Ocena mikrobiologiczna nasion trzech odmian soi po zastosowaniu biostymulatora

Kocira, A.; Czerwińska, E.; Tomkiewicz, D.; Kornas, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Ocena mikrobiologiczna nasion trzech odmian soi po zastosowaniu biostymulatora

Autorzy

Kocira A. , Czerwińska E. , Tomkiewicz D. , Kornas R.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Microbiological Evaluation of Three Soybean Cultivars Seeds after Biostimulant Application

Języki publikacji

Abstrakty

Wytwarzanie bezpiecznej i wysokiej jakości żywności w sposób chroniący środowisko naturalne związane jest obecnie z wykorzystaniem w uprawach rolniczych biostymulatorów. W praktyce trudno jest zapewnić skuteczną ochronę roślin przed różnego rodzaju czynnikami abiotycznymi. Dodatkowo w nowoczesnym rolnictwie dąży się do ograniczenia stosowania nawozów mineralnych i chemicznych środków ochrony roślin, na rzecz preparatów pochodzenia naturalnego. W uprawach soi bardzo duże zagrożenie stanowią bakterie oraz grzyby, których występowanie uzależnione jest nie tylko od warunków atmosferycznych, odporności odmian ale także od niektórych zabiegów agrotechnicznych. W związku z tym na wyzwania i problemy w uprawie soi mogą odpowiadać regulatory wzrostu i rozwoju roślin. W dostępnej literaturze niewiele jest informacji dotyczących wpływu stosowania regulatorów wzrostu i rozwoju roślin na stan mikrobiologiczny nasion. Dlatego celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu naturalnego biostymulatora, opartego na ekstrakcie z wodorostów i wolnych aminokwasach, na zasiedlenie nasion soi przez drobnoustroje. Jakość mikrobiologiczna nasion jest niezmiernie ważna dla przemysłowego ich wykorzystania. W artykule przedstawiono również wyniki identyfikacji dominujących bakterii i grzybów występujących na nasionach soi Glycine max (L.) Merr. Badania polowe przeprowadzono w latach 2014-2016. W okresie wegetacji zastosowano biostymulator oparty na ekstrakcie z alg brunatnych (Ascophyllum nodosum) i aminokwasach pochodzenia roślinnego (alanina, glicyna, seryna, walina, arginina, cysteina, hydroksyprolina, lizyna, metionina, fenyloalanina, tyrozyna, prolina, treonina, i inne). Biostymulator stosowano w czterech kombinacjach: jednokrotne opryskiwanie w stężeniu 0,1% i 0,2% w fazie BBCH 13-15 i dwukrotne opryskiwanie w fazach BBCH 13-15 i BBCH 61 a otrzymane wyniki porównywano z obiektem kontrolnym, w którym do opryskiwania roślin stosowano czystą wodę. Przeprowadzone badania dowiodły, że aplikacja naturalnego biostymulatora, ograniczyła liczebność drobnoustrojów na nasionach soi. Stwierdzono, iż liczba bakterii oraz grzybów zasiedlających nasiona soi uległa redukcji w stosunku do obiektu kontrolnego w zależności od liczby aplikacji oraz stężenia zastosowanego w uprawie biostymulatora. W zasiedleniu nasion przez drobnoustroje przeważały bakterie – 86%, natomiast tylko 14% stanowiły grzyby. Spośród zidentyfikowanych bakterii dominującym był rodzaj Bacillus, wśród grzybów natomiast Aspergillus sp. oraz Penicillium ssp. Jak wynika z przeprowadzonych badań, aplikacja biostymulatora ograniczyła liczebność drobnoustrojów. W związku z powyższym nasuwa się wniosek, iż wnikliwa obserwacja roślin i znajomość drobnoustrojów, które je zasiedlają pozwalają na odpowiednio wczesne reagowanie i ochronę roślin poprzez stosowanie m.in. biostymulatorów.

The production of safe and high quality food in a way that protects the natural environment is now associated with the use of biostimulants in agricultural crops. In practice, it is difficult to ensure effective protection of plants against various types of abiotic factors. In addition, modern agriculture strives to reduce the use of mineral fertilizers and chemical plant protection products for natural products. In soya cultivation, bacterial and fungal pathogens are extremely dangerous, their occurrence depends not only on weather conditions, resistance of varieties but also on some agrotechnical treatments. Therefore, regulators of plant growth and development may respond to the challenges and problems in soybeans cultivation. In the available literature, there is few information on the impact of the use of regulators of plant growth and development on the microbiological state of seeds. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of a natural biostimulant, based on the extract from seaweed and free amino acids, on the colonization of soybeans by microorganisms. The microbiological quality of seeds is extremely important for their industrial use. The article also presents the results of identification of dominant bacteria and fungi occurring on the soybean seeds Glycine max (L.) Merr. Field experiments were conducted in the years 2014-2016. During the growing season a biostimulant based on the extract of brown algae (Ascophyllum nodosum) and amino acids of plant origin (alanine, glycine, serine, valine, arginine, cysteine, hydroxyproline, lysine, methionine, phenylalanine, tyrosine, proline, threonine, and others) was used. The biostimulant was used in four combinations: single spraying at a concentration of 0.1% and 0.2% in the phase BBCH 13-15 and twice spraying in phases BBCH 13-15 and BBCH 61 and the obtained results were compared with a control combination in which to spray plants only water was used. The conducted research proved that the application of a natural biostimulant reduced the number of microorganisms on soybeans. It was found that the number of bacteria and fungi colonizing soybeans was reduced compared to the control depending on the number of applications and the concentration of biostimulant used in the cultivation. In microbial seeding, bacteria predominated – 86%, while only 14% were fungi. Among the identified bacteria, the dominant type was Bacillus, among the fungi Aspergillus sp. and Penicillium ssp. The results obtained from the conducted research, the biostimulant application limited the number of microorganisms. In connection with the above, the conclusion is that thorough observation of plants and knowledge of microorganisms that inhabit them allowed for early response and protection of plants through the use of, among others, biostimulants.

Słowa kluczowe

soja nasiona bakterie grzyby biostymulator

soybean seeds bacteria fungi biostimulant

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Tom 20, cz. 2

Strony

1710--1726

Opis fizyczny

Bibliogr. 42 poz., tab.

Twórcy

autor

Kocira A.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa, Chełm

autor

Czerwińska E.

Politechnika Koszalińska

autor

Tomkiewicz D.

Politechnika Koszalińska

autor

Kornas R.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa, Chełm

Bibliografia

1. Basak, A. (2008). Biostimulators. Definitions, classification and legislation. W: Biostimulators in modem agriculture, General Aspects, H. Gawrońska (red.), Wieś Jutra, Warszawa, 7-17.
2. Cortina, J. V.; Theodoro, G. F.; Walker, D. R. (2013). Identification of fungi on diseased soybean seeds harvested during a high rainfall period in Mato Grosso do Sul, Brazil. Biosci. J., 29(2), 386-391.
3. Czeczko, R., i Mikos-Bielak, M. (2004). Efekty stosowania biostymulatora Asahi w uprawie różnych gatunków warzyw. Ann. UMCS, Sectio E, 59(3), 1073-1079.
4. Czerwińska, E., Piotrowski, W. (2014). Microbiological purity and selected physicochemical properties of cereal products stored in different packages. Rocznik Ochrona Środowiska, 16, 161-172.
5. Czerwinska, E., Szparaga, A. (2015). Antibacterial and antifungal activity of plant extracts. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 209-229.
6. Dymkowska-Malesa, M., Szparaga, A., Czerwinska, E. (2014). Evaluation of polichlorinated biphenyls content in chosen vegetables from Warmia and Mazury Region. Rocznik Ochrona Środowiska, 16, 290-299.
7. Fiddman, P.J., O'Neill, T.M., Rossall, S. (2000). Screaning of bacteria for the suppression of Botrytis cinerea and Rhizoctonia solani on lettuce (Lactuca sativa) using leaf disc bioassays. Ann. Appl. Biol., 137(3), 223-235.
8. Gleń, K., & Gospodarek, J. (2009). Mikroflora nasion bobu (Vicia faba L. ssp. Maior) uprawianego w warunkach gleby skażonej metalami ciężkimi. Prog. Plant Prot., 49(3), 1260-1236.
9. Gleń, K., Boligłowa, E., Gospodarek, J. (2013). Grzyby zasiedlające nasiona bobu w zależności od sposobu ochrony roślin. Polish J. Agron., 12, 9-16.
10. Goel, A.K., Sindhu, S.S., Dadarwal, K.R. (2000). Pigment diverse mutant of Pseudomonas sp. inhibition of fungal growth and stimulation of growth of Cicer arietinum. Biol. Planet., 43(4), 563-569.
11. http://biolchim.pl/project/fylloton/ (dostęp 2.09.2017).
12. Janda, K., & Markowska-Szczupak A. (2014). Zależności pomiędzy wybranymi cechami jakościowymi nasion słonecznika a ich zasiedleniem przez grzyby, Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin., Agric., Aliment., Pisc., Zootech., 309(29), 59-66.
13. Janda, K., Ulfig, K., Hury, G., Markowska-Szczupak A. (2013). Zależności pomiędzy wybranymi cechami jakościowymi nasion soi a ich zasiedleniem przez grzyby. Rośliny Oleiste - Oilseed Crops, 34(1), 95-102.
14. Jędrczak, A. (2007). Biologiczne przetwarzanie odpadów. Warszawa: PWN SA.
15. Kocira, S., Sujak, A., Kocira, A., Wójtowicz, A., Oniszczuk, A. (2015a). Effect of Fylloton application on photosynthetic activity of Moldavian dragonhead (Dracocephalum moldavica L.). Agric. Agric. Sci. Proc., 7, 108-112. DOI 10.1016/j.aaspro.2015.12.002.
16. Kocira, S., Kocira, A., Szmigielski, M., Piecak, A., Sagan, A., Malaga-Toboła, U. (2015b). Effect of an amino acids-containing biostimulator on common bean crop. Przemi. Chem., 94(10), 1732-1736. D0I10.15199/62.2015. 10.16.
17. Kocira, A., Kocira, S., Stryjecka, M. (2015c). Effect of Asahi SL application on common bean yield. Agric. Agric. Sci. Proc., 7, 103-107. DOI: 10.1016/ j.aaspro.2015.12.045.
18. Kocira, A., Kocira S., Świeca M., Złotek, U., Jakubczyk, A., Kapela, K. (2017a). Effect of foliar application of a nitrophenolate-based biostimulant on the yield and quality of two bean cultivars. Sci. Hortic., 214, 76-82, DOI: 10.1016/j.scienta.2016.11.021.
19. Kocira, S., Kocira, A., Kornas, R., Koszel, M., Szmigielski, M., Krajewska, M., Szparaga, A., Krzysiak. Z. (2017b). Effects of seaweed extract on yield and protein content of two common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars. Legume Res., In press. Online Published. DOI 10.18805/LR-383.
20. Kocira, S., Szparaga, A., Kocira, A., Czerwińska, E., Wójtowicz, A., Bronowicka-Mielniczuk, U., Koszel, M., Findura, P. (2018a). Modeling bio- metric traits, yield and nutritional and antioxidant properties of seeds of three soybean cultivars through the application of biostimulant containing seaweed and amino acids. Frontiers in Plant Science, 9, 388, DOI: 10.3389/fpls.2018.00388.
21. Kocira, S., Szparaga, A., Kocira, A., Czerwińska, E., Depo, K., Erlichowska B., Deszcz E. (2018b). Effect of applying a biostimulant containing seaweed and amino acids on the content of fiber fractions in three soybean cultivars. Legume Research. In press. Online Published. DOI: 10.18805/LR-412.
22. Księżniak, A., & Kobus, J. (1993). Udział drobnoustrojów ryzosfery pszenicy, jęczmienia i owsa w produkcji sideroforów. Pam. Puł.-Prace lUNG, 102, 77-90.
23. Lakshmeesha, T R, Sateesh, M K, Yedashree, S, Sofi Mohammad Shafi. (2013). Antifungal activity of some medicinal plants on Soybean seed-borne Macrophominaphaseolina. J. App. Pharm. Sci., 3(2), 84-87.
24. Maciejewski, T., Szukała, J., Jarosz, A. (2007). Influence of biostymulator Asa- hi SL and Atonik SL on qualitative tubers of potatoes. J. Res. Appl. Agric. Eng., 52(3), 109-112.
25. Manwar, A.Y., Yaiganker, P.D., Bhonge, L.S., Chincholkar, S.B. (2000). In vitro suppression of plant pathogens by siderophores of fluorescent Pseudomonas. Indian J. Microbiol., 40(2), 109-112.
26. Matyjaszczyk, E. (2018). ''Biorationals'' in integrated pest management strategies. J. Plant Dis. Protect, DOI: 10.1007/s41348-018-0180-6.
27. Matysiak, K., Adamczewski, K., Kaczmarek, S. (2011). Wpływ biostymulatora Asahi SL na plonowanie i wybrane cechy ilościowe i jakościowe niektórych roślin rolniczych uprawianych w warunkach Wielkopolski. Prog. Plant Prot., 51(4), 1849-1857.
28. Newman, K.L., Chatterjee, S., Ho, K.S., Lindow, S.E. (2008). Virulence of plant pathogenic bacteria attenuated by degradation of fatty acid cell-to- cell signaling factors. Mol. Plant-Microbe Interact., 21, 326-334.
29. Norouzpour, S., & Abad K.M. (2013). Studying the effect of growth stimulants and nano-fertilizers foliar application on agronomic characters and nuts sunflower seed yield. Journal of Research in Crop Sciences, 6(21), 63-72.
30. Paradikovic, N., Yinkovic, T., Yinkovic Yrcek, I., Zuntar, I., Bojić, M., Medić- Sarić, M. (2011). Effect of natural biostimulants on yield and nutritional quality: an example of sweet yellow pepper (Capsicum annuum L.) plants. J Sci Food Agric, 91, 2146-2152.
31. Pięta, D. (2006). Wpływ wybranych biopreparatów na zbiorowiska mikroorganizmów w glebie ryzosferowej grochu, fasoli zwykłej i fasoli wielokwiatowej. Ann. UMCS, Sectio EEE, 16, 73-84.
32. Pięta, D., Patkowska, E., Pastucha, A., Bełkot, M. (2002) Wpływ mikroorganizmów antagonistycznych na ograniczanie porażenia soi przez grzyby chorobotwórcze przeżywające w glebie. Acta Sci Pol-Hortoru., 1(1), 23-30.
33. Pruszyński, S. (2008). Biostimulators in plant protection. W: Biostimulators in modern agriculture, General Aspect, Gawrońska (red.). Wieś Jutra, Warszawa, 18-23.
34. Reinhold-Hurek, B., & Hurek, T. (1998). Life in grasses: diazotrophic endophytes. Trends Microbiol., 6, 139-144.
35. Rosenblueth, M., & Martínez-Romero, E. (2006). Bacterial endophytes and their interactions with hosts. Mol. Plant-Microbe Interact., 19, 827-837.
36. Roy, K.W., Baird, R.E., Abney, T.S. (2000). A review of soybean (Glycine max) seed, pod, and flower mycofloras in North America, with methods and a key for identification of selected fungi. Mycopathologia, 150, 15-27.
37. Szczepanek, M., Siwik-Ziomek, A., Wilczewski, E. (2017a). Effect of biostimulant on accumulation of Mg in winter oilseed rape under different mineral fertilization rates. JElementol., 22(4), 1375-1385. DOI: 10.5601/ jelem.2017.22.1.1317.
38. Szczepanek, M., Wilczewski, E., Pobereżny, J., Wszelaczyńska, E., Ochmian, I. (2017b). Carrot root size distribution in response to biostimulant application. Acta Agr Scand B-SP, 67(4), 334-339. DOI: 10.1080/09064710.2017. 1278783.
39. Szczepanek, M., Wszelaczyńska, E., Pobereżny, J., Ochmian, I. (2017c). Response of onion (Alium cepa L.) to the method of seaweed biostimulant application. Acta Sci Pol-Hortoru., 16(2), 113-122.
40. Szparaga, A., & Kocira, S. (2018). Generalized logistic functions in modelling emergence of Brassica napus L. PLoS ONE, 13(8), e0201980. DOI: 10.1371/joumal.pone.0201980.
41. Tylkowska, K., Dorna, H., Szopińska, D. (2011). Patologia nasion. Poznań: Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu.
42. Yeole, R.D., & Dube, H.C. (2000). Siderophore-mediated antibiosis of rhizobacterial fluorescent pesudomonads against certain soil-borne fungal plant pathogens. J. Mycol. Plant Pathol., 30(3), 335-338.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-0a54f7b5-cd1d-4385-bac6-e28fb93abc1d