Fertilization with beneficial microorganisms decreases tomato defenses against insect pests

International audienceThe adverse effects of chemical fertilizers on agricultural fields and the environment are compelling society to move toward more sustainable farming techniques. “Effective microorganisms” is a beneficial microbial mixture that has been developed to improve soil quality and crop yield while simultaneously dramatically reducing organic chemical application. Additional indirect benefits of beneficial microorganisms application may include increased plant resistance to herbivore attack, though this has never been tested till now. Tomato plants were grown in controlled greenhouse conditions in a full-factorial design with beneficial microorganisms inoculation and commercial chemical fertilizer application as main factors. We measured plant yield and growth parameters, as well as resistance against the generalist pest Spodoptera littoralis moth larval attack. Additionally, we measured plant defensive chemistry to underpin resistance mechanisms. Overall, we found that, comparable to chemical fertilizer, beneficial microorganisms increased plant growth fruit production by 35 and 61 %, respectively. Contrary to expectations, plants inoculated with beneficial microorganisms sustained 25 % higher insect survival and larvae were in average 41 % heavier than on unfertilized plants. We explain these results by showing that beneficial microorganism-inoculated plants were impaired in the induction of the toxic glycoalkaloid molecule tomatine and the defense-related phytohormone jasmonic acid after herbivore attack. For the first time, we therefore show that biofertilizer application might endure unintended, pest-mediated negative effects, and we thus suggest that biofertilizer companies should incorporate protection attributes in their studies prior to commercialization

Grzyby zasiedlajace srodowisko glebowe przed siewem i po zbiorze grochu siewnego [Pisum sativum L.] po zastosowaniu szczepionki mikrobiologicznej EM 1

A field experiment was performed during the years 2003-2005. An influence of EM (Effective Microorganisms) on the composition and number of fungi isolated from soil was found in the experiment. A total of 18111 fungal cultures were isolated from the roots of pea at flowering stage. The highest amount and the lowest diversity of fungi were obtained from rhizosphere of pea treated with pesticides (3257 colonies). The greatest diversity of fungi was found in the case of rhizosphere and rhizoplane, where EM was used in soil with the supplement of pesticides. The greatest amount and diversity of fungi were found from the plant roots of the control object. During the flowering stage, the fungi most frequently isolated from soil belonged to the genus Penicillium (40.78% of all isolates) and Fusarium (33.37% of all isolates).Badania polowe prowadzono w latach 2003-2005. W badaniach stwierdzono wpływ szczepionki mikrobiologicznej EM 1 na zróżnicowanie składu gatunkowego i liczebność poznanych zbiorowisk grzybów. Ze środowiska glebowego w fazie kwitnienia grochu wyizolowano ogółem 18111 kolonii grzybów strzępkowych. Najliczniejsze zbiorowisko grzybów uzyskano z ryzosfery grochu kombinacji chronionej chemicznie (3257 kolonii), przy czym zbiorowiska te charakteryzowały się najmniejszą różnorodnością. Największą różnorodność gatunkową badanych zbiorowisk stwierdzono w przypadku ryzosfery i ryzoplany kombinacji, gdzie EM stosowano doglebowo w połączeniu z ochroną chemiczną. Największą różnorodność, a także liczebność grzybów wyizolowanych z korzeni roślin zanotowano w kombinacji kontrolnej. Ze środowiska glebowego grochu w fazie kwitnienia izolowano najczęściej grzyby z rodzaju Penicillium, które stanowiły 40,78% izolatów grzybowych oraz z rodzaju Fusarium (32,37%)

Stem base diseases of winter wheat grown after forecrops of the family Brassicaceae

A study into the sanitary state of roots and culm base of winter wheat was carried out in 1999-2002 in the Production and Experimental Station in Balcyny near Ostróda. Experimental wheat was cultivated after spring cross plants such as spring oilseed rape (Brassica napus ssp. oleiferus Metz.), white mustard (Sinapis alba L), Chinese mustard (Brassica juncea L.), oleiferous radish (Raphanus sativus var. oleiferus L.), false flax (Camelina sativa L.), crambe (Crambe abbysinica Hoechst.) and after oats (Avena sativa L.) as a control. The other experimental factor was the method of after-harvest residue management, i.e. ploughing in the stubble, ploughing in the stubble and straw, ploughing in the stubble and straw with nitrogen added. The occurrence of root rot and stem base diseases was affected by weather conditions and forecrop species. Winter wheat roots were attacked to the lowest degree when spring rape and radish were used as forecrops, and to the highest degree - when grown after oat. The culm base was most intensely infected with fusarium foot rot (Fusarium spp.). The remaining root-rot diseases occurred every year but with different intensity. The method of utilization of after-harvest residues did not have a clear effect on the intensity of infection of the roots and culm base of winter wheat.W latach 1999-2002 w Zakładzie Produkcyjno-Doświadczalnym w Bałcynach k. Ostródy przeprowadzono badania nad zdrowotnością korzeni i podstawy źdźbła pszenicy ozimej uprawianej po jarych roślinach krzyżowych, takich jak: rzepak jary (Brassica napus ssp. oleiferus Metz.), gorczyca biała (Sinapis alba L), gorczyca sarepska (Brassica juncea L.), rzodkiew oleista (Raphanus sativus var. oleiferus L.), lnianka siewna (Camelina sativa L.), katran abisyński (Crambe abbysinica Hoechst.), oraz po owsie (Avena sativa L.) jako kontroli. Drugim czynnikiem badawczym był sposób zagospodarowania resztek pożniwnych: przyoranie ścierni, przyoranie ścierni ze słomą oraz przyoranie ścierni ze słomą i dawką azotu. Na występowanie chorób korzeni i podstawy źdźbła pszenicy ozimej wpływ miały warunki pogodowe i gatunek rośliny przedplonowej. Korzenie pszenicy ozimej najsłabiej zainfekowane były w stanowiskach po rzepaku jarym i rzodkwi oleistej, najsilniej zaś po owsie. W największym nasileniu na podstawie źdźbła wystąpiła fuzaryjna zgorzel podstawy źdźbła (Fusarium spp.). Pozostałe choroby podsuszkowe występowały corocznie ale w zmiennym nasileniu. Sposób zagospodarowania resztek pożniwnych nie miał wyraźnego wpływu na stopień porażenia korzeni i podstawy źdźbła pszenicy ozimej

Diagnostyka patogenów grzybowych z rodzaju Fusarium z ziarna pszenicy ozimej uprawianej w warunkach ochrony fungicydowej w rejonie Polski północno-wschodniej

Various diagnostic methods were used to evaluate the effect of fungicide protection on the prevalence of pathogenic fungi in wheat grain. Winter wheat cv. Nutka and Zyta was grown during a field experiment established in the Production and Experimental Station in Bałcyny in 2006–2007. The experimental factor was chemical crop protection: epoxiconazole, kresoxim-methyl and fenpropimorph applied at growth stages BBCH 33–35 as well as dimoxystrobin and epoxiconazole applied at BBCH 51–53. In this experiment, microscopic observations and conventional PCR assays were used as complementary methods. The quantification of Fusarium poae DNA by qPCR demonstrated the effectiveness of chemical protection against the analyzed fungal species. Lower monthly precipitation levels and higher daily temperatures intensified grain infections, in particular those caused by F. poae. A significant correlation was determined between the number of F. poae cultures isolated from winter wheat grain and the quantity of pathogenic DNA in grain identified by qPCR. Grain infections caused by F. poae lowered yield and thousand seed weight.Celem badań było zastosowanie różnych metod diagnostycznych do oceny wpływu ochrony fungicydowej na występowanie patogenicznych grzybów w ziarnie pszenicy. Doświadczenie polowe, w którym uprawiano pszenicę ozimą (odmiany Nutka i Zyta) przeprowadzono w latach 2006–2007 w Zakładzie Produkcyjno–Doświadczalnym w Bałcynach. Czynnikiem doświadczenia było zastosowanie ochrony chemicznej: epoksykonazolu, krezoksymu metylowego, fenpropimorfu w fazie BBCH 33–35 oraz dimoksystrobiny i epoksykonazolu w fazie BBCH 51–53. W badaniach wykazano, że metody mikroskopowa oraz klasyczny PCR uzupełniają się. Kwantyfikacja DNA grzyba Fusarium poae metodą qPCR wykazała skuteczność ochrony chemicznej w zwalczaniu tego gatunku. Niższe miesięczne sumy opadów oraz wyższe dobowe temperatury sprzyjały przede wszystkim, infekcji ziarna przez F. poae. Stwierdzono istotną korelację pomiędzy liczbą kultur F. poae wyizolowanych z ziarna pszenicy ozimej a ilością patogennego DNA określoną w ziarnie metodą qPCR. Wykazano także, że porażenia ziarna przez F. poae powoduje obniżenie wielkości plonu oraz MTZ

Stan zdrowotny ziarna jęczmienia browarnego w zależności od sposobu ochrony przed chorobami

Field studies were carried out in the 2004 – 2005 growing seasons. The mycological analysis of malting barley (varieties Prestige and Sezam) grains was performed twice: on seeds stored for 30 days and on seeds stored for fi ve months. The infl uence of fungicide treatment on species diversity and the amount of fungal pathogens on kernels of both varieties of malting barley were determined in the studies. Main fungal pathogens of both varieties of malting barley were fi eld fungal species, such as: Alternaria alternata, Epicocum purpurascens, and fungi of the genus Fusarium. The extension of the grain storage period to fi ve months resulted in an increased share of pathogenic species.Badania polowe prowadzono w latach 2004- 2005. Analizę mikologiczną nasion jęczmienia browarnego Prestige i Sezam wykonywano 2 krotnie: na ziarnie przechowywanym przez 30 dni oraz na ziarnie przechowywanym przez okres pięciu miesięcy. W badaniach stwierdzono wpływ ochrony fungicydowej na skład gatunkowy i liczebność grzybów zasiedlających ziarno obu odmian jęczmienia browarnego. Ziarno obydwu odmian jęczmienia browarnego zasiedlone było przede wszystkim przez gatunki grzybów polowych: Alternaria alternata, Epicoccum purpurascens oraz grzyby z rodzaju Fusarium. Wydłużenie okresu przechowywania ziarna do 5 miesięcy spowodowało wzrost udziału gatunków patogenicznych

Grzyby ryzosferowe jarych roślin kapustnych

Fungal communities isolated from the rhizosphere of spring cruciferous plants were analysed in the study. It was found that the rhizosphere of crucifers was colonized primarily by fungi of the order Mucorales and of the genus Fusarium. Members of the genus Fusarium dominated in the rhizoplane. The roots of cruciferous plants secrete glucosinolates – secondary metabolites known for their antifungal properties, thus affecting the communities of soil-dwelling fungi.W badaniach poddano analizie zbiorowiska grzybów ryzosferowych jarych roślin kapustnych. Ryzosferę roślin kapustnych zasiedlały przede wszystkim grzyby z rzędu Mucorales i rodzaju Fusarium. W ryzoplanie roślin znacznie częściej występowali przedstawiciele rodzaju Fusarium. Korzenie rośliny kapustnych wydzielają do gleby glukozynolany, wtórne metabolity o właściwościach antygrzybowych, w ten sposób być może wpływają na zbiorowiska grzybów zasiedlających środowisko glebowe roślin

Current possibilities and prospects of using fungicides in forestry

The possibility of using chemicals in European forestry is extremely limited due to the binding legal regulations and specific conditions concerning the market of plant protection products. This is reflected in the limited availability of active fungicides in forestry. Due to this limitation, practitioners using fungicides in forest nurseries and forest cultivation must have substantial knowledge of the biology of pathogens to ensure satisfactorily effective protection. The work presented here provides an overview of the currently recommended fungicides in Polish forestry as well as the mechanisms of interaction between the active substances and the pathogen, the plant and mycorrhizal fungi. In this paper we also discuss the risk of fungicide resistance, which has been insufficiently explored in the context of forest pathogens

The possibilities of biologically protecting plants against diseases in nurseries, with special consideration of Oomycetes and Fusarium fungi

Achieving high quality propagative material is difficult today due to the limited number of pesticides recommended for use. Simultaneously, EU regulations on Integrated Pest Management (IPM) in forest nurseries came into a force, requiring a search for alternative plant protection methods that are safe for humans, animals and the environment. In this paper, we present the possibilities of using bio-fungicides against diseases in forest nurseries, their mechanisms of action, as well as the direction of their development (according to IPM rules). We reviewed the results achieved by different research teams presenting the possibilities and trends in combatting Oomycetes and Fusarium spp. pathogens currently having the most important economic impact