Plants with known antagonistic properties against pests: how they influence non-target free-living soil fauna?

• Authors: Kassimira Ilieva-Makulec , Michał Bielecki , Grzegorz Makulec

Title variants

PL

Rośliny o znanych antagonistycznych właściwościach przeciwko szkodnikom: w jaki sposób wpływają na wolnożyjące gatunki fauny glebowej?

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

The aim of the study was to investigate the effect of three plant species with known antagonistic properties against pests on selected free-living species of soil fauna. The direct effects of aqueous extracts (from hemp leaves and garlic pulp) on the survival of representatives of nematodes, potworms and earthworms were studied. In the case of nematodes, the effects of hemp extracts on the egg production, total fertility and juvenile hatching efficiency were also assessed. Moreover the indirect plant impact (in the form of hemp litter added to the soil or through the root system during planting of castor bean) on soil nematodes was studied. The results of the bioassays confirmed the antagonistic effect of the plant extracts. The most sensitive to the hemp extract toxicity were nematodes, less potworms and at least earthworms. The toxicity of the hemp extract showed a clear dependence on its concentration. The garlic extract showed less toxicity to nematodes than the hemp extract did. The incubation of nematode females in the hemp extracts of different concentrations affected the rate of egg laying, the length of reproduction period and the hatching efficiency but did not affect their overall fertility. In soil, both the hemp litter and the castor plants had a positive indirect effect on the numbers of nematodes at least during the experiment.

PL

Praca dotyczy badań nad wpływem trzech gatunków roślin na wybrane wolnożyjące gatunki fauny glebowej. Zbadano bezpośredni wpływ wyciągu wodnego z liści konopi siewnych i miazgi czosnku na przeżywalność nicieni, wazonkowców i dżdżownic oraz w przypadku nicieni na płodność, dynamikę produkcji jaj i skuteczność wylęgania się jaj. W eksperymentach mikro- i mezokosmosowych natomiast oceniano pośrednie oddziaływanie ściółki z liści konopi oraz uprawy rącznika pospolitego na liczebność nicieni. Wyniki biotestów potwierdziły antagonistyczne działanie ekstraktów wybranych roślin. Najbardziej wrażliwe na substancje czynne wyciągu z liści konopi okazały się bakteriożerne nicienie Acrobeloides nanus, mniej wrażliwe wazonkowce Enchytraeus sp., a najbardziej odporne dżdżownice Dendrobaena sp. W przypadku nicieni i wazonkowców stwierdzono zależność toksycznego działania od stężenia wyciągu oraz czasu ekspozycji. Inkubacja samic A. nanus w wyciągach o różnym stężeniu wpływała na tempo składania jaj, długość okresu reprodukcji, skuteczność wylęgania się osobników młodocianych, natomiast nie miała wpływu na ich całkowitą płodność. Obecność ściółki z konopi w glebie jak i uprawa rącznika pospolitego wpływały pozytywnie na liczebność nicieni. Nasze wyniki pokazały, że pośredni efekt badanych roślin (zarówno w postaci ściółki, jak i poprzez system korzeniowy) różnił się od bezpośredniego działania zarówno intensywnością jak i kierunkiem wywołanych zmian.

Keywords

EN

plant extracts; bacterial-feeding nematodes; potworms; earthworms; biotests; micro- and mesocosms

PL

ekstrakty roślinne; nicienie bakteriożerne; wazonkowce; dżdżownice; biotesty; eksperymenty mikro- i mezokosmosowe; ekstrakty roślinne; nicienie bakteriożerne; wazonkowce; dżdżownice; biotesty; eksperymenty mikro- i mezokosmosowe

• Publisher: Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie
• Journal: Studia Ecologiae et Bioethicae
• Year: 2017
• Volume: 15
• Issue: 4
• Pages: 41-53

Dates

published

2017-12-31

Contributors

author

Kassimira Ilieva-Makulec

author

Michał Bielecki

author

Grzegorz Makulec

References

• Akhtar M., Mahmood I., 1993, Effect of Mononchus aquaticus and organic amendments on Meloidogyne incognita development on chilli, Nematologia Mediterranea, 21, 2, 251–252.
• Borek S., Galor A., 2015, Rośliny transgeniczne źródłem wysokiej jakości olejów, Kosmos, 61, 477–491.
• Chałańska A., Łabanowski G., Maciorowski R., 2013, Ocena skuteczności działania niektórych substancji i preparatów pochodzenia naturalnego w zwalczaniu węgorka chryzantemowca – Aphelenchoides ritzemabosi (Schwartz, 1911) Steiner i Buhrer, 1932, Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin, 53, 3, 563–568.
• Chitwood D.J., 2002, Phytochemical based strategies for nematode control. Annual Review of Phytopathology, 40, 221–249.
• El-Nagdi W.M.A.-E., Youssef M.M.A., 2013, Comparative efficacy of garlic clove and castor seed aqueous extracts against the root-knot nematode, (Meloidogyne incognita) infecting tomato plants, J. Plant Prot. Res. 53, 3, 285–288.
• Flegg J.J.M., Hooper D.J., 1970, Extraction of free -living stages from soil, in: Southey J.P. (ed.) “Laboratory methods for work with plant and soil nematodes”, Technical Bulletin of Ministry of Agriculture, Fisheries and Food London, 2, 5–23.
• Grewal P.S., 1989, Nematicidal effects of some plant -extracts to Aphelenchoides composticola (Nematoda) infesting mushroom Agaricus bisporus, Rev. Nematol. 12, 317–322.
• Ilieva-Makulec K., 2013, Biologia, ekologia i możliwości oddziaływania na rozwój nicieni glebowych, in: Tyburski J., Makulec G. (eds) „Fauna gleb użytkowanych rolniczo a ich urodzajność” [Fauna of agricultural soils and their fertility], Wyd. Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, 95–115 [in Polish].
• Kamilova F., Kravchenko L.V., Shaposhinkov A.I., Azarova T., Makarova N., Lugtenberg, B., 2006, Organic acids, sugars and L-tryptophan in exudates of vegetables growing on stonewool and their effects on activities of rhizospere bacteria, Mol. Plant-Microbe Interact. 19, 250–256.
• Kemper K.J., 2000, Garlic (Allium sativum), The Center for Holistic Pediatric Education and Research, 3–12.
• Kumar R., Bhatia R., Kukreja K., Behl R.K., Dudeja S.S., Narula N., 2007, Establishment of Azotobacter on plant roots: chemotactic response, development and analysis of root exudates of cotton (G. hirusitum L.) and wheat (T. aestivum L.), J. Basic Microbiol. 47, 436–439.
• Makulec G., Ilieva-Makulec K., 2013, Ogólna charakterystyka fauny glebowej, in: Tyburski J., Makulec G. (eds) „Fauna gleb użytkowanych rolniczo a ich urodzajność” [Fauna of agricultural soils and their fertility], Wyd. Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, 10–34.
• Nicholas W.L., 1975, The biology of free-living nematodes, Oxford University Press, 219 pp.
• Preacher K.J., 2001, Calculation for the chi-square test: An interactive calculation tool for chi-square tests of goodness of fit and independence [Computer software]. Available from: http://quantpsy.org
• Ritzinger C.H.S.P., De Ley P., Ploeg A.T., McSorley R., De Ley I.T., 2014, Impact of castor meal on root-knot and free-living nematodes, Sci. Agric. 71, 4, 274–280.
• Ruess L., Michelsen A.; Schmidt I.K., Jonasson S., Dighton J., 1998, Soil nematode fauna of a subarctic heath: potential nematicidal action of plant leaf extracts, Applied Soil Ecology, 7, 111-124.
• Rutkowska M., Jamontt J., 2005, The Role of cannabinoid system in the physiology and the pathophysiology of the central nervous system, Advances in Clinical and Experimental Medicine, 14, 6, 1243–1252.
• Seenivasan N., 2011, Bio-efficacy of antinemic plants against root-knot nematode in medicinal coleus, Journal of Eco-Friendly Agriculture, 6, 1, 92–96.
• Seenivasan N., Manoranjitham S.K., Auxilia J., Soorianathasundaram K., 2013, Management of nematodes in banana through bio-rationale approaches, Pest Management in Horticultural Ecosystems, 19, 1, 38–44.
• Siudem P., Wawer I., Paradowska K., 2015, Konopie i kannabinoidy [Cannabis and cannabinoids] Farmacja współczesna, 8, 1–8.
• StatSoft, Inc. (2014). STATISTICA (data analysis software system), version 12. www.statsoft.com. Stirling G.R., 1991, Biological control of plant parasitic nematodes, Chichester, England, 282 pp.
• Thoden T.C., Boppré M., Hallmann J., 2007, Pyrrolizidine alkaloids of Chromolaena odorata act as nematicidal agents and reduce infection of lettuce roots by Meloidogyne incognita, Nematology, 9, 3, 343–349.
• Wielgosz E., Szember A., 2006, Występowanie naturalnych zespołów drobnoustrojów glebowych w strefie przykorzeniowej rolin wykorzystywanych w zagospodarowywaniu terenów przydomowych, Annales UMCS, Sec. E, 61, 75–92.
• Wuyts N., Swennen R., De Waele D., 2006, Effects of plant phenylpropanoid pathway products and selected terpenoids and alcaloids on the behavior of the plant-parasitic nematodes Radopholus similis, Pratylenchus penetrans and Meloidogyne incognita, Nematology, 8, 1, 89–101.

Identifiers

DOI

10.21697/seb.2017.15.4.05