Grundlæggende mikrobiologisk forskningsundersøgelse afslører uventet praktiske resultater for avlere

Beskæring af omslag, eller praksis med at dyrke uhøstede afgrøder for at beskytte og berige jorden i perioder uden for sæsonen, er en lovende tilgang til at reducere nogle af de negative miljøpåvirkninger fra produktionslandbrug.

Dækbeskæring har også sine risici, især hvis døende dækafgrøder tilskynder til sygdomspresset, der går videre til den næste afgrøde. Sådan er den uventede lektie bag en nylig undersøgelse offentliggjort i Phytobiomer , et nyt åbent tidsskrift fra The American Phytopathological Society.

I denne nyligt publicerede artikel, med titlen "Isolation af dyrkningsresistente Oomycetes, Først opdaget som amplikonsekvenser, fra Roots of Herbicid-Terminated Winter Rye, " Dr. Matthew G. Bakker og adskillige andre forskere ved det amerikanske landbrugsministeriums landbrugsforskningstjeneste satte sig for at beskrive mikrobiologien af ​​døende rugdækkerødder, og hvordan deres mikrobielle samfund ændrede sig over tid i markmiljøer. Hvad de uventet opdagede var potentialet for forhøjet sygdomsrisiko i majs efter brug af kornrug som dækafgrøde.

I dette studie, Bakker og kolleger tog rodprøver fra en mark og bragte dem tilbage til deres laboratorium til DNA-analyse. Blandt de mange opdagede mikroorganismer, de fandt, at flere mindre kendte arter af oomyceter, inklusive Pythium og Lagena arter, var almindeligvis forbundet med dækafgrøder af kornrug. Disse mikroorganismer er ofte ansvarlige for plantesygdomme.

Efter at have ændret standardmetoder for at muliggøre indsamling af disse usædvanlige Pythium arter som rene kulturer, forskere fortsatte med at studere deres aktivitet i dækafgrøderødder, inklusive perioden efter dækafgrøderne døde og majs blev plantet til den almindelige vækstsæson.

Selvom denne forskning oprindeligt var tænkt som grundlæggende, undersøgelsen viste sig uventet at have nogle meget praktiske resultater. Ud over at beskrive og validere mikrobiologien af ​​disse rugdækkerødder, deres arbejde afslørede, at Pythium arter, der naturligt går videre til majsplanterne, når de spirer til frøplanter, resulterer i frøplantesygdom.

"Dette studie fortæller en pæn historie om, hvordan nye forskningsteknikker kan føre til uforudsigelige resultater med vigtige og praktiske anvendelser, " sagde Bakker. "Det fremhævede uventet et behov for mere informeret forvaltning af dækafgrøder for at minimere sygdomsrisikoen for afgrøder, der følger, såsom majs."

"Et andet interessant aspekt af denne undersøgelse var, at de mest udbredte arter af Pythium i dækafgrøden var rødderne anderledes på den ene side af marken end på den anden. Fra perspektivet af patogenbiologi og økologi, dette er meget interessant. Er dette skift på grund af konkurrence mellem de to? Eller på grund af forskelle i habitatkrav? Eller på grund af begrænset evne til at bevæge sig over feltet?"

Andre fordele ved denne undersøgelse inkluderer...

• En forbedret forståelse af mikrobiologien af ​​døende planter i naturlige og forvaltede økosystemer
• Den påviste betydning af at bruge DNA-teknologi til at hjælpe med at opdage de mikrobielle samfund, der er forbundet med afgrøder, da mikroorganismer kan være svære at dyrke i laboratoriet
• En forbedret forståelse af oomycetes økologi - og af potentialet for fælles patogener mellem dækafgrøder og kornafgrøder

Bakker håber, at dette og lignende arbejde vil sætte gang i mere forskning i rod-jord-dynamik.

"Der har været få undersøgelser til dato, der sporer mikrobielle samfundsdynamikker i detaljer, især i døende planterødder, sagde Bakker. Det er overraskende, givet hvor vigtige planterødder er for jordmiljøet, og hvor vigtige planterester under jorden er for dannelsen af ​​jordens organiske stof."