 2014).

kemisk kontroll

få rapporter om Nostoc-svar på kemiska kontrollstrategier finns tillgängliga. Resultaten varierar också från studie till studie, med författare som ofta rapporterar olika resultat för samma behandlingar. Detta beror troligen på variation bland de Nostoc-liknande arterna eller släkten som utvärderats i olika studier.

forskning bedrivs vid University of Florida Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS) för att bestämma effektiva Nostoc-hanteringsmetoder. Vår forskning inom området och med Nostoc commune i labbet visade att kemisk effekt beror på kemikalien och ytan på vilken kemikalien appliceras. Effektiva behandlingar på grusytor har inkluderat Zerotol 2.0 (väteperoxid + peroxiättiksyra), TerraCyte PRO (natriumkarbonatperoxihydrat) och generisk bakteriedödande blekmedel. På plast presenningar, effektiva behandlingar har inkluderat TerraCyte PRO, bakteriedödande blekmedel, och Lie (pelargonsyra). Scythe har också rapporterats vara effektiv i andra försök (Parke and Stoven 2014). Kopparsulfat, som har föreslagits som en möjlig lösning men inte har märkts för markapplikation, stimulerade faktiskt tillväxt i forskningsförsök.

När det applicerades med rekommenderade höga etiketthastigheter var det mest effektiva kemiska alternativet för hantering TerraCyte PRO. Emellertid var Zerotol 2.0, bakteriedödande blekmedel och Scythe också effektiva i vissa fall. Beroende på arten av Nostoc (eller annan morfologiskt liknande släkt) kan andra alternativ också vara effektiva. I många fall kommer uppföljningsapplikationer att behövas för fullständig kontroll. Alla dessa produkter är märkta för användning i plantskola och växthus produktionsområden.

följ etikettinstruktionerna när du använder produkter. Säkerhetsutrustning som krävs på etiketten och enligt federal eller statlig lag bör användas. Bekämpningsmedelsregistreringar kan ändras, så det är användarens ansvar att kontrollera om ett bekämpningsmedel är registrerat av lämpliga statliga och federala myndigheter för dess avsedda användning.dey, B., D. L. Lerner, P. Lusso, M. R. Boyd, J. H. Elder och E. A. Berger. 2000. ”Flera antivirala aktiviteter av cyanovirin-N: Blockering av humant immunbristvirus typ 1 gp120-interaktion med CD4 och coreceptor och hämning av olika höljevirus.”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 och A. Wilmotte. 2018. ”Giftiga cyanobakterier i Svalbard: kemisk mångfald av mikrocystiner detekteras med användning av en vätskekromatografi masspektrometri prekursor Jon screening metod.”Toxiner 10: e147. https://doi.org/10.3390/toxins10040147

Kom Aukorirek, J. 2013. ”Cyanoprokaryota 3. Heterocytous genera.”I S Bisexbwasserflora Von Mitteleuropa / Sötvattenflora i Centraleuropa, redigerad av G. G Bisexrtner, L. Krienitz och M. Schagerl. 1130. Heidelberg: Springer.

Latimer, J. G., R. B. Beverly, C. D. Robacker, O. M. Lindström, R. D. Oeting, D. L. Olson, S. K. Braman, et al. 1996. ”Minska föroreningspotentialen för bekämpningsmedel och gödselmedel i miljöträdgårdsindustrin: I. växthus, plantskola och sodproduktion.”HortTechnology 6 (2): 115-124.

Parke, J., och H. Stoven 2014. ”Hantering av cyanobakteriet Nostoc i trädgårdsskolor.”Grävare 58: 25-29.

Sangeetha, B. M., S. Aarthi, R. Niranjana och R. V. Lakshmi. 2013. ”Roll av cyanobakterier och Azolla i oorganisk kolbindning och näringsämnen anrikning i jord.”International Journal of Engineering Research & teknik 2(6): 2130-2137.

Singh, J. S., A. Kumar, A. N. Rai och D. P. Singh. 2016. ”Cyanobakterier: en dyrbar bio-resurs inom jordbruk, ekosystem och miljömässig hållbarhet.”Gränser i mikrobiologi 7: 529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00529