Ekologiczne metody zwalczania grzybów powodujących choroby roślin uprawnych

• Autorzy: Hara P. , Szparaga A. , Czerwińska E.

Warianty tytułu

EN

Ecological Methods Used to Control Fungi that Cause Diseases of the Crop Plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W badaniach laboratoryjnych analizowano aktywność fungistatyczną wodnych ekstraktów roślinnych (macerat, napar, wywar) i olejków eterycznych na zahamowanie wzrostu grzybów pleśniowych będących przyczyną chorób roślin uprawnych. Do otrzymania wyciągów oraz olejków eterycznych użyto susze następujących roślin: Mentha piperita L. (mięta pieprzowa), Juniperus communis L. (jałowiec pospolity). Aktywność fungistatyczną pozyskanych naturalnych preparatów biologicznych testowano na grzybach: Fusarium poae, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum, Sclerotinia sclerotiorum i Botrytis cinerea. Działanie inhibitujące otrzymanych wyciągów i olejków na rozwój testowanych patogenów grzybów badano metodą dyfuzyjno-krążkową. Aktywność fungistatyczną ekstraktów wyrażano jako wielkość strefy zahamowania wzrostu. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że aktywność testowanych ekstraktów zależała od gatunku rośliny, sposobu pozyskania wyciągu oraz wrażliwości drobnoustrojów. Wykazano istotnie rożną reakcję analizowanych mikroorganizmów na wyciągi z poszczególnych gatunków roślin. Na podstawie uzyskanych wyników, stwierdzono, że ekstrakty pozyskane z Mentha piperita L. wykazywały się przeciętnie lepszym działaniem inhibitującym w stosunku do testowanych gatunków grzybów. Zarówno wodne wyciągi roślinne, jaki i olejki eteryczne były źródłem substancji biologicznie aktywnych, które w różnym stopniu wypływały na ograniczenie wzrostu badanych mikroorganizmów. Olejki eteryczne charakteryzowała największa aktywność fungistatyczna wobec testowanych patogenów w porównaniu do wodnych ekstraktów roślinnych. Najwyższą aktywnością przeciwgrzybową odznaczał się olejek otrzymany z mięty pieprzowej (Mentha piperita L.). Natomiast w przypadku olejku pozyskanego z jałowca pospolitego (Juniperus communis L.) nie stwierdzono hamującego działania na grzyby z rodzaju Fusarium. Wśród wodnych wyciągów najwyższym działaniem inhibitujący rozwój analizowanych mikroorganizmów odznaczały się maceraty. Z kolei napar i wywar działały w zbliżony do siebie sposób. Spośród badanych drobnoustrojów najwyższą wrażliwością na zastosowane wyciągi roślinne oraz olejki eteryczne wykazywał Botrytis cinerea. Wśród grzybów z rodzaju Fusarium najmniejszą strefę zahamowania wzrostu otrzymano dla Fusarium solani,co świadczy o największej odporności tego patogenu na analizowane naturalne preparaty biologiczne. Natomiast największą wrażliwością na otrzymane ekstrakty spośród grzybów z rodzaju Fusarium odznaczał się Fusarium oxysporum. Uzyskane wyniki badań wykazały, że ekstrakty roślinne, a zwłaszcza olejki eteryczne w znaczący sposób ograniczały rozwój grzybów pleśniowych, będących sprawcami chorób wielu roślin rolniczych i sadowniczych. Dodatkowo, ze względu na brak negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne, stanowią one narzędzie do walki z grzybami w rolnictwie ekologicznym oraz alternatywę dla chemicznych środków ochrony w rolnictwie zrównoważonym.

EN

Laboratory experiments analyzed the fungistatic activity of aqueous plant extracts (macerate, brew, decoction) and essential oils to inhibit the growth of mold fungi that are the perpetrators of diseases of cultivated plants. The following plant droughts were used to obtain extracts and essential oils: Mentha piperita L. (peppermint), Juniperus communis L. (common juniper). The fungistatic activity of the obtained natural biological preparations was tested on following fungi: Fusarium poae, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum, Sclerotinia sclerotiorum and Botrytis cinerea. The inhibiting effect of the obtained extracts and oils on the development of the test fungal pathogens was examined by disc-diffusion method. The fungistatic activity of the extracts was expressed as the ratio of the growth inhibition zone. The analysis of the obtained test results showed that the activity of the tested extracts was depended on the specific plant species, the method of extracts preparation and the vulnerability of microorganisms. The significantly different reaction of the analyzed microorganisms to extracts from particular plant species was shown. Based on the obtained results, it was found that extracts prepared from Mentha piperita L. showed on average better inhibiting action towards the tested fungi. Both aqueous plant extracts and essential oils were a source of biologically active substances, which to a different extent influenced the limitation of the growth of the studied microorganisms. To the factors that were determining the antifungal activity of extracts and essential oils, we could include: the material used for the research, the effectiveness of the preparation processes, as well as the content of active ingredients with fungistatic activity. The inhibitory effect on the growth of the analyzed pathogens by aqueous plant extracts depended on the method of preparation of extracts, which probably influenced the content of biologically active compounds in their chemical composition. Essential oils were characterized by the fungistatic activity to the tested pathogens compared to aqueous plant extracts. The oil obtained from peppermint (Mentha piperita L.) was marked with the highest antifungal activity. However, in the case of oil obtained from common juniper (Juniperus communis L.), the inhibitory effect on fungi of the genus Fusarium was not found. Among the aqueous extracts, the highest action inhibiting the development of the analyzed microorganisms was characterized by macerates. In turn, the brew and decoction worked in a similar way. Among the studied microorganisms, Botrytis cinerea showed the highest sensitivity to the used plant extracts and essential oils. Among Fusarium species, the smallest zone of growth inhibition was obtained for Fusarium solani which indicates the greatest resistance of this pathogen to the analyzed natural biological preparations. However, Fusarium oxysporum (Fusarium fungi) was characterized by the highest sensitivity to the obtained extracts. The obtained research results showed that plant extracts, especially essential oils, significantly limited the development of mold fungi, which are the perpetrators of diseases of many agricultural and fruit plants. In addition, due to the lack of negative impact on the environment, they are a tool to combat fungi in organic farming and alternative to chemical plant protection in sustainable agriculture.

Słowa kluczowe

PL

grzyby pleśniowe; ekstrakty roślinne; aktywność fungistatyczna; ekstrakcja

EN

mold fungi; plant extracts; fungistatic activity; extraction

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 2
• Strony: 1764--1775
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab.

Twórcy

autor

Hara P.

• Politechnika Koszalińska

autor

Szparaga A.

• Politechnika Koszalińska

autor

Czerwińska E.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Adaszyńska, M., Swarcewicz, M., Markowska-Szczupak, A., Jadczak, D. (2013). Skład chemiczny i właściwości przeciwdrobnoustrojowe olejku eterycznego i ekstraktu z mięty pieprzowej odmiany Asia. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2, 116-125.
• 2. Czerwińska, E., & Szparaga, A. (2015). Antibacterial and antifungal activity of plant extract. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 209-229.
• 3. Ennajar, M., Bouajila, J., Lebrihi, A., Mathieu, F., Abderraba, M., Raies, A., Romdhane, M. (2009). Chemical composition and antimicrobial and antioxidant activity of Essentials oils and various extracts of Juniperus phoenicea L. (Cupressacees). Journal of food science, 74, 364-371.
• 4. Farmakopea Polska, VI. (2002). Oznaczanie zawartości olejku. Warszawa: Polskie Towarzystwko Farmaceutyczne.
• 5. Gulluce, M., Sahin, F., Sokmen, M., Ozer, H., Darerera, D., Sokmen, A., Polissiou, M., & Adiguzel, A., & Ozkan, H. (2007). Antibacterial and antioxidant properties of the essential oils and methanol extract from Mentha longifoila L. spp. Longifolia. Food Chemistry, 103, 1449-1456.
• 6. https://www.ior.poznan.pl
• 7. Karaman, I., Sahin, F., Gulluce, M., Ogutcu, H., Sengul, M., Adiguzel, A. (2003). Antibacterial activity of aqueous and methanol extract of Junuperus oxycedrus L. Journal of Ethnopharmacoligy, 85, 231-235.
• 8. Kocira, S., Kocira, A., Szmigielski, M., Piecak, A., Sagan, A., and Malaga-Toboła, U. (2015a). Effect of an amino acids-containing biostimulator on common bean crop. Przem. Chem. 94, 1732-1736. doi: 10.15199/ 62.2015.10.16
• 9. Kocira, A., Kocira, S., and Stryjecka, M. (2015b). Effect of Asahi SL application on common bean yield. Agric. Agric. Sci. Proc. 7, 103-107. doi: 10.1016/j.aaspro.2015.12.045
• 10. Kocira, S., Sujak, A., Kocira, A., Wójtowicz, A., and Oniszczuk, A. (2015c). 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
• 11. Kocira, A., Kocira, S., Swieca, M., Złotek, U., Jakubczyk, A., and 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
• 12. Kocira, S., Kocira, A., Kornas, R., Koszel, M., Szmigielski, M., Krajewska, M., et al. (2017b). Effects of seaweed extract on yield and protein content of two common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars. Legume Res. doi: 10.18805/LR-383
• 13. Kocira, S., Szparaga, A., Kocira, A., Czerwińska, E., Wójtowicz, A., Bronowicka-Mielniczuk, U., et al. (2018). Modeling biometric traits, yield and nutritional and antioxidant properties of seeds of three soybean cultivars through the application of biostimulant containing seaweed and amino acids. Front. Plant Sci. 9:388. doi: 10.3389/fpls.2018.00388
• 14. Kręcidło, Ł., & Krzyśko-Łupicka, T. (2015). Wrażliwość grzybów wyizolowanych z magazynów zakładu przemysłu spożywczego na wybrane olejki eteryczne. Inżynieria Ekologiczna, 43, 100-108.
• 15. Krzyśko-Łupicka, T., & Walkowiak, W. (2014). Evaluation of susceptibility of phytopathogenic Fusarium culmorum strain on selected essential oils. Ecological Chemistry and Engineering. A, 21, 355-366.
• 16. Lawrence, B.M. (2007). Mint. The Genus Mentha. Medicinal and Aromatic Plants - Industrial Profiles. London: CRC Press.
• 17. Martyniuk, S. (2012). Skutecznie i nieskuteczne preparaty mikrobiologiczne stosowane w uprawie roślin oraz rzetelne i nierzetelne metody ich oceny. Postępy Mikrobiologii, 50, 3321-328.
• 18. Mazur, S., & Nawrocki, J. (2007). Wykorzystanie związków naturalnych w ochronie marchwi przed alternariozą. Rocznik Akademii Rolniczej, Poznań, CCCLXXXIII, Ogrodnictwo, 41, 565-569.
• 19. Piwowar, A. (2015). Środki biologiczne i biotechnologiczne w produkcji roślinnej. Zagadnienia Doradztwa Rolniczego, 4, 92-102.
• 20. Sas-Piotrowska, B., Piotrowski, W., Karczmarek-Cichosz, R. (2005). Longevity and healthiness of Oat (Avena sativa L.) seeds treated with plant extracts. Journal of Research, 45, 181-193.
• 21. 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/ je- lem.2017.22.1.1317
• 22. Szczepanek, M., Wilczewski, E., Pobereżny, J., Wszelaczyńska, E., Ochmian, I. (2017b). Carrot root size distribution in response to biostimulant application. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B — Soil & Plant Science. 67(4), 334-339. doi: 10.1080/09064710.2017.1278783
• 23. Tyszyńska-Kownacka, D., Starek, T. (1989). Herbs in polish house. Warszawa: Wydawnictwo Warta.
• 24. Walkowiak, W., & Krzyśko-Łupicka, T. (2014). Nowe rozwiązania w ochronie zbóż przed fuzariozami. Progress in Plant Protection, 54, 127-134.
• 25. Zydlik, P. (2008). Wykorzystanie preparatów pochodzenia naturalnego w zwalczaniu niektórych chorób roślin sadowniczych. Nauka Przyroda Technologie, 2, 1-6.

Uwagi

PL

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