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

Abstract

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.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