Effects of N imbalances on shoot and root growth of corn and velvetleaf

Effects of Nitrogen imbalances were studied on the shoot and root growth of corn (Zea mays L.) and velvetleaf (Abutilo n theophrasti Medic.) under greenhouse conditions. A pot experiment was carried out using plastic pots with 2.2 kg of a brown forest soil (Eutric cambisol). Soil moisture was kept at 70 percent WHC (water holding capacity) of the soil. Beside the unfertilized control, nutrient treatments in the order of NPK were as follows: 111, 222, 022, 044, 422 and 822, respectively. From the results of our experiment, it was evident that significant differences were obtained for both the weed and the crop species in most treatments and parameters studied. Nitrogen imbalances resulted in considerable changes in the shoot: root ratios of plants showing the plant responses to the stress conditions: e.g . the decrease of shoot: root ratio of plants in N deficiencies. Differences were statistically significant in treatments resulting in strong nutrient imbalances or stress conditions for both plant species

Allelopathic effects of Abutilon theophrasti, Asclepias syriaca and Panicum ruderale on maize

Abutilon theophrasti, Asclepias syriaca und Panicum ruderale sind in Ungarn sehr wichtige invasive Unkräuter. Sie können ernste Schäden verursachen, da diese über eine gute Konkurrenzfähigkeit verfügen. Das Ziel unseres Experiments ist es, die allelopathische Wirkung der Wurzel- und Triebtinkturen auf die Keimung des Maises und das Wachstum der Keimpflanzen zu untersuchen. Das sogenannte „Bioassay-Experiment“ wurde im Jahre 2015 im Laboratorium durchgeführt. Die Tinkturen wurden aus lufttrockenen und gemahlenen Wurzeln und Trieben mit Wasser mit einer Konzentration von 2,5, 5 und 7 % angefertigt. Die Maiskörner (Sorte Cornelius) wurden in eine Petrischale gegeben, dann wurden sie mit 15 ml Tinktur behandelt und bei 20 °C in Dunkel-Thermostate gelegt. Am 7. Tag wurde das Keimungsprozent festgestellt, sowie die Länge und die Masse der primären Wurzel und des primären Triebs wurden gemessen. Die statistische Analyse wurde durch eine Varianzanalyse auf einem Faktor durchgeführt. Die Trieb- und Wurzeltinkturen von Abutilon theophrasti reduzierten die Keimung sowie das Wachstum der primären Wurzel und des primären Triebes, abnehmende Länge und Masse wurden gemessen. Die Tinkturen von Asclepias syriaca ergaben die gleiche Wirkung. Diese Behandlungen reduzierten die Keimung und das Wachstum der Mais-Keimpflanzen. Die Triebtinktur von Panicum ruderale führte zu kürzeren Trieben und einer geringeren der Triebmasse, darüber hinaus hemmte sie die Keimung des Maises. Die Wurzeltinkturen reduzierten die Länge und Masse des Triebes sowie die Keimung, jedoch übten sie auf die Wurzelentwicklung keinen signifikanten Einfluss aus. Es wurde festgestellt, dass die allelopathische Wirkung von A. theophrasti und A. syriaca stärker war als die von P. ruderale. In Verbindung mit der Allelopathie von A. theophrasti und A. syriaca berichten auch andere Veröffentlichungen über signifikante Ergebnisse. Vorzugsweise hinderten die Wurzeltinkturen das frühe Wachstum von Mais. Mit höherer Konzentration der Tinkturen verstärkte sich auch die allelopathische Wirkung.Abutilon theophrasti, Asclepias syriaca and Panicum ruderale are very important invasive weed species in Hungary. These can cause hard damages firstly in row space crops, because these have good competition ability. The aim our experiment was to study the allelopathic effect of watery extracts from roots and shoots on germination and growth of maize seedlings. Bioassay experiments were made in the laboratory in 2015. Extracts from air dried and grinded roots and shoots of weeds were made with water in 2.5, 5 and 7.5% concentrations. Maize (Cornelius) seeds were put into Petri-dishes, after that they were treated with 15 mL solutions, and put into a thermostat at 20 °C in the dark. After 7 days of germination, % and length and weight of primary roots and shoots of seedlings were determined. The statistical analysis has been done one-factorial analysis of variance. Shoot and root extracts of Abutilon theophrasti decreased germination-% and growth of primary roots and shoots of seedlings. Watery extracts from Asclepias syriaca resulted in similar effects; these treatments reduced germination and growth of seedlings. Shoot extract of Panicum ruderale caused shorter shoots and less shoot weight, and hindered the germination of maize. Root extract decreased shoot length and weight, and also germination, but root development was not influenced significantly. We established that allelopathic effects of A. theophrasti and A. syriaca were stronger than those of P. ruderale. Other publications reported significant results connected to allelopathy of A. theophrasti and A. syriaca. Mainly the root extracts inhibited the early growth of maize. Allelopathic effects were stronger with increasing concentrations of solutions

Invázív gyomnövények biológiája, ökológiája és vírusepidemiológiai jelentősége = Biology and ecology of invading weeds and their virus epidemiological role

2005 és 2010 között a hazai fontosabb inváziós "özöngyomok" (Asclepias syriaca, Ambrosia artemisiifolia, Abutilon theophrasti, Solidago gigantea, Cyperus esculentus, Phytolacca americana) természetes vírusfertőzöttségét mértük fel, továbbá több új mesterséges gazda-vírus kapcsolat feltárására is sor került. Laboratóriumi és üvegházi csírázásbiológiai vizsgálatokban meghatároztuk a fajok magjainak csírázóképességét, valamint a csírázást befolyásoló autökológiai tényezőket, és nyomon követük a magvak életképességének változását. Kompetíciós kísérletekben meghatároztuk a kukorica kritikus kompetíciós periódusát, valamint a helyettesítési és az additív módszerek alkalmazásával összehasonlítottuk a gyomfajok versenyképességét. A növekedésanalízis segítségével, továbbá a biomassza- és magprodukciós vizsgálatokban meghatároztuk a fajok tényleges biológiai potenciálját. Üvegházi tenyészedényes allelopátiás kísérletekben a fajok közötti kémiai kölcsönhatásokat tanulmányoztuk, ahol a tesztfajok donor és recipiens szerepet is betöltöttek. Az aktuális és a szubletális víztelítettségi deficit meghatározásával a fajok vízháztartási sajátosságait jellemeztük. | Between 2005 and 2010 years the natural and artificial virus infection of the most important invasive alien weed species (Asclepias syriaca, Ambrosia artemisiifolia, Abutilon theophrasti, Solidago gigantea, Cyperus esculentus, Phytolacca americana) was studied in Hungary. A lot of new host-virus relations were determined. The change in the germination percent, seed viability and autecological factors influencing germination characteristics were also investigated. Critical competition period of maize was determined and the competitive ability of the weed species was compared based on the results on additive and replacement glasshouse and field studies. Effective biological potential of the invasive alien plant species was also determined with the help of growth analysis and in biomass and seed production experiments. Under glasshouse conditions the donor and recipient role of the weeds was also studied in allelopathic research. Water relations of the species were characterized with the actual and sublethal water saturation deficits

A parlagfű (Ambrosia artemisiifolia) integrált gyomszabályozása, különös tekintettel a kórokozó gombákkal megvalósítható biológiai védekezésre = Integrated control of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia) including a biocontrol strategy using plant pathogenic fungi

A projekt fő célkitűzései között szerepelt a parlagfű ökológiájának és változékonyságának vizsgálata, hazai és észak-amerikai természetes ellenségeinek azonosítása és biológiájuk tanulmányozása, elsősorban a parlagfű elleni biológiai védekezésben történő felhasználhatóságuk érdekében, valamint alternatív gyomszabályozási módszerek kidolgozása parlagfű-mentesítés céljából. A négy éves projekt összesen 12,6 MFt támogatásban részesült, és négy intézmény kutatói vettek részt a kutatómunkában. A fontosabb eredmények a következők: (a) egy természetes ásványi anyag tartalmú parlagfű-ellenes szer kifejlesztése, melynek szabadalmaztatása folyamatban van, (b) a kelet-európai parlagfű-populációk genetikai változékonyságának összehasonlítása nyugat-európai és amerikai populációkkal, mikroszatellit-markerek segítségével, (c) a parlagfű-állományt olykor jelentős mértékben károsító, a pollentermelést leállító, alig ismert intracelluláris biotróf kórokozó, a Phyllachora ambrosiae patogenezisének feltárása és molekuláris azonosítása, (d) a parlagfű-levelek morfológiai változékonyságának tanulmányozása, 18 forma elkülönítése, (e) a parlagfű-peronoszpóra kórokozójának új fajként történő azonosítása, (f) egy új kórokozó (Phoma sp.) első európai kimutatása parlagfűről, (g) alternatív gyomszabályozási módszerek hatékonyságának összehasonlítása. | The main goals of the project were to (i) analyze the main ecological and variability patterns in common ragweed, (ii) identify and study the local and North American natural enemies of this noxious weed to select potential biological control agents, and (iii) develop alternative weed management strategies to control the spread of ragweed. The total support of this four-year project was approx. 48500 euro and it was based on the research activities of scientists working at four different institutions. The most important results are (a) development of a product based on a natural mineral substance to be used in ragweed control ? its patent is pending; (b) comparison of genetic diversity of Eastern European, Western European and North American ragweed populations using microsatellite markers; (c) clarification of the pathogenesis and molecular identification of a destructive, but rarely found, intracellular biotrophic fungal pathogen of ragweed, Phyllachora ambrosiae; (d) delimitation of a total of 18 types of ragweed leaves based on their highly variable morphology; (e) identification of the downy mildew pathogen on common ragweed as a new species; (f) first report of a Phoma sp. infecting ragweed in Europe; (g) comparison of the efficacy of various alternative ragweed management strategies

A talajművelés és a tápanyagellátás gyomosodásra gyakorolt tartamhatásának tanulmányozása = Study on the long-term effect of soil management and nutrient supply on the weeds

Kutatásainkat Keszthelyen, az 1972-ben beállított talajművelési és az 1983-ban beállított trágyázási tartamkísérletekben folytattuk 2006-2009 között. A talajművelés és a tápanyagellátás gyomosodásra gyakorolt hatását őszi búza és kukorica kultúrákban vizsgáltuk. A gyomflóra összetételében, a fajok dominancia sorrendjében és a gyomborításban szignifikáns különbség volt az egyes talajművelési módok (szántás, tárcsa, művelés nélkül) szerint, a N kezelések hatása is igazolható volt. Kompetíciós kísérletekben adatokat nyertünk a kukorica és a gyomnövények közötti versengésről, a gyomnövények terméscsökkentő hatásáról. A minimális művelésben volt a legnagyobb gyomborítás, itt fordultak elő legnagyobb számban és borítással az évelő gyomnövények. A szántás gyomszabályozó hatása kedvezően érvényesült. A művelés mélységének és mértékének csökkenésével a gyomosodás jelentős növekedésével, a gyomnövények előretörésével kell számolnunk, amelyen belül kiemelt figyelmet érdemelnek az évelő fajok. Eredményeinket 30 közleményben, ezek közül 19-et lektorált tudományos folyóiratban (IF 4,974) valamint hazai és nemzetközi konferenciákon ismertettük. A kutatásban Kismányoky András PhD hallgató is részt vett, aki ebben a témakörben készíti disszertációját. A kutatás megvalósítói ezúton is köszönetüket fejezik ki az OTKA által nyújtott támogatásért. Kutatási eredményeink az oktatásban és a kutatásban, valamint a hatékony gyomszabályozás alapozásában egyaránt hasznosulnak. | The effects of the cultivation and fertilization on the weedeness were studied in two long-term field experiments carried out in Keszthely between 2006 and 2009. We have been monitoring the weed flora composition and rate (%) of covering time to time. Finally a preference order of the weed species was determined. The different cultivation technologies resulted in significant impacts on both the cover as well as the preferences of weed species. The amounts of N-fertilizers applied also influenced the two parameters and there were statistically proven interaction between the variants of fertilization and the cultivation. We have received valuable results from our experiments aiming at studying the competition between weeds and maize measured by the quantitative production. We found the highest weed cover in fields with minimum tillage application. The perennial weeds were predominant in such fields. The conventional tillage technologies proved to be the most effective from the aspects of weed control. Our results have been published in 30 scientific paper, 19 of them in per review journals (IF = 4.974). The results have also been used by András Kismányoky in his PhD Theses. We would like to express thanks and appreciations to OTKA for the generous support allowing us to accomplish our basic research, resulting in knowledge and conclusions used also in teaching, field application as well as in our future research

Néhány fontosabb évelő gyomnövény kártétele, szaporodási stratégiája és integrált gyomszabályozása = Importance, reproductive strategy and integrated weed management of several perennial weeds

Felmértük a nád (Phragmites australis) szántóföldi elterjedését az Országos Gyomfelvételezések alapján. A legnagyobb borítás Csongrád megyében tapasztalható 1,44%., de jelentős Hajdú-Bihar 0,97%, Jász-Nagykun-Szolnok 0,92% és Heves 0,69% fertőzöttsége is. Vizsgáltuk a Cirsium arvense, Convolvulus arvensis, és Rubus fruticosus tápanyagfelvételét és szaporítógyökereinek regenerálódását. A vegetatív szaporítóképletekkel történő regenerálódás július, október és november hónapokban a leghatékonyabb. A Rubus fruticosus esetében sikerült bebizonyítani a regenerálódás funkcionális szerveiben a szezonalítást és a tavaszvégi-nyárelei rügynyugalom meglétét. Tanulmányoztuk az Asclepias syriaca és a Cirsium arvense növényi maradványinak allelopátiáját néhány tesztnövény csirázására és növekedésére. Az elbomló növényi maradványok 0-29%-os csírázáscsökkenést és 1-58%-os zöldtömeg csökkenést okoztak. Vizsgáltuk a Taraxacum officinale csírázásbiológiáját. Megállapítottuk, hogy a frissen érett kaszatok nem rendelkeznek primer magnyugalommal érést követően, egész évben-megfelelő környezeti feltételek esetén- egyenletesen (43,24-82%) csíráznak. A fény serkenti a csírázást. Az Asclepias syriaca, Cirsium arvense, Convolvulus arvensis magvairól és szaporító gyökereiről több mikroszkopikus gombafajt izoláltunk. A gombafajok egy része felhasználható lehet a vizsgált évelő gyomnövények elleni biológiai védekezésre. | On the basis of the Four National Weed Surveys distribution of Phragmites australis was evaluated in Hungary. Csongrad is the most infected county (1.44% cover), but Hajdú-Bihar (0.97%), Jász-Nagykun-Szolnok (0.92) and Heves (0.9%) counties are also among the infected areas. The dynamic of nutrient uptake and vegetative reproduction of Cirsium arvense, Convolvulus arvensis and Rubus fruticosus was also investigated. Vegetative reproduction is the most effective in July, October and November. Periodicity and late spring dormancy were observed in regeneration of R. fruticosus. The effect of Asclepias syriaca and Cirsium arvense plants residues on the germination and development of some test species was also studied. Plant residues caused a 0-29% and 1-58% reduction in germination rate and fresh weight of test plants, respectively. Regarding germination characteristics of Taraxacum officinale no primary dormancy of the freshly harvested seeds was observed. Achenes germinated well (between 43-82%) during the whole year, when environmental conditions are favourable. Light promoted germination. A lot of phytopathogen fungi was isolated from seeds and vegetative reproductive organs of Asclepias syriaca, Cirsium arvense and Convolvulus arvensis. A part of them as mycoherbicide can be useful in biological weed control

Thermally Induced Solid-Phase Quasi-Intramolecular Redox Reactions of [Hexakis(urea-O)iron(III)] Permanganate: An Easy Reaction Route to Prepare Potential (Fe,Mn)O x Catalysts for CO2 Hydrogenation

Research on new reaction routes and precursors to prepare catalysts for CO2 hydrogenation has enormous importance. Here, we report on the preparation of the permanganate salt of the urea-coordinated iron(III), [hexakis(urea-O)iron(III)]permanganate ([Fe(urea-O)6](MnO4)3) via an affordable synthesis route and preliminarily demonstrate the catalytic activity of its (Fe,Mn)Ox thermal decomposition products in CO2 hydrogenation. [Fe(urea-O)6](MnO4)3 contains O-coordinated urea ligands in octahedral propeller-like arrangement around the Fe3+ cation. There are extended hydrogen bond interactions between the permanganate ions and the hydrogen atoms of the urea ligands. These hydrogen bonds serve as reaction centers and have unique roles in the solid-phase quasi-intramolecular redox reaction of the urea ligand and the permanganate anion below the temperature of ligand loss of the complex cation. The decomposition mechanism of the urea ligand (ammonia elimination with the formation of isocyanuric acid and biuret) has been clarified. In an inert atmosphere, the final thermal decomposition product was manganese-containing wuestite, (Fe,Mn)O, at 800 °C, whereas in ambient air, two types of bixbyite (Fe,Mn)2O3 as well as jacobsite (Fe,Mn)T-4(Fe,Mn)OC-62O4), with overall Fe to Mn stoichiometry of 1:3, were formed. These final products were obtained regardless of the different atmospheres applied during thermal treatments up to 350 °C. Disordered bixbyite formed first with inhomogeneous Fe and Mn distribution and double-size supercell and then transformed gradually into common bixbyite with regular structure (and with 1:3 Fe to Mn ratio) upon increasing the temperature and heating time. The (Fe,Mn)Ox intermediates formed under various conditions showed catalytic effect in the CO2 hydrogenation reaction with <57.6% CO2 conversions and <39.3% hydrocarbon yields. As a mild solid-phase oxidant, hexakis(urea-O)iron(III) permanganate, was found to be selective in the transformation of (un)substituted benzylic alcohols into benzaldehydes and benzonitriles