تاثیر ضد عفونی بیولوژیکی خاک بر بیماری پوسیدگی خشک در سیب زمینی صنعتی ناشی از قارچ Fusarium oxysporum

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 ، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی و علوم مهندسی، دانشگاه بغداد، عراق

2 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی و علوم مهندسی، دانشگاه بغداد، عراق

10.22103/jab.2024.24371.1629

چکیده

هدف: روش‌های بیولوژیکی ضد عفونی خاک به عنوان جایگزینی برای متیل بروماید استفاده شده است، زیرا آن‌ها در از بین بردن پاتوژن های موجود در خاک موثر هستند و از نظر زیست محیطی ایمن و مقرون به صرفه هستند. هدف از این مطالعه بررسی کارایی روش ضد عفونی بیولوژیکی با استفاده از سه ماده آلی محلی در کنترل قارچ بیماریزا Fusarium oxysporum بر روی محصولات سیب زمینی صنعتی بود.
مواد و روش‌ها: غده‌های سیب زمینی صنعتی از مناطق مختلف پرورش سیب زمینی در استان بغداد جمع آوری شد. برای هر جدایه قارچی از سه غده استفاده شد. غده‌های تلقیح شده در انکوباتور در دمای 15 درجه سانتی گراد با رطوبت 70 تا 85 درصد به مدت 30 روز نگهداری شدند. این مطالعه 30 جدایه گونه‌های فوزاریوم را شناسایی کرد. از غده‌ها و ریشه‌های آلوده سیب‌زمینی، تغییرات قابل‌توجهی در نرخ رشد، رنگ کلنی و تراکم میسلیوم نشان می‌دهد. آزمایش با استفاده از طرح بلوک‌های کامل تصادفی (RCBD) انجام شد.
نتایج: آزمایش‌های بیماری‌زایی روی جوانه‌های سیب‌زمینی نشان داد که جدایه‌های F1، F5، F8، F10، F15، F20، F21، F28 و F30 بیشترین شدت آلودگی را داشتند که از 75% تا 100% متغیر بود. در آزمایش‌های ضد عفونی بیولوژیکی، سبوس گندم در غلظت‌های 100، 200 و 300 گرم در متر مربع، شدت عفونت را به طور قابل‌توجهی، در محدوده 5% تا 26%، در مقایسه با عفونت 100% در کنترل قارچ بیماری‌زا کاهش داد. خاک اره نیز کاهش قابل توجهی را نشان داد، با شدت عفونت بین 46 تا 60 درصد، در حالی که پوسته ذرت شدت عفونت را بین 60 تا 80 درصد کاهش داد. سبوس گندم عملکرد بهتری، با تولید غده‌های 282، 10/362 و 53/469 گرم در بوته در وزن غده نشان داد که به طور قابل توجهی بیشتر از شاهد (150 گرم در بوته) بود. در آزمایش‌های ضد عفونی بیولوژیکی اضافی، سبوس گندم شدت آلودگی را بین 25 تا 50 درصد، خاک اره را 50 تا 75 درصد و پوسته ذرت را 66 تا 91 درصد در مقایسه با شاهد با 100 درصد آلودگی کاهش داد.
نتیجه‌گیری: وزن غده برای این تیمارها نیز به طور قابل توجهی بالاتر از شاهد بود و سبوس گندم بهترین نتایج را نشان داد. به طور‌کلی، درمان‌های بیولوژیکی ضد عفونی خاک، به ویژه سبوس گندم، روش های امیدوارکننده‌ای برای کنترل عفونت‌های فوزاریوم و بهبود عملکرد غده سیب زمینی هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of biological soil disinfestation on dry rot disease in industrial potatoes caused by Fusarium oxysporum

نویسندگان [English]

  • Maab Hashi 1
  • Tariq Kareem 2
1 Deptartment of Plant Protection, College of Agriculture and Engineering Science, University of Baghdad, Iraq
2 Deptartment of Plant Protection, College of Agriculture and Engineering Science, University of Baghdad, Iraq
چکیده [English]

Objective
Biological soil disinfestation methods have been employed as an alternative to methyl bromide, as they are effective in eliminating soil-borne pathogens, environmentally safe, and cost-effective. The aim of this study was to evaluate the efficiency of the biological disinfestation method using three local organic materials in controlling the pathogenic fungus Fusarium oxysporum on industrial potato crops.
Materials and methods
Industrial potato tubers were collected from various potato-growing regions in Baghdad Province. Three tubers were used for each fungal isolate. The inoculated tubers were stored in an incubator at 15°C with 70–85% humidity for 30 days. This study identified 30 isolates of Fusarium spp. from infected potato tubers and roots, showing significant variation in growth rates, colony colors, and mycelia density. The severity of infection was calculated based on a scale related to root weight, and various growth parameters were measured, including the number of branches, branch length, number of tubers, tuber weight, and the fresh and dry weight of the root system. The experiment was conducted using a randomized complete block design (RCBD).
Results
Pathogenicity tests on potato buds revealed that isolates F1, F5, F8, F10, F15, F20, F21, F28, and F30 caused the highest infection severity, ranging from 75% to 100%. Similarly, the tests on potato tubers confirmed that all isolates could induce dry rot, with damaged tissue areas ranging from 39.16 to 59.64 mm², significantly differing from the control treatment. In Biological disinfestation tests, wheat bran at concentrations of 100, 200, and 300 g/m² significantly reduced infection severity, ranging from 5% to 26%, compared to the 100% infection in the pathogenic fungus control. Sawdust also showed significant reductions, with infection severity between 46% and 60%, while corn husks reduced infection severity to a range between 60% and 80%. Wheat bran demonstrated superior performance in tuber weight, producing tuber weights of 282 g, 362.10 g, and 469.53 g per plant, significantly higher than the control (150 g per plant). In additional biological disinfestation tests, wheat bran reduced infection severity by 25% to 50%, sawdust by 50% to 75%, and corn husks by 66% to 91%, compared to the control with 100% infection.
Conclusions
Tuber weights for these treatments were also significantly higher than the control, with wheat bran showing the best results. Overall, biological soil disinfestation treatments, especially wheat bran, are promising methods for controlling Fusarium infections and improving potato tuber yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biological soil disinfestation
  • dry rot
  • F. oxysporum
  • industrial potatoes
Abd AL-Razaq AH, Hussien WA, Mohammed MM (2018) Production of potato under soilless culture. Int J Agric Stat Sci 14(1), 299-310.
Agrios GN (2005) Plant pathology (5th ed.). Academic Press.
Azil N, Stefaczyk E, Sobkowiak S, et al. (2021) Identification and pathogenicity of Fusarium spp. associated with tuber dry rot and wilt of potato in Algeria. Europ J Plant Pathol 159(3), 495-509.
Ahmed AJS, Kareem TA (2020) soft rot disease caused by erwinia carotovora sub sp. Larotovora Plant Arch 20, 1723-1728.
Alsamir M, Al-Samir E, Kareem TA, et al. (2020) The application of zinc fertilizer reduces Fusarium infection and development in wheat. Aust J Crop Sci 14(7), 1088-1094.
Chandana J, Kiran P, Salomi S, et al. (2022) Standardization of surface sterilization for in vitro propagation of potato (Solanum tuberosum L.) variety Kufri Surya. Pharm Innov J  11(8), 6-10.
Chen D, Nahar K, Bizimungu BA (2020) Simple and efficient inoculation method for Fusarium dry rot evaluations in potatoes. Am J Potato Res 97, 265-271.
Daugovish O, Valdes-Berriz M, Muramoto J, et al. (2023) Carbon sources for anaerobic soil disinfestation in Southern California strawberry. Agronomy 13, e1635.
Gherbawy YA, Hussein MΑ, El-dawy EGA (2019) Identification of Fusarium spp. associated with potato tubers in upper Egypt by morphological and molecular characters. Asian J Biochem Genet Mol Biol 2, 1-14.
Tiwari RK, Bashyal BM, Shanmugam V, et al. (2022) First report of dry rot of potato caused by Fusarium proliferatum in India. J Plant Dis Prot 129, 173-179.
Hafizi R, Salleh B, Latiffah Z (2013) Morphological and molecular characterization of Fusarium solani and F. oxysporum associated with crown disease of oil palm. Braz J Microbiol 44, 959-968.
Hashi T, Kareem MAK (2020) Effects of biological soil disinfestation on Rhizoctonia solani causal agent of potato black scarf and stem canker disease. Indian J Ecol 47(10), 214-219.
Hewavitharana SS, Klarer E, Muramoto J, et al. (2021) Analysis of environmental variables and carbon input on soil microbiome, metabolome and disease control efficacy in strawberry attributable to anaerobic soil disinfestation. Microorganisms 9, e1638.
Hewavitharana SS, Klarer E, Reed AJ, et al. (2019) Temporal dynamics of the soil metabolome and microbiome during simulated anaerobic soil disinfestation. Front Microbiol 10, e2365.
Khadka RB, Miller SA (2021) Synergy of anaerobic soil disinfestation and Trichoderma spp. in Rhizoctonia root rot suppression. Front Sustain Food Syst 5, e645736.
Mao Y, Hafeez A, Pan T, et al. (2022) Suppression of tomato bacterial wilt by anaerobic soil disinfestation and associations with production of antagonistic compounds. Plant Soil 477, 539-552.
Shrestha U, Ownley BH, Bruce A, et al. (2021). Anaerobic soil disinfestation efficacy against Fusarium oxysporum is affected by soil temperature, amendment type, rate, and C ratio. Phytopathology 111, 1380-1392.
Willocquet L, Savary S, Singh KP (2023) Revisiting the use of disease index and of disease scores in plant pathology. Indian Phytopathol 76 (3), 909-914.