انتقل إلى المحتوى

عمليات المزرعة المستقلة

← Aquaponics Food Production Systems

Source material

الفصل 14 مسببات الأمراض النباتية واستراتيجيات المكافحة في علم الأحياء المائية

** جيل ستوفناكرز، وبيتر دابريتش، وسيباستيان ماسارت، والسيد هيسام جيجكلي**

ملخص من بين تنوع الأمراض النباتية التي تحدث في علم الأحياء المائية، فإن مسببات الأمراض المنقولة بالتربة، مثل Fusarium spp. و Phytophthora spp. و Pythium spp.، هي الأكثر إشكالية بسبب تفضيلها لظروف البيئة الرطوبة/المائية. و Pythium spp. التي تنتمي إلى Oomycetes الزائفة الفطريات تتطلب اهتماما خاصا بسبب شكلها المحمول من التشتت، ما يسمى zoospores التي يمكن أن تتحرك بحرية ونشاط في الماء السائل. وفي علم الأحياء المائية المقترن، لا تزال الطرق العلاجية محدودة بسبب السمية المحتملة لمبيدات الآفات والعوامل الكيميائية للأسماك والبكتيريا المفيدة (مثل البكتيريا النتروية للمرشح الحيوي). وعلاوة على ذلك، فإن تطوير عوامل التحكم البيولوجي لاستخدام أكوابونك لا يزال في بدايته. وبالتالي، فإن طرق السيطرة على العدوى الأولية وتطور المرض تعتمد بشكل رئيسي على الإجراءات الوقائية والعلاجات الفيزيائية للمياه. ومع ذلك، يمكن أن يحدث العمل القمعي (القمع) في البيئة المائية بالنظر إلى الأوراق الحديثة والنشاط القمعي الذي تم إبرازه بالفعل في الزراعة المائية. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي المياه المائية المائية على مواد عضوية يمكن أن تعزز إنشاء ونمو البكتيريا المتغايرة في النظام أو حتى تحسين نمو النبات وجدواه بشكل مباشر. وفيما يتعلق بالزراعة المائية العضوية (أي استخدام الإخصاب العضوي والوسائط النباتية العضوية)، يمكن لهذه البكتيريا أن تعمل كعوامل مضادة أو كمحرّكات للدفاع عن النباتات لحماية النباتات من الأمراض. في المستقبل، يجب زيادة البحوث على القدرة القمعية للمرض من بيوتوبي أكوابونك، فضلا عن عزل وتوصيف وصياغة مضادات مسببات الأمراض النباتية الميكروبية. وأخيرا، فإن المعرفة الجيدة في التحديد السريع لمسببات الأمراض، إلى جانب أساليب المكافحة ورصد الأمراض، على النحو الموصى به في الإدارة المتكاملة لآفات النباتات، هي مفتاح المكافحة الفعالة للأمراض النباتية في علم الأحياء المائية.

الكلمات الأساسية مسببات الأمراض · الفطريات · Aquaponics · Biotope · قمع · مكافحة الآفات النباتية · عوامل التحكم الحيوي

المحتويات

  • [14.1 مقدمة](#141 -مقدمة)
  • [14.2 الكائنات الدقيقة في أكوابونيكش](#142 -الكائنات الدقيقة في أكوابونيكش)
  • [14.3 حماية النباتات من مسببات الأمراض في علم الأحياء المائية](#143 - حماية النباتات - من الأمراض - في الأحياء المائية)
  • [14.4 دور المادة العضوية في نشاط التحكم البيولوجي في أنظمة أكوابونك](#144 - دور المادة العضوية في التحكم الحيوي - النشاط في أنظمة أكوابونيك-)
  • [14.5 الاستنتاجات والاعتبارات المستقبلية](#145 - الاستنتاجات والاعتبارات المستقبلية)
  • المراجع

—

[G. Stouvenakers](mailto: g.stouvenakers@uliege.be) · [س. ماسارت](mailto: sebastien.massart@uliege.be) · M.H. Jijakli mh.jijakli@uliege.be

مختبر الأمراض النباتية المتكاملة والحضرية، جامعة لييج، جيمبلو الزراعية الحيوية التقنية، جيمبلو، بلجيكا

[P. Dapprich](mailto: dapprich.peter@fh-swf.de)

قسم الزراعة، جامعة فاتشوشول سودفيستفالين للعلوم التطبيقية، سوست، ألمانيا

© المؤلف (المؤلفون) 2019 353

غوديك وآخرون (المحررون), نظم إنتاج الأغذية Aquaponics, https://doi.org/10.1007/978-3-030-15943-6_14

—

المراجع

Adamczyk B, سمولاندر A, Kitunen V, Godlewski M (2010) البروتينات كمصدر النيتروجين للنباتات: قصة قصيرة عن نضح البروتياز من جذور النباتات. إشارة النبات بيهاف 5:817 -819. https://doi.org/10.4161/psb.5.7.11699

Albajes R, Lodovica Gullino M, Van Lenteren JC, Elad Y (2002) الإدارة المتكاملة لل آفات و الأمراض في محاصيل الاحتباس الحراري. كلور الناشرين الأكاديميين. https://doi.org/10.1017/ CBO9781107415324.004

الحسين K (2006) Pythium و Phytophthora المرتبطة بمرض جذور الخس المائي. جامعة التكنولوجيا سيدني كلية العلوم. https://opus.lib.uts.edu.au/handle/10453/ 36864

أندرسون TS, دي Villiers D, تيمونس MB (2017) النمو والأنسجة استجابة تكوين عنصري السبانخ (سبناسيا أوليراسيا) لظروف المياه المائية والمائية المائية المائية. البستنة 3:32. https://doi.org/10.3390/horticulturae3020032

Arras G، Arru S (1997) آلية عمل بعض مضادات الميكروبات ضد مسببات الأمراض الفطرية. آن ميكروبيول إنزيمول 47:97 -120

أترامادال KJK, سالفيسن I, شوي R, أوي G, Størseth TR, فادشتاين O, أولسن Y (2012) إعادة تدوير كاستراتيجية محتملة لمكافحة الميكروبات في إنتاج اليرقات البحرية. أكواك المهندس 46:27-39. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2011.10.003

Bartelme RP, Oyserman BO, بلوم JE, سيبولفيدا فيليه OJ, نيوتن RJ (2018) تجريد التربة: نمو النبات تعزيز فرص علم الأحياء الدقيقة في الأحياء المائية. ميكروبيول الجبهة 9:8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00008

Beneduzi A، Ambrosini A، Passaglia LMP (2012) تعزيز نمو النبات rhizobacteria (PGPR): إمكاناتهم كخصوم وعوامل التحكم الحيوي. جينيت مول بيول 35 (4): 1044-1051

Bittsanszky A, Gyulai G, Junge R, Schmautz Z, Komives T, HAS CAR, أوتو H (2015) حماية النباتات في النظم الزراعية القائمة على إيكولوجيا: aquaponics كمثال. في: المؤتمر الدولي لوقاية النباتات (IPPC)، برلين، ألمانيا، pp 2 و3. https://doi.org/10.13140/RG.2.1. 4458.0321

Bohme M (1999) آثار اللاكتات و Humate و Bacillus subtilis على نمو نباتات الطماطم في النظم المائية. في: ندوة دولية حول زيادة وسائل الإعلام والطاقة المائية. أكتا بستنة، ص 231-239

العلامة التجارية T (2001) أهمية وتوصيف المكون البيولوجي في المرشحات البطيئة. أكتا هورتيك 554:313-321

كالفو بادو LA، Pettitt TR، Parsons N، Petch GM، Morgan JAW، Suipps JM (2003) التحليل المكاني والزماني للمجتمع الميكروبي في مرشحات الرمال البطيئة المستخدمة لمعالجة مياه الري البستاني. Appl الميكروبيول البيئي 69:2116 -2125. https://doi.org/ 10.1128/AEM.69.4.2116

Campbell R (1989) المكافحة البيولوجية لمسببات الأمراض النباتية الجرثومية. مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج

تشانغ هو Y (1970) تأثير الافرازات جذر البازلاء على إنبات الخراجات Pythium أفانيديرماتوم زوسبور. يمكن J بوت 48:1501 —1514

Chatterton S، Sutton JC، Boland GJ (2004) تطبيقات Chlororaphis التوقيت Pseudomonas للسيطرة على Pythium aphanidermatum، Pythium dissotocum، وتعفن الجذور في الفلفل المائي. التحكم بيول 30:360 -373. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2003.11.001

شريف M, تيريلي Y, بيلانجر RR (1997) تأثير تركيز الأوكسجين على نمو النبات, بيروكسيد الدهون, وتقبل جذور الطماطم إلى Pythium تحت الظروف المائية. يورو J باثول النبات 103:255 -264

شينتا YD، كانو K، ويدياستوتي A، فوكاهوري M، كاواساكي S، Eguchi Y، ميسو H، أوداني H، تشو S، ناريساوا K، فوجيوارا K، شينوهارا M، ساتو T (2014) تأثير الخمور حاد الذرة على تعفن الجذر الخس (Fusarium oxysporum f.sp. cae) في الثقافات المائية. J Sci الأغذية الزراعية 94:2317-2323. https://doi.org/10.1002/jsfa.6561

Chinta YD, Eguchi Y, Widiastuti A, Shinohara M, Sato T (2015) الزراعة المائية العضوية يدفع المقاومة النظامية ضد الممرض المحمولة جوا, Botrytis cinerea (قالب رمادي). J النبات التفاعل 10:243 -251. https://doi.org/10.1080/17429145.2015.1068959

كولهون ج) 1973 (آثار العوامل البيئية على أمراض النبات. أنو القس فيتوباثول

11:343 -364 دا سيلفا سيروزي B، فيتزسيمونز K (2016) استخدام Bacillus spp. لتعزيز توافر الفوسفور ويكون بمثابة مروج للنمو النباتي في أنظمة أكوابونيكش. Sci Hortic (أمستردام) 211:277-282. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.09.005

ديلايد ب، غودديك S، غوت J، سويورت H، جياكلي HM (2016) الخس (Lactuca sativa L. فار. Sucrine) أداء النمو في محلول أكوابوني مكمل يتفوق على الزراعة المائية. المياه 8:1-11. https://doi.org/10.3390/w8100467

Déniel F, Rey P, Chérif M, Guillou A, Tirilly Y (2004) تعمل البكتيريا الأصلية ذات الأنشطة العدائية التي تعزز نمو النبات على تحسين كفاءة الترشيح البطيء في الزراعة بدون تربة. يمكن J ميكروبيول 50:499-508. https://doi.org/10.1139/w04-034

دورداس C (2008) دور المغذيات في مكافحة الأمراض النباتية في الزراعة المستدامة: استعراض.

أغرون الحفاظ على ديف 28:33 -46. https://doi.org/10.1051/agro:2007051 دو جاردين P (2015) المحفزات الحيوية النباتية: تعريف, مفهوم, الفئات الرئيسية والتنظيم. Sci Hortic (أمستردام) 196:3-14. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.021

Ehret DL، Bogdanoff C، Utkhede R، Lévesque A، Menzies JG، Ng K، Portree J (1999) مكافحة الأمراض مع الترشيح البطيء للمحاصيل المسببة للاحتباس الحراري التي تزرع في إعادة تدوير. المحيط الهادئ الزراعية الغذاء RES سنت التكنولوجيا Rep 155:37

Ehret DL، Alsanius B، Wohanka W، Menzies JG، Utkhede R (2001) تطهير إعادة تدوير حلول المغذيات في البستنة المسببة للاحتباس الحراري. الزراعة 21:323 -339. https://doi.org/10.1051/ agro:2001127

الأمر التوجيهي للبرلمان الأوروبي (2009) 2009/128/EC الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس في 21 تشرين الأول/أكتوبر 2009، الذي يضع إطاراً لعمل الجماعة لتحقيق الاستخدام المستدام لمبيدات الآفات. أكتوبر 309، الصفحات 71-86. https://doi.org/10.3000/17252555.L_2009.309

Evenhuis B، Nijhuis E، Lamers J، Verhoeven J، Postma J (2014) طرق بديلة للسيطرة على الصبار Phytophthora في الفراولة المزروعة في وسائل الإعلام المتنامية بدون تربة، Acta Hortic 1044:337 -342. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2014.1044.44

منظمة الأغذية والزراعة (2008) الممارسات الزراعية الجيدة [وثيقة WWW]. http://www.fao.org/prods/gap/. تم الوصول إليه 27 فبراير 2018

فولمان LB، دي كلاين MJEM، بوستما J، فان فين جا (2004) إنتاج المركبات المضادة للفطريات بواسطة إنزيموجينات الليسوباكتر عزل 3.1T8 تحت ظروف مختلفة فيما يتعلق فعاليتها كعامل التحكم الحيوي من Pythium aphanidermatum في الخيار. (بيول) التحكم 31:145 —154. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2004.03.008

فوجيوارا K، أوياما C، تاكانو M، شينوهارا M (2012) قمع مرض الذبول البكتيري رالستونيا سولاناسياروم بواسطة نظام مائي عضوي. J الجنرال باثول النبات. https://doi.org/10. 1007/s10327-012-0371-0

فوجيوارا K، إيدا Y، إيواي T، أوياما C، إينوكاي R، أندو A، أوغاوا J، أونيشي J، تيرامي F، تاكانو M، شينوهارا M (2013) المجتمع الميكروبي جذوسفير في نظام تمعدن متوازي متعدد يقمع الفطريات المسببة للأمراض Fusarium oxysporum. علم الأحياء المجهرية المفتوح 2:997-1009. https://doi.org/10.1002/mbo3.140

Funk-Jensen D، Hockenhull J (1983) هل التخميد، الناجم عن Pythium، أقل من مشكلة في الزراعة المائية مما كانت عليه في أنظمة النمو التقليدية؟ أكتا هورتيك 133:137 -145

Furtner B, Bergstrand K, العلامة التجارية T (2007) العوامل اللاأحيائية و الحيوية في المرشحات البطيئة المدمجة في النظم المائية المغلقة. يورو J Hortic Sci 72:104 -112

Ganeshan G، Kumar AM (2005) Pseudomonas فلوريسنس، وهو مضاد بكتيرية محتمل لمكافحة الأمراض النباتية. J النبات التفاعل 1:123-134. https://doi.org/10.1080/17429140600907043 جيري B، كلارك J، هوبكنز BG، جولي VD (2015) مستويات نقص، كافية وزائدة من النيتروجين أنشئت في الزراعة المائية لدراسات التفاعل بين الإجهاد الحيوي وغير الحيوي في البطاطا. J مصنع نوتر 38:41 -50. https://doi.org/10.1080/01904167.2014.912323

Goddek S, Vermeulen T (2018) مقارنة أداء النمو Lactuca sativa في حلول المغذيات المائية القائمة على مياه الأمطار والمياه الراس. أكواك كثافة العمليات 10. https://doi.org/10.1007/s10499018-0293-8

Goddek S, ديلايد B, مانكاسينغ U, فالا Ragnarsdottir K, Jijakli H, Thorarinsdottir R (2015) تحديات الأحياء المائية المستدامة والتجارية. الاستدامة 7:4199 -4224 https://doi. org/10.3390/su7044199

Goddek S, Espinal CA, Delaide B, Jijakli MH, شماوتز Z, Wuertz S, Keesman KJ (2016) التنقل نحو أنظمة أكوابونية منفصلة: نهج تصميم ديناميات النظام. المياه) سويسرا (٨:١ -٩٢. https://doi.org/10.3390/W8070303

Gonçalves AA، Gagnon GA (2011) تطبيق الأوزون في نظام إعادة تدوير الاستزراع المائي: نظرة عامة. الأوزون Sci المهندس 33:345-367. https://doi.org/10.1080/01919512.2011.604595

الحصى V, Dorais M, Dey D, Vandenberg G (2015) النفايات السائلة السمكية تعزز نمو الجذور وتقمع الأمراض الفطرية في زراعة الطماطم. يمكن J مصنع Sci 95:427-436

غرونيرت O، هيرنانديز سانابريا E، فيلشيز-فارغاس R، جوريغي R، بيبر DH، بيرنيل M، فان لابيكي M-C، Reheul D، بون N (2016) وسائل الإعلام المعدنية والعضوية المتنامية لها بنية المجتمع متميزة والاستقرار والأداء الوظيفي في أنظمة الثقافة بدون تربة. (سي آي) الجمهورية 6:18837 https://doi.org/10.1038/srep18837

هارهوف J, كليسبي JL (1991) الآليات البيولوجية و الفيزيائية في الترشيح البطيء لل رمل. في: Logsdon GS (إد) الترشيح الرمل البطيء, المجلد 1. الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين، نيويورك، ص 19-68

Haas D, Defago G (2005) المكافحة البيولوجية لمسببات الأمراض المنقولة بالتربة بواسطة الزائفة الفلورسنت. نات القس ميكروبيول 3:307-319. https://doi.org/10.1038/nrmicro1129

Hirayama K, Mizuma H, Mizue Y (1988) تراكم المواد العضوية المذابة في أنظمة زراعة إعادة تدوير مغلقة. Aquac المهندس 7:73 -87. https://doi.org/10.1016/0144-8609 (88) 90006-4

Hong CX, Moorman GW (2005) مسببات الأمراض النباتية في مياه الري: التحديات والفرص. اتفاقية حقوق الطفل الحرجة القس النبات Sci 24:189-208. https://doi.org/10.1080/07352680591005838

Hultberg M, Holmkvist A, Alsanius B (2011) استراتيجيات لإدارة السطوح البيولوجية الزائفة المنتجة لل تحكم البيولوجي في النظم المائية المغلقة. المحاصيل بروت 30:995-999. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2011.04.012

جيمس، بيكر جو (2007) تحديد الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في قمع مسببات الأمراض المحددة في التربة. أنو القس فيتوباثول 45:153 -172. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.45.062806.094354

Jarvis WR (1992) إدارة الأمراض في محاصيل الاحتباس الحراري. الجمعية الأمريكية لعلم الأمراض النباتية، سانت بول

جونز SW، دونالدسون SP، الشماس JW (1991) سلوك زوسبوريس وخراجات الزوبور فيما يتعلق بعدوى الجذر من قبل Pythium aphanidermatum. فيتول الجديد 117:289-301. https://doi.org/10. 1111/j.1469-8137.1991.tb04910.x

خليل S، ألسانيوس BW (2001) ديناميات البكتيريا الأصلية التي تعيش في منطقة الجذر ومحلول المغذيات من الطماطم في نظام الاحتباس الحراري التجاري مغلقة. غارتنباويسنشافت 66:188-198

خليل S, Alsanius WB (2011) تأثير تزايد المحتوى المائي المتوسط على المكافحة البيولوجية لمسببات الأمراض الجذرية في نظام مغلق بدون تربة. J Hortic Sci بيوتيكنول 86:298-304. https://doi.org/ 10.1080/14620316.2011.11512764

خليل S, Hultberg M, Alsanius BW (2009) آثار الوسط المتنامي على التفاعلات بين عوامل التحكم البيولوجي ومسببات أمراض جذور الطماطم في نظام مائي مغلق. J Hortic Sci بيوتيكنول 84:489-494. https://doi.org/10.1080/14620316.2009.11512553

خان أ، ساتون جي سي، غرودزينسكي ب (2003) آثار الكلورورافيس على بيثيوم أفانيديرماتوم وتعفن الجذور في الفلفل المزروع في أحواض مائية صغيرة الحجم. Biocontrol Sci Technol 13:615-630. https://doi.org/10.1080/0958315031000151783

Koohakan P، Ikeda H، Jeanaksorn T، Tojo M، Kusakari S-I، Okada K، Sato S (2004) تقييم الكائنات الحية الدقيقة الأصلية في ثقافة بدون تربة: حدوث وخصائص كمية في مختلف النظم المتنامية. (أمستردام) 101:179-188. https://doi.org/10.1016/j. scienta.2003.09.012

لي S, لي J (2015) البكتيريا المفيدة والفطريات في النظم المائية: أنواع وخصائص طرق إنتاج الأغذية المائية. Sci Hortic (أمستردام) 195:206-215. https://doi.org/10. 1016/j.scienta.2015.09.011

ليونارد إن، بلانشيتون جي بي، غيرود جي بي (2000) أعداد البكتيريا المتغايرة في نظام تجريبي لإعادة تدوير الاستزراع المائي. أكواك المهندس 22:109-120

ليونارد ن، غيرود ج ب، غاست إي، كيليريس جي بي، بلانشيتون جي بي (2002) البكتيريا والمواد المغذية - النيتروجين والكربون - في نظام إعادة تدوير لإنتاج باس البحر. أكواك المهندس 26:111-127

Lepoivre P (2003) Phytopathologie, 1 editio. ليه المطابع الزراعية دي جيمبلو بروكسيل: دي بوك

ليو W، ساتون JC، غرودزينسكي B، كلوبر JW، ريدي MS (2007) المكافحة البيولوجية لتعفن جذور الأقحوان في الوحدات المائية الصغيرة. فيتوباراسيتيكا 35:159 -178. https://DOI.org/10.1007/BF02981111

الحب DC, فراي JP, لي X, هيل ES, Genello L, Semmens K, طومسون RE (2015) الإنتاج المائي التجاري والربحية: نتائج من مسح دولي. الاستزراع المائي 435:67 -74. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.09.023

ماهر M, براساد M, رافيف M (2008) الفصل 11 — مكونات وسائل الإعلام العضوية بدون تربة. في: ثقافة بلا تربة: النظرية والتطبيق. إلسيفير بي في، أمستردام، ص 459-504. https://doi.org/10.1016/ B978-044452975-6.50013-7

Mangmang JS, Deaker R, روجرز G (2014) استجابة الشتلات الخس المخصبة مع النفايات السائلة للتلقيح البرازيلي الأزوسبيريلوم. بيول أغريك هورتيك 31:61 —71. https://doi.org/ 10.1080/01448765.2014.972982

Mangmang JS، Deaker R، Rogers G (2015a) تأثير التلقيح من Azosperillum Brasilense على الريحان المزروعة تحت نظام إنتاج أكوابونيكش. المؤسسة الزراعية 6:65 -74. https://doi.org/10.1007/ s13165-015-0115-5

Mangmang JS، Deaker R، Rogers G (2015b) تعظيم استخدام النفايات السائلة السمكية لإنتاج الشتلات النباتية بواسطة Azosperillum Brasilense. بروسيديا إنفيرون سيسي 29:179 https://doi.org/ 10.1016/j.proenv.2015.07.248

Mangmang JS، Deaker R، روجرز G (2015c) استجابة شتلات الخيار المخصبة مع الأسماك السائلة إلى أزوسبيريلوم برازيلينس. كثافة العمليات J الخضار الخيال العلمي 5260:150409121518007. https://doi.org/10. 1080/19315260.2014.967433

Martin FN، Loper JE (1999) الأمراض النباتية المنقولة بتربة الناجمة عن Pythium spp.: البيئة، علم الأوبئة، وآفاق المكافحة البيولوجية للأمراض النباتية المنقولة بالتربة الناجمة عن Pythium spp.: البيئة، علم الأوبئة، وآفاق المكافحة البيولوجية. CRC الحرجة القس النبات Sci 18:11-181

McMurty MR, نيلسون PV, ساندرز DC, هودجز L (1990) زراعة الرمال من الخضروات باستخدام النفايات السائلة المنتشرة. Appl Agric Res 5:280 -284

ماكفيرسون جنرال موتورز, هاريمان MR, باتيسون D (1995) إمكانية انتشار الأمراض الجذرية في إعادة تدوير النظم المائية والسيطرة عليها مع التطهير. ميد فاك لاندبوو جامعة جنت 60:371-379

ميشود L, بلانشتون JP, بروني V, بيدراهيتا R (2006) تأثير الكربون العضوي الجسيمي على المجموعات البكتيرية المتغايرة و كفاءة النترجة في المرشحات البيولوجية. أكواك المهندس 34:224-233. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2005.07.005

ميشود L، جوديس AL، إنتردوناتو F، تريبليت S، يينغ L، بلانشيتون جي بي (2014) C/N التحول الهيكلي الناتج عن نسبة المجتمعات البكتيرية داخل المرشحات الحيوية للاستزراع المائي على نطاق المختبر. أكواك المهندس 58:77 -87. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2013.11.002

Mitchell CE, Reich PB, Tilman D, Groth JV (2003) آثار ارتفاع Cosub2/sub, ترسب النيتروجين, وانخفاض تنوع الأنواع على مرض النبات الفطري الورقي. غلوب تشانغ بيول 9، 438—451 https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2003.00602.x

Monsees H, Kloas W, Wuertz S (2017) أنظمة منفصلة على التجربة: القضاء على الاختناقات لتحسين العمليات المائية. بلوس واحد 12:1-18. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0183056

مونتاني V، شاربنتير S، كانفو P، كابيو H، غروسبيليه C، ليبو T (2015) هيكل ونشاط المجتمعات الفطرية العفوية في ركائز العضوية المستخدمة في المحاصيل بدون تربة. Sci Hortic (أمستردام) 192:148 -157. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.06.011

Montagne V، Capiaux H، Barret M، Cannavo P، Charpentier S، Grosbellet C، Lebeau T (2017) تختلف المجتمعات البكتيرية والفطرية باختلاف نوع الركيزة العضوية: الآثار على التحكم البيولوجي للمحاصيل بدون تربة. إنفيرون كيم ليت 15:537 —545. https://doi.org/10.1007/s10311017-0628-0

موروزي S، فيراو G، بولانو C، بورسيلي S، لوشي A، إرماكورا P، لوي N، مارتيني M (2017) توصيف بمساعدة الجينوم من Pseudomonas sp. سلالة Pf4، عامل التحكم الحيوي المحتمل في الزراعة المائية. Biocontrol Sci Technol 27:991-991. https://doi.org/10.1080/09583157.2017. 1368454

Mukerji KG (2006) النشاط الميكروبي في Rhizosphere. سبرينجر/GmbH & Co، دوردريشت/برلين وهايدلبرغ. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004

مونغيا-فراغوزو P, Alatorre-جاكوم O, ريكو غارسيا E, توريس-باتشيكو I, كروز هيرنانديز A, أوكامبو فيلازكيز RV, غارسيا-تريخو JF, غيفارا-غونزاليس RG (2015) منظور لأنظمة أكوابونك: (أوميك) تقنيات لتحليل المجتمع الميكروبية. بيوميد ريس كثافة العمليات 2015:10. https://doi.org/10.1155/2015/480386

Narayanasamy P (2013) الإدارة البيولوجية لأمراض المحاصيل: المجلد 1: خصائص عوامل المكافحة البيولوجية، الإدارة البيولوجية لأمراض المحاصيل. سبرينغر، دوردريخت. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6380-7_1

Naylor SJ, Moccia RD, Durant GM (1999) التركيب الكيميائي لنفايات الأسماك الصلبة القابلة لل تسوية (السماد) من مزارع تراوت قوس قزح التجارية في أونتاريو. كندا N آم J أكواك 61:21 —26. https://doi.org/10.1577/1548-8454(1999)061\0021:TCCOSS\2.0.CO;2

نيميثي S, Bittsanszky A, شماوتز Z, جونج R, Komives T (2016) حماية النباتات من الآفات والأمراض في النظم المائية. في: البصمة الإيكولوجية في أوروبا الوسطى. الكلية الجامعية للسياحة والإيكولوجيا المطبعة، سوشا بيسكيدزكا، ص 1-8

Nielsen CJ، Ferrin DM، Stanghellini ME (2006) فعالية المواد الخافضة للتوتر السطحي الحيوي في إدارة Phytophthora الفلفل الحار على الفلفل في إعادة تدوير النظم المائية. يمكن J النبات باثول 28:450 —460. https://doi.org/10.1080/07060660609507319

Nogueira R، Melo LF، Purkhold U، Wuertz S، Wagner M (2002) ديناميات السكان النتريفينغ والتغذوية في مفاعلات الأفلام الحيوية: آثار زمن الاحتفاظ الهيدروليكي ووجود الكربون العضوي. قرار المياه 36:469 -481

Pagliaccia D، Ferrin D، Stanghellini ME (2007) قمع كيميائي بيولوجي لمسببات الأمراض الحيوانية التي تصيب الجذور في إعادة تدوير الأنظمة المائية. التربة النباتية 299:163 -179. https://doi. org/10.1007/s11104-007-9373-7

Pagliaccia D، Merhaut D، Colao MC، Ruzzi M، Saccardo F، Stanghellini ME (2008) تعزيز انتقائي للسكان الزائفة الفلورسنت بعد تعديل محلول المغذيات إعادة تدوير النباتات المزروعة بالماء مع استقرار النيتروجين. ميكروب إيكول 56:538 -554. https://doi.org/10.1007/s00248-008-9373-z

بانتانيلا E، كارداريلي M، كولا G، ريا E، ماركوتشي A (2010) أكوابونيكش مقابل الزراعة المائية: إنتاج ونوعية محصول الخس، ص 887-893. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2012. 927.109

بانتانيلا E, Cardarelli M, Di Mattia E, Colla G (2015) Aquaponics وسلامة الأغذية: آثار التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية على إجمالي أشكال القولونية وإنتاج الخس. في: مؤتمر ومعرض عن الثقافة بدون تربة، الصفحات 71-76

Parvatha Reddy P (2016) حماية مستدامة للمحاصيل في ظل زراعة محمية. (سبرينغر) https://doi.org/doi, سبرينغر. https://doi.org/10.1007/978-981-287-952-3_7

Paulitz TC, Bélanger RR (2001) المكافحة البيولوجية في نظم الاحتباس الحراري. أنو القس فيتوباثول 39:103-133

Pérez-García A، Romero D، de Vicente A (2011) حماية النباتات وتحفيز النمو بواسطة الكائنات الحية الدقيقة: تطبيقات التكنولوجيا الحيوية للعصيات في الزراعة. كور أوبين بيوتيكنول 22 (2): 187-193. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2010.12.003

Postma J، فان OS E، Bonants PJM (2008) الفصل 10 - استراتيجيات الكشف عن الممرض وإدارتها في نظام زراعة النباتات بدون تربة. في: ثقافة بلا تربة: النظرية والتطبيق. إلسيفييه B.V.، أمستردام، الصفحات 425-457. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-52975-6.50012-5

Postma J، Stevens LH، Wiegers GL، Davelaar E، Nijhuis EH (2009) السيطرة البيولوجية من Pythium aphanidermatum في الخيار مع تطبيق مشترك من سلالة أنزيمات الليسوباكتر

3.1T8 والشيتوزان التحكم بيول 48:301-309. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2008.11.006 Rakocy J (2007) عشرة مبادئ توجيهية لأنظمة أكوابونك. أكوابونيكش J 46:14-17

Rakocy JE (2012) Aquaponics - دمج الأسماك والاستزراع النباتي. في: Tidwell JH (ed) أنظمة إنتاج الاستزراع المائي. وايلي، نيويورك، ص 343-386

Rakocy JE، Maseer PM، Losordo TM (2006) إعادة تدوير أنظمة إنتاج صهاريج الاستزراع المائي: Aquaponics - الاستزراع المتكامل للأسماك والنباتات. جنوب ريج أكوا سنت المنشور رقم 454, 16pp. http://srac.tamu.edu/getfile.cfm?pubid=105

رينو D، دينيل F، بينيزري E، سوهير D، باربير G، ري P (2007) توصيف سلالات Bacillus و_Pseudomonas_ مع الصفات القمعية المعزولة من وحدة الترشيح البطيئة الهيدروبونية الطماطم. يمكن J ميكروبيول 53:784 -797. https://doi.org/10.1139/W07-046

رينو D, Vallance J, Deniel F, Wery N, Godon JJ, Barbier G, Rey P (2012) تنوع المجتمعات البكتيرية التي تستعمر وحدات التصفية المستخدمة للسيطرة على مسببات الأمراض النباتية في الثقافات عديمة التربة. ميكروب إيكول 63:170-187. https://doi.org/10.1007/s00248-011-9961-1

Resh HM (2013) إنتاج الأغذية المائية: دليل نهائي لبستاني المنزل المتقدم والمزارع المائي التجاري، 7 edn. الصحافة، بوكا راتون

Rosberg AK (2014) ديناميات الكائنات الحية الدقيقة الجذرية في أنظمة المحاصيل المائية المغلقة. قسم النظم الحيوية والتكنولوجيا، الجامعة السويدية للعلوم الزراعية، Alnarp

Rurangwa E, Verdegem MCJ (2015) الكائنات الدقيقة في إعادة تدوير نظم الاستزراع المائي وإدارتها. القس أكواك 7:117-130. https://doi.org/10.1111/raq.12057

ساها S, مونرو A, يوم MR (2016) النمو, الغلة, نوعية النبات والتغذية من الريحان (Ocimum basilium L.) تحت النظم الزراعية بدون تربة. آن Agric Sci 61:181 -186. https://doi.org/10. 1016/j.aoas.2016.10.001

شماوتز Z، غرابر A، Jaenicke S، Goesmann A، Junge R، Smits THM (2017) التنوع الميكروبي في مقصورات مختلفة من نظام أكوابونيكش. قوس ميكروبيول 1-8 https://doi.org/10. 1007/s00203-016-1334-1

Shreier HJ، Mirzoyan N، Saito K (2010) التنوع الميكروبي للمرشحات البيولوجية في أنظمة الاستزراع المائي. كور أوبين بيوتيكنول 21:318-325. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2010. 03.011

Sharrer MJ, Summerfelt ST, بولوك GL, Gleason LE, Taeuber J (2005) تعطيل البكتيريا باستخدام الأشعة فوق البنفسجية في نظام ثقافة السالمونيد إعادة تدوير. أكواك المهندس 33:135 -149. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2004.12.001

شينوهارا M، أوياما C، فوجيوارا K، واتانابي A، أوموري H، أوهارا Y، تاكانو M (2011) التمعدن الميكروبي من النيتروجين العضوي إلى نترات للسماح باستخدام الأسمدة العضوية في الزراعة المائية. التربة SCI نباتات نوتر 57:190 -203. https://doi.org/10.1080/00380768.2011.554223

سيراكوف I، لوتز M، غرابر A، ماثيس A، ستايكوف Y (2016) إمكانات نشاط التحكم الحيوي المشترك ضد الأسماك الفطرية ومسببات الأمراض النباتية عن طريق العزلات البكتيرية من نموذج نظام أكوابوني. المياه 8:1-7. https://doi.org/10.3390/w8110518

Snoeijers SS, Alejandro P (2000) تأثير النيتروجين على تطور المرض والتعبير الجيني في مسببات الأمراض النباتية البكتيرية والفطرية. يورو J باثول النبات 106:493-506

سومرفيل C، كوهين M، بانتانيلا E، ستانكوس A، لوفاتيلي A (2014) إنتاج الأغذية المائية على نطاق صغير - الأسماك المتكاملة والاستزراع النباتي. منظمة الأغذية والزراعة، روما

Sopher CR، Sutton JC (2011) العلاقات الكمية لـ Pseudomonas كلورورافيس 63-28 إلى Pythium تعفن الجذور والنمو في الفلفل المائي. تروب باثول النبات 36:214-224. https://doi.org/10.1590/S1982-56762011000400002

Spadaro D، Gullino ML (2005) تحسين فعالية عوامل التحكم البيولوجي ضد مسببات الأمراض المنقولة بالتربة. المحاصيل بروت 24:601-613. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2004.11.003

Stanghellini ME, ميلر RM (1997) هويتها وفعالية في المكافحة البيولوجية لمسببات الأمراض النباتية الحيوانية. ديس النبات 81:4-12

Stanghellini ME، راسموسن SL (1994) المائية: حل لمسببات الأمراض الحيوانية. ديس النبات 78:1129 —1138

Stouvenakers G, Sébastien M, Haissam JM (2017) خصائص التحكم الحيوي لإعادة تدوير مياه الاستزراع المائي ضد مسببات الأمراض الجذرية المائية. عرض شفوي في اجتماع أوروبا للاستزراع المائي 2017، دوبروفنك

سوغيتا H، ناكامورا H، شيمادا T (2005) المجتمعات الميكروبية المرتبطة بمواد الترشيح في نظم الاستزراع المائي لأسماك المياه العذبة. الاستزراع المائي 243:403-409. https://doi.org/ 10.1016/j.ture.2004.09.028

Sutton JC، Sopher CR، Owen-الذهاب TN، ليو W، Grodzinski B، قاعة JC، Benchimol RL (2006) المسببات وعلم الأوبئة من Pythium تعفن الجذر في المحاصيل المائية: المعرفة الحالية ووجهات النظر. سوما فيتوباثول 32:307-321. https://doi.org/10.1590/S010054052006000400001

Takeda S, Kiyono M (1990) توصيف المواد الصفراء المتراكمة في نظام إعادة تدوير مغلق لاستزراع الأسماك. في: وقائع المنتدى الآسيوي الثاني لمصائد الأسماك، الصفحات 129-132

Tal Y, Watts JM, Schreier SB, Sowers KR, Shreier HJ, Schreier HJ (2003) توصيف المجتمع الميكروبي وعمليات تحويل النيتروجين المرتبطة بالمفاعلات الحيوية القاعية المتحركة في نظام مغلق أعيد تدويره للزراعة البحرية. الاستزراع المائي 215:187-202

Thongkamngam T، Jaenaksorn T (2017) Fusarium oxysporum (F221-B) كعامل تحكم بيولوجي ضد الفطريات المسببة للأمراض النباتية في المختبر وفي الزراعة المائية. مصنع بروت العلوم العلمية 53:85 —95. https://doi.org/10. 17221/59/2016-PPS

Timmons MB, Ebeling JM (2010) إعادة تدوير الاستزراع المائي, edn 2. منشور NRAC، إيثاكا

تو JC, Papadopoulos AP, هاو X, Zheng J (1999) العلاقة بين Pythium تعفن الجذر والكائنات الحية الدقيقة rhizosphere في تعميم مغلق ونظام مفتوح في ثقافة الصوف الحجري من الطماطم. 2- اكتا هورت (ISHS) 481:577 -583

Vallance J، Deniel F، Le Floch G، Guérin-Dubrana L، Blancard D، Rey P (2010) الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والمفيدة في الثقافات الخالية من التربة. أغرون الحفاظ على ديف 31:191 —203. https://doi.org/ 10.1051/agro/2010018

Van Der Gaag DJ، ويفر G (2005) قناة وسائل الإعلام المتنامية بدون تربة مختلفة إلى Pythium الجذر وتعفن التاج من الخيار في ظل ظروف شبه تجارية. يورو J باثول النبات 112:31 —41. https://doi.org/10.1007/s10658-005-1049-7

Van Os EA (2009) مقارنة بين بعض العلاجات الكيميائية وغير الكيميائية لتطهير محلول المغذيات المعاد تدويره. أكتا هورتيك 843:229-234

فان أوس EA, Amsing JJ, Van Kuik AJ, Willers H (1999) الترشيح البطيء بالرمل: طريقة محتملة للقضاء على مسببات الأمراض والديدان الخيطية في إعادة تدوير حلول المغذيات من المحاصيل الزجاجية. أكتا هورتيك 481:519-526

فان Os EA, بروينز M, Wohanka W, Seidel R (2001) الترشيح البطيء: تقنية لتقليل مخاطر انتشار مسببات الأمراض التي تصيب الجذور في النظم المائية المغلقة. في: الندوة الدولية حول الزراعة المحمية في مناخات الشتاء المعتدلة: الاتجاهات الحالية للتقنيات المستدامة، الصفحات 495-502

Veresoglou SD, بارتو EK, Menexes G, Rillig MC (2013) الإخصاب يؤثر على شدة المرض الناجم عن مسببات الأمراض النباتية الفطرية. باثول النبات 62:961-969. https://doi.org/10.1111/ppa.12014

Verma S, Daverey A, Sharma A (2017) الترشيح البطيء للرمل لمعالجة المياه والصرف الصحي - مراجعة. إنفيرون تكنول القس 6:47 -58. https://doi.org/10.1080/21622515.2016.1278278

فيلارويل M، جونج R، كوميفيس T، كونيغ B، بلازا I، Bittsánszky A، جولي A (2016) مسح الأحياء المائية في أوروبا. المياه) سويسرا (٨:٣ -٩. https://doi.org/10.3390/w8100468

Waechter-Kristensen B، Sundin P، Gertsson UE، Hultberg M، خليل S، Jensen P، BerkelmannloeHnertz B، Wohanka W (1997) إدارة العوامل الميكروبية في جذوسفير ومحلول المغذيات من الطماطم المزروعة بالماء. أكتا هورتيك https://doi.org/10.17660/ Actahortic.1997.450.40

Waechter-Kristensen B، Caspersen S، Adalsteinsson S، Sundin P، Jensén P (1999) المركبات العضوية والكائنات الدقيقة في الثقافة المائية المغلقة: حدوث وتأثيرات على نمو النبات والتغذية المعدنية. أكتا هورتيك 481:197-204

Suipps JM (2001) التفاعلات الميكروبية والتحكم الأحيائي في جذوسفير. J إكسب بوت 52:487-511. https://doi.org/10.1093/jexbot/52.suppl_1.487

Wielgosz ZJ, أندرسون TS, تيمونس MB (2017) الآثار الميكروبية على إنتاج الخس نمت أكوابونيكالي. البستنة 3:46. https://doi.org/10.3390/horticulturae3030046

ويلي JM, شيروود LM, وولفرتون CJ (2008) بريسكوت, هارلي, & ميكوبيولوجيا كلاين, 7 EDN. ماكغراويل للتعليم العالي، نيويورك

Wohanka W (1995) تطهير حلول إعادة تدوير المغذيات عن طريق الترشيح البطيء للرمل. أكتا هورتيك. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1995.382.28

زو Y، هو Z، تشانغ J، شي H، ليانغ S، وانغ J، يان R (2016) محاولات لتحسين كفاءة استخدام النيتروجين من أكوابونيكش من خلال إضافة النتريفات والتدرج حشو. Eviron Sci الملوث الدقة 23:6671-6679. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5898-0

وصول مفتوح هذا الفصل مرخص بموجب شروط الترخيص الدولي Creative Commons Attribution 4.0، والذي يسمح بالاستخدام والمشاركة والتكيف والتوزيع والاستنساخ بأي وسيلة أو شكل، طالما أنك تعطي الائتمان المناسب للمؤلف (المؤلفين) الأصلي والمصدر، توفر رابطًا إلى رخصة المشاع الإبداعي والإشارة إلى ما إذا كانت قد أجريت تغييرات.

يتم تضمين الصور أو مواد الطرف الثالث الأخرى في هذا الفصل في ترخيص المشاع الإبداعي الخاص بالفصل، ما لم يذكر خلاف ذلك في خط ائتمان للمادة. إذا لم يتم تضمين المواد في ترخيص المشاع الإبداعي الخاص بالفصل ولم يكن الاستخدام المقصود مسموحًا به بموجب اللوائح القانونية أو يتجاوز الاستخدام المسموح به، فستحتاج إلى الحصول على إذن مباشرة من صاحب حقوق الطبع والنشر.

Aquaponics Food Production Systems contributors.

عرض الإصدار الأصلي · Creative Commons Attribution 4.0

أُعيد تنسيق هذه النسخة من المكتبة ودمجها من المصدر الأصلي.

  1. 14-1 مقدمة

    Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    في الوقت الحاضر، نظم أكوابونك هي جوهر العديد من الجهود البحثية التي تهدف إلى فهم أفضل لهذه النظم والاستجابة للتحديات الجديدة لاستدامة الإنتاج الغذائي (Goddek et al. 2015; Villarroel et al. 2016). ارتفع العدد التراكمي للمنشورات التي تشير إلى «أكوابونيكش» أو المصطلحات المشتقة في العنوان من 12 في أوائل عام 2008 إلى 215 في عام 2018 (يناير 2018 نتائج أبحاث قاعدة بيانات سكوبوس). وعلى الرغم من هذا العدد المتزايد من الأوراق والمجال الكبير من المواضيع الدراسية التي تغطيها، لا تزال هناك نقطة حرجة واحدة مفقودة، وهي مكافحة الآفات النباتية (Stouvenakers et al. 2017). وفقًا لمسح حول أعضاء مركز Aquaponic في الاتحاد الأوروبي، فإن 40% فقط من الممارسين لديهم بعض الأفكار حول الآفات ومكافحة الآفات النباتية (Villarroel et al. 2016).

    وفي علم الأحياء المائية، قد تكون الأمراض مماثلة لتلك الموجودة في النظم المائية تحت هياكل الاحتباس الحراري. من بين مسببات الأمراض الأكثر إشكالية، من حيث الانتشار، هي الفطريات المائية أو البروستات الشبيهة بالفطريات المسؤولة عن أمراض الجذور أو الياقة. للنظر في السيطرة على مسببات الأمراض النباتية في أكوابونيكش، أولا، من المهم التمييز بين النظم المقترنة والمنفصولة. وتسمح النظم المفصولة بفصل المياه عن مقصورة الأسماك والمحاصيل (انظر الفصل 8). يسمح هذا الفصل بالتحسين والتحكم الأفضل في المعلمات المختلفة (مثل درجة الحرارة والتركيب المعدني أو العضوي ودرجة الحموضة) في كل مقصورة (Goddek et al. 2016; Monsees et al. 2017). وعلاوة على ذلك، إذا لم تعود المياه من وحدة المحاصيل إلى جزء الأسماك، يمكن السماح هنا باستخدام علاجات الصحة النباتية (مثل المبيدات الحشرية والمبيدات البيولوجية وعوامل التطهير الكيميائي). يتم بناء الأنظمة المقترنة في حلقة واحدة حيث يتم تدوير المياه في جميع أجزاء النظام (انظر الفصول 5 و 7). ومع ذلك، في النظم المقترنة، تكون مكافحة الآفات النباتية أكثر صعوبة بسبب وجود الأسماك والكائنات الدقيقة المفيدة التي تحول حمأة الأسماك إلى مغذيات نباتية. و يحد و جودها أو يستبعد تطبيق عوامل التعقيم و العلاجات الكيميائية المتاحة بالفعل. وعلاوة على ذلك، لم يتم تطوير مبيدات آفات أو مبيدات بيولوجية خاصة بالأحياء المائية (راكوسي وآخرون 2006؛ راكوسي 2012؛ سومرفيل وآخرون 2014؛ بيتسانسكي وآخرون 2015؛ نيميثي وآخرون 2016؛ سيراكوف وآخرون 2016). وبناء على ذلك، تستند تدابير المكافحة أساساً إلى الممارسات الفيزيائية غير العلاجية (انظر القسم 14.3-1) (نيميثي وآخرون 2016؛ Stouvenakers et al. 2017).

    ومن ناحية أخرى، تبرز الدراسات الحديثة أن إنتاج النباتات المائية يوفر غلة مماثلة بالمقارنة مع الزراعة المائية على الرغم من أن تركيزات المغذيات النباتية المعدنية أقل في المياه المائية. وعلاوة على ذلك، عندما يتم استكمال المياه المائية مع بعض المعادن للوصول إلى تركيزات المائية من العناصر الغذائية المعدنية، يمكن ملاحظة غلات أفضل (Pantanella et al. 2010؛ Pantanella et al. 2015؛ Delaide et al. 2016؛ Saha et al. 2016؛ Anderson et al. 2017؛ Wielgosz et al. 2017؛ Goddek و فيرميولين 2018). وعلاوة على ذلك، فإن بعض الملاحظات غير الرسمية من الممارسين في علم الأحياء المائية ودراستين علميتين حديثتين (Gravel et al. 2015؛ Sirakov et al. 2016) تشير إلى احتمال وجود مركبات مفيدة و/أو كائنات دقيقة في الماء يمكن أن تلعب دورا في التحفيز البيولوجي و/أو لها عداء (أي المثبط) النشاط ضد مسببات الأمراض النباتية. و يعرف التحفيز الأحيائي بأنه تعزيز خصائص نوعية النبات و تحمل النبات ضد الإجهاد اللاأحيائي باستخدام أي كائنات دقيقة أو مادة.

    و فيما يتعلق بهذه الجوانب, فإن لهذا الفصل هدفان رئيسيان. الأول هو إعطاء مراجعة للكائنات الحية الدقيقة المشاركة في الأنظمة المائية مع التركيز بشكل خاص على الكائنات الحية الدقيقة المفيدة المسببة للأمراض النباتية والنباتية. كما سيتم النظر في العوامل المؤثرة على هذه الكائنات الدقيقة (مثل المادة العضوية). والثاني هو استعراض الأساليب المتاحة والإمكانيات المستقبلية في مجال مكافحة الأمراض النباتية.

  2. 14.2 الكائنات الدقيقة في أكوابونيكش

    Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    الكائنات الحية الدقيقة موجودة في نظام أكوابونيكش بأكمله وتلعب دورا رئيسيا في النظام. وبالتالي فهي موجودة في الأسماك، والترشيح (الميكانيكية والبيولوجية) وقطع المحاصيل. عادة، يتم توصيف الميكروبيوتا (أي الكائنات الحية الدقيقة في بيئة معينة) على المياه المتداولة، بيريفيتون، النباتات (الجذر، phyllosphere وسطح الفاكهة)، المرشح الحيوي، تغذية الأسماك، الأمعاء والبراز الأسماك. حتى الآن، في أكوابونيكش، ركزت معظم البحوث الميكروبية على البكتيريا النتريفينغ (شماوتز وآخرون 2017). وهكذا، فإن الاتجاه في الوقت الحاضر هو توصيف الكائنات الحية الدقيقة في جميع أجزاء النظام باستخدام تكنولوجيات التسلسل الحديثة. حدد Schmautz et al. (2017) التركيبة الميكروبية في أجزاء مختلفة من النظام، في حين أن Monguia-Fragozo et al. (2015) تعطي وجهات نظر حول كيفية توصيف الجراثيم المائية من وجهة نظر تصنيفية ووظيفية باستخدام أحدث التقنيات. في الأقسام الفرعية التالية، سيتم التركيز فقط على الكائنات الحية الدقيقة التي تتفاعل مع النباتات في النظم المائية المنظمة في الكائنات الحية الدقيقة النباتية المفيدة والنباتية المسببة للأمراض.

    14-2-1 مسببات الأمراض النباتية

    مسببات الأمراض النباتية التي تحدث في النظم المائية هي نظريا تلك الموجودة عادة في النظم الخالية من التربة. خصوصية ثقافة النباتات المائية المائية المائية هي الوجود المستمر للمياه في النظام. هذه البيئة الرطوبة/المائية تناسب تقريبا كل الفطريات المسببة للأمراض النباتية أو البكتيريا. بالنسبة لمسببات الأمراض الجذرية، يتم تكييف بعضها بشكل جيد مع هذه الظروف مثل الفطريات الزائفة التي تنتمي إلى مجموعة Oomycetes (مثل أمراض تعفن الجذور الناجمة عن Pythium spp. و Phytophthora spp.) والتي هي قادرة على إنتاج شكل متحركة من أشكال النشر يسمى zoospores. هذه زوسبوريس قادرة على التحرك بنشاط في الماء السائل، وبالتالي هي قادرة على الانتشار على النظام بأكمله بسرعة فائقة. وبمجرد إصابة النبات، يمكن للمرض أن ينتشر بسرعة خارج النظام، وخاصة بسبب إعادة تدوير المياه (جارفيس 1992؛ هونغ ومورمان 2005؛ ساتون وآخرون 2006؛ بوستما وآخرون 2008؛ فالانس وآخرون 2010؛ راكوسي 2012؛ روزبرغ 2014؛ سومرفيل وآخرون 2014). على الرغم من أن Oomycets هي من بين مسببات الأمراض الأكثر انتشارا التي تم اكتشافها أثناء أمراض الجذور، إلا أنها غالبا ما تشكل معقدة مع مسببات الأمراض الأخرى. يمكن العثور على بعض أنواع الفيوزاريوم (مع وجود أنواع مكيفة بشكل جيد مع البيئة المائية) أو أنواع من الأجناس Colletotrichum، Rhizoctonia و Thielaviopsis كجزء من هذه المجمعات ويمكن أيضا أن تسبب أضرارا كبيرة من تلقاء نفسها (Paulitz and Bélanger 2001؛ Hong and Moorman 2005؛ Postma وآخرون 2008؛ فانس وآخرون 2010). الأجناس الفطرية الأخرى مثل Verticillium وديديميلا، ولكن أيضا البكتيريا، مثل Ralstonia، Xanthomonas، Clavibacter، Erwinia و Pseudomonas، وكذلك الفيروسات (مثل فسيفساء الطماطم، فسيفساء الخيار، البطيخ فيروس بقعة نخر، الخس المعدية ونخر التبغ)، يمكن أن يكون المكتشفة في الزراعة المائية أو مياه الري و تسبب أضرارا بالسفن أو الجذعية أو الأوراق أو الفاكهة (Jarvis 1992; Hong and Moorman 2005). ومع ذلك، لاحظ أن ليس كل الكائنات الحية الدقيقة المكتشفة ضارة أو تؤدي إلى أعراض في المحصول. حتى الأنواع من نفس الجنس يمكن أن تكون إما ضارة أو مفيدة (على سبيل المثال Fusarium، Phoma، Pseudomonas). العوامل المسببة للأمراض التي نوقشت أعلاه هي أساسا مسببات الأمراض المرتبطة بإعادة تدوير المياه ولكن يمكن تحديدها في الدفيئات أيضا. [القسم 14-2-2](#142 - الكائنات الدقيقة في الأحياء المائية) نتائج أول دراسة استقصائية دولية عن الأمراض النباتية التي تحدث على وجه التحديد في علم الأحياء المائية، في حين يعطي جارفيس (1992) والباجيس وآخرون (2002) رؤية أوسع لمسببات الأمراض التي تحدث في هياكل الاحتباس الحراري.

    في الزراعة المائية أو في النظم المائية المائية، تنمو النباتات عموما في ظل ظروف الاحتباس الحراري الأمثل لإنتاج النباتات، وخاصة بالنسبة للإنتاج على نطاق واسع حيث تتم إدارة جميع البارامترات البيئية بواسطة الحاسوب (Albajes et al. 2002؛ Vallance et al. 2010؛ Somerville et al. 2014؛ Parvatha Reddy 2016). ومع ذلك، يمكن أيضا استغلال الظروف المثلى لإنتاج النباتات من قبل مسببات الأمراض النباتية. وفي الواقع، فإن هذه الهياكل تولد ظروفا دافئة ورطبة وغير عاصفة وخالية من الأمطار يمكن أن تشجع الأمراض النباتية إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح (المرجع نفسه). ولمواجهة ذلك، يجب تقديم تنازلات بين الظروف النباتية المثلى والوقاية من الأمراض (المرجع نفسه). في المناخ المحلي للاحتباس الحراري، يمكن أن تؤدي الإدارة غير المناسبة لعجز ضغط البخار إلى تشكيل فيلم أو قطرة ماء على سطح النباتات. هذا غالبا ما يعزز تطوير مسببات الأمراض النباتية. وعلاوة على ذلك، ولزيادة الغلة في الزراعة المائية التجارية إلى أقصى حد، يمكن لبعض البارامترات الأخرى (مثل الكثافة النباتية العالية، والتسميد العالي، لتمديد فترة الإنتاج) أن تعزز قابلية النباتات للإصابة بالأمراض (المرجع نفسه).

    والسؤال الآن هو معرفة الطريق الذي يتم من خلاله إدخال التلقيح الأولي (أي الخطوة الأولى في دورة وبائية) إلى النظام. يتم تمثيل الخطوات المختلفة في الدورة الوبائية للأمراض النباتية (EPC) في الشكل 14.1. وفي علم الأحياء المائية، كما هو الحال في الزراعة المائية المسببة للاحتباس الحراري، يمكن اعتبار أن دخول مسببات الأمراض يمكن أن يرتبط بإمدادات المياه، وإدخال النباتات أو البذور المصابة، ومواد النمو (مثل إعادة استخدام الوسائط)، وتبادل الهواء (نقل الغبار والجسيمات)، والحشرات (ناقلات الأمراض ونقل الجزيئات) ) والموظفين (الأدوات والملابس) (باوليتز وبيلانجر 2001؛ ألباجيس وآخرون 2002؛ هونغ ومورمان 2005؛ ساتون وآخرون 2006؛ بارفاثا ريدي 2016).

    img src =» https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf "ستايل = «التكبير: 50%;»/

    الشكل 14.1 الخطوات الأساسية (1 إلى 6) في الدورة الوبائية للأمراض النباتية (EPC) وفقا لLepoivre (2003). (1) وصول لقاح الممرض، (2) الاتصال مع النبات المضيف، (3) اختراق الأنسجة وعملية العدوى من قبل الممرض، (4) تطور الأعراض، (5) الأنسجة النباتية التي تصبح المعدية، (6) الإفراج وانتشار شكل معدي من التشتت

    وبمجرد أن يكون التلقيح على اتصال مع النبات (الخطوة 2 في EPC)، فإن العديد من حالات العدوى (الخطوة 3 في EPC) ممكنة (Lepoivre 2003):

    • العلاقة بين الأمراض والنباتات غير متوافقة (العلاقة غير المضيفة) والمرض لا يتطور.

    • هناك علاقة المضيف ولكن النبات لا تظهر أعراض (النبات متسامح).

    • العامل الممرض والنبات متوافقان ولكن الاستجابة الدفاعية قوية بما يكفي لمنع تطور المرض (المصنع مقاوم: التفاعل بين جين مقاومة المضيف وجين الفتور الممرض).

    • النبات حساس (علاقة المضيف دون الجينات للتعرف على الجينات)، والممرض يصيب النبات، ولكن الأعراض ليست شديدة للغاية (الخطوة 4 في EPC).

    • وأخيرا، فإن النبات حساس وأعراض المرض مرئية وشديدة (الخطوة 4 في EPC).

    وبغض النظر عن درجة المقاومة، فإن بعض الظروف أو العوامل البيئية يمكن أن تؤثر على قابلية النبات للإصابة، إما عن طريق إضعاف النبات أو عن طريق تعزيز نمو العامل الممرض النباتي (كولهون 1973؛ جارفيس 1992؛ شريف وآخرون 1997؛ الحسين 2006؛ سومرفيل وآخرون 2014). والعوامل البيئية الرئيسية التي تؤثر على مسببات الأمراض النباتية وتطور الأمراض هي درجة الحرارة والرطوبة النسبية (RH) والضوء (المرجع نفسه). وفي الزراعة المائية، يمكن أن تشكل تركيزات الحرارة والأكسجين داخل محلول المغذيات عوامل إضافية (شريف وآخرون 1997؛ الحسين 2006؛ سومرفيل وآخرون 2014). لكل ممرض تفضيل خاص به للظروف البيئية التي يمكن أن تختلف خلال دورة الأوبئة. ولكن بشكل عام، فإن ارتفاع نسبة الرطوبة ودرجة الحرارة يؤديان إلى إنجاز الخطوات الرئيسية في الدورة الوبائية للممرض مثل إنتاج الجراثيم أو إنبات الجراثيم (الشكل 14.1، الخطوة 5 في التصنيف البيئي) (كولهون 1973؛ جارفيس 1992؛ شريف وآخرون 1997؛ الحسين 2006؛ سومرفيل وآخرون 2014). ويلخص كولهون (1973) آثار العوامل المختلفة التي تشجع على أمراض النباتات في التربة، في حين يبين الجدول 14-1 العوامل الأكثر تحديداً أو الإضافية التي قد تشجع على تطوير مسببات الأمراض النباتية المرتبطة بظروف الاحتباس الحراري المائية.

    في الدورة الوبائية، بمجرد الوصول إلى مرحلة العدوى (الخطوة 5 في EPC)، يمكن أن تنتشر مسببات الأمراض بعدة طرق (الشكل 14.1، الخطوة 6 في EPC) وتصيب النباتات الأخرى. وكما هو موضح من قبل، يمكن لمسببات الأمراض الجذرية التي تنتمي إلى Oomycetes taxa أن تنتشر بنشاط في المياه المعاد تدويرها عن طريق إطلاق zoospores (الحسين 2006؛ Sutton et al. 2006). بالنسبة للفطريات والبكتيريا والفيروسات الأخرى المسؤولة عن الأمراض الجذرية أو الجوية، يمكن أن يحدث تشتت العامل السببي عن طريق انتشار المواد المصابة، والجروح الميكانيكية، والأدوات المصابة، وناقلات العدوى (مثل الحشرات) والجسيمات (مثل الجراثيم والانتشار) طرد أو نقل يسمح به الجفاف أو الجفاف (ألباجيس وآخرون 2002؛ ليبويفر 2003).

    14-2-2 مسح الأمراض النباتية المائية

    خلال يناير 2018، تم إجراء أول مسح دولي حول الأمراض النباتية بين أعضاء الممارسين المائية في COST FA1305، ورابطة Aquaponics الأمريكية ومركز Aquaponics في الاتحاد الأوروبي. كان ثمانية وعشرون إجابات

    ** الجدول 14.1** إضافة عوامل تشجع على تطوير مسببات الأمراض النباتية في إطار هيكل الدفيئة المائية مقارنة بثقافة الاحتباس الحراري التقليدية

    الجدول ثياد tr class = «رأس» عامل ترويج/ث ال الاستفادة من /ث ال الأسباب /ث ال المراجع /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» تقنية الفيلم TDNutrient (NFT)، تقنية التدفق العميق (DFT) /td TD إيبيثيوم/أنا سب. , Ifusarium/I SPP. /td TD سهل الانتشار عن طريق الماء إمكانية حدوث تلوث بعد خطوة التطهير؛ ضعف محتوى الأكسجين في محلول المغذيات /td TD كوهاكان وآخرون (2004) وفلانس وآخرون (2010) /td /tr tr class = «حتى» TdinOrgic (مثل الصوف الصخري) /td TD محتوى أعلى في البكتيريا (لا توجد معلومات عن إمكانية إمراضيتها) /td TD المركبات العضوية غير المتاحة في وسائل الإعلام /td TD خليل و ألسانيوس (2001), و كوهاكان و آخرون (2004), و فانس و آخرون (2010) /td /tr tr class = «غريب» TDالعضوية وسائل الإعلام (مثل ألياف جوز الهند والخث) /td TD محتوى أعلى في الفطريات؛ محتوى أعلى في Fusarium spp. لجوز الهند الألياف /td TD المركبات العضوية المتاحة في وسائل الإعلام /td TD كوهاكان وآخرون (2004), و خليل و آخرون (2009), و فانس و آخرون (2010) /td /tr tr class = «حتى» TDMedia مع نسبة عالية من الماء ومحتوى منخفض في الأكسجين (مثل الصوف الصخري) /td TD إيبيثيوم/أنا سب. /td TD التنقل Zoospores؛ إجهاد النبات /td TD فان دير جاغ ويفر (2005)، وفلانس وآخرون (2010)، وخليل وألسانيوس (2011) /td /tr tr class = «غريب» TDMedia السماح القليل من حركة المياه (مثل الصوف الصخري) /td TD إيبيثيوم/أنا سب. /td TD حالة أفضل لتشتت zoospores والحركة الكيميائية؛ لا فقدان سوط zoospore /td TD ساتون وآخرون (2006) /td /tr tr class = «حتى» TDدرجة الحرارة العالية وتركيز منخفض من DO في حل المغذية/TD TD إيبيثيوم/أنا سب. /td TD مصنع الإجهاد والحالة المثلى لنمو Ipythium/I /td TD شريف وآخرون (1997) ساتون وآخرون (2006)، وفالانس وآخرون (2010)، وروسبرغ (2014) /td /tr tr class = «غريب» TDHigh كثافة النبات المضيف وما ينتج عن ذلك من مناخ/تد TD نمو مسببات الأمراض؛ انتشار الأمراض /td TD دافئ ورطب البيئة /td TD ألباجيس وآخرون (2002) وسومرفيل وآخرون (2014) /td /tr tr class = «حتى» نقص TDD، فائض أو خلل في المغذيات الكلية/المغذيات الدقيقة/td TD الفطريات والفيروسات والبكتيريا /td TD التعديلات الفسيولوجية النباتية (مثل الإجراءات المتعلقة بالاستجابة الدفاعية، والنتح، وسلامة جدران الخلايا)؛ والتعديلات المورفولوجية النباتية (مثل زيادة التعرض لمسببات الأمراض, و جذب الآفات), و موارد المغذيات في الأنسجة المضيفة لمسببات الأمراض, و العمل المباشر على دورة تطور الممرض /td TD كولهون) 1973 (, سنويجرز و أليخاندرو (2000), ميتشل وآخرون (2003)، دورداس (2008)، فيريسوغلوو وآخرون (2013)، سومرفيل وآخرون (2014)، وجيري وآخرون (2015) /td /tr /tbody /الجدول

    وصفا لـ 32 نظاماً أكوابونيا من جميع أنحاء العالم (الاتحاد الأوروبي، 21؛ أمريكا الشمالية، 5؛ أمريكا الجنوبية، 1؛ أفريقيا، 4؛ آسيا، 1). و كانت النتيجة الأولى هي انخفاض معدل الاستجابة. ومن بين التفسيرات الممكنة لل إحجام عن الرد على الاستبيان أن الممارسين لا يشعرون بأنهم قادرين على التواصل بشأن مسببات الأمراض النباتية بسبب نقص المعرفة بهذا الموضوع. وقد لوحظ هذا بالفعل في استطلاعات لوف وآخرون (2015) وفيلارويل وآخرون (2016). وفيما يلي المعلومات الرئيسية التي تم الحصول عليها من الدراسة الاستقصائية:

    • 84.4٪ من الممارسين يلاحظون المرض في نظامهم.

    • لا يستطيع 78.1% تحديد العامل المسبب للمرض.

    • 34.4 في المائة لا تطبق تدابير مكافحة الأمراض.

    • يستخدم 34.4% معالجة المياه الفيزيائية أو الكيميائية.

    • يستخدم 6.2 في المائة مبيدات الآفات أو المبيدات الحيوية في نظام أكوابوني المقترن ضد مسببات الأمراض النباتية.

    هذه النتائج تدعم الحجج السابقة التي تقول أن النباتات المائية لا تحصل على الأمراض. ومع ذلك، يعاني الممارسون من نقص المعرفة عن مسببات الأمراض النباتية، كما أن تدابير مكافحة الأمراض المستخدمة بالفعل تستند أساساً إلى إجراءات غير علاجية (90.5 في المائة من الحالات).

    وفي الدراسة الاستقصائية, قدمت قائمة بالمسببات الممرضة النباتية التي تحدث في نظامها المائي. و يبين الجدول 14-2 نتائج عملية تحديد الهوية هذه. ولمعالجة نقص خبرة الممارس في تشخيص الأمراض النباتية، تم إصدار نسخة ثانية من المسح

    الجدول 14-2 نتائج التحاليل الأولى لمسببات الأمراض النباتية في علم الأحياء المائية من تحليل المسح الدولي لعام 2018 ومن المؤلفات الموجودة

    الجدول ثياد tr class = «رأس» ثبلانت مضيف/ال ال الممرض النباتي /ث ال المراجع أو نتائج الاستطلاع /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» تداليوم/تشينوبراسو/تد TD

    • البيثيوم* sp.sup (ب) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» TD* بيتا المبتذلة* (السلق السويسري) /TD TD Erisiphe betaesup (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» TDCucumis ساتيفوس/تد TD بودوسفايرا زانثيسوب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» تدفراغاريا سب. /td TD بوتريتيس سينيرياسوب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» تدلاكتوكا ساتيفا/تد TD بوتريتيس سينيرياسوب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD بريميا اكتيوسيب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD فوزاريوم sp.sup (ب) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD البيثيوم ديسوتوكومسوب (ب) /سوب /td TD راكوسي (2012) /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD
    • البيثيوم* ميريوتيلومسوب (ب) /سوب /td TD راكوسي (2012) /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD سكليروتينيا sp.sup (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» تدمنثا سب. /td TD
    • البيثيوم* sp.sup (ب) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» TDNAsturtium مكتبيا/TD TD الرشاشيات sp.sup (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» تدوسيموم باسيليكوم/تد TD البديل sp.sup (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD بوتريتيس سينيرياسوب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD
    • البيثيوم* sp.sup (ب) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD سكليروتينيا sp.sup (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «غريب» TDpisum ساتيفوم/تد TD إريسيفي بيسيسوب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr tr class = «حتى» تدسولانوم ليكوبرسيكوم/تد TD الزائفة سولاناسيارومسوب (أ) /سوب /td TD ماكمورتي وآخرون (1990) /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD Phytophthora إنفستانسوب (أ) /سوب /td TD الاستطلاع /td /tr /tbody /الجدول

    وتشرح مسببات الأمراض النباتية التي تحددها الأعراض في جزء النبات الجوي حسب (أ) وفي الجزء الجذري بواسطة (ب) في الأس المرسل بهدف تحديد الأعراض دون ربط اسم المرض (الجدول 14-3). يحدد الجدول 14-2 بشكل رئيسي الأمراض ذات الأعراض المحددة، أي الأعراض التي يمكن ربطها مباشرة بممرض نباتي. هذا هو الحال في Botrytis cinerea والعفن الرمادي النموذجي، البياض الدقيقي (Erysipe و Podosphaera genera في الجدول) وmycelium/conidia البياض، وأخيراً Sclerotinia spp. وإنتاج التصلب. ويؤدي وجود 3 أخصائيين في علم الأمراض النباتية في المجيبين على الاستقصاء إلى توسيع القائمة، مع تحديد بعض مسببات الأمراض الجذرية (مثل Pythium spp.). وبالتالي، توجد في الجدول 14-3 أعراض عامة غير محددة بما يكفي لارتباطها مباشرة بالعامل الممرض دون مزيد من التحقق (انظر التشخيص في القسم 14.3). ولكن من المهم تسليط الضوء على أن معظم الأعراض التي لوحظت في هذا الجدول يمكن أن تكون أيضا نتيجة للضغوط اللاأحيائية. الكلوروسيس الورقي هو واحد من أكثر الأمثلة وضوحا لأنه يمكن أن يكون مرتبطا بعدد كبير من مسببات الأمراض (مثل الخس: Pythium spp.، Bremia lactucae، Sclerotinia spp.، فيروس البنجر الأصفر الغربي)، والظروف البيئية (مثل زيادة درجة الحرارة)، ونقص المعادن (النيتروجين، المغنيسيوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكبريت والحديد والنحاس والبورون والزنك والموليبدينوم) (Lepoivre 2003; Resh 2013).

    ** الجدول 14.3** استعراض الأعراض التي تحدث في الأحياء المائية من تحليل المسح الدولي لعام 2018

    الجدول ثياد tr class = «رأس» ثيمبتوس/ث ال أنواع النباتات /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» TDFoliar الكلوروسي/TD TD أليوم شونوبراسوم سوب1/سوب, أمرانثوس فيريديس سوب1/سوب, كورياندروم ساتيفوم سوب1/سوب, إيكوكوميس ساتيفوس/أنا سوب1/سوب, إوسيموم باسيليكوم/أنا سوب/سوب, إلاكتوكا ساتيفا/أنا sup4/سوب, منثا النيابة. sup2/سوب, إيبتروسيلينوم كريسبوم/أنا سوب1/سوب, إسبناسيا أوليراسيا سوب/سوب, إيزولانوم ليكوبرسيكوم/ط سوب1/سوب, Fragaria spp. sup1/sup /td /tr tr class = «حتى» TDFoliar نكروسيس/تد TD منثا SPP. sup2/sup, IoCimum basilium/ط sup1/سوب, /td /tr tr class = «غريب» Tdstem نكروسيس/تد TD Isolanum lycopersicom/ط sup1/سوب, /td /tr tr class = «حتى» تكولوكس نكروسيس/تد TD يوسيموم باسيليكوم/ط سوب1/سوب /td /tr tr class = «غريب» TDFoliar فسيفساء/TD TD iCuCumis ساتيفوس/أنا sup1/سوب, منثا النيابة. sup1/سوب, IoCimum basilicom/أنا sup1/سوب, /td /tr tr class = «حتى» TDFoliar الذبول /تد TD براسيكا أوليراسيا مجموعة أسيفالا Sup1/sup, إلكتيكا ساتيفا/أنا sup1/sup, منثا النيابة. sup1/sup, إيكوكوميس ساتيفوس/أنا سوب1/سوب, إوسيموم باسيليكوم/أنا سوب1/سوب, إيزولانوم ليكوبرسيكوم/أنا سوب1/سوب /td /tr tr class = «غريب» TDFoliar، الجذعية والقولة/TD TD أليوم schoenoprasum Sup1/سوب, إيكابسيكوم السنوية/أنا سوب1/سوب, ICUCumis sativus/أنا sup1/سوب, إلكتيكا ساتيفا/أنا sup2/سوب, منثا النيابة. sup2/sup, IoCimum basilicom/ط sup4/سوب, إيزولانوم lycopersicom/ط sum/ط sup1/سوب /td /tr tr class = «حتى» TDFoliar/TD TD إيكابسيكوم سنوي/أنا سوب1/سوب, ICUCumis ساتيفوس/أنا سوب1/سوب, إلاكتوكا ساتيفا/أنا sup2/سوب, منثا النيابة. sup1/سوب, يوسيموم باسيليكوم/ط سوب/سوب /td /tr tr class = «غريب» TDDamping إيقاف/تد TD إسبناسيا أوليراسيا سوب1/سوب, IoCimum basilicom/ط sup1/سوب, Isolanum lycopersicom/ط sup1/سوب, الشتلات في sup5/sup /td /tr tr class = «حتى» تدكرينكل/تد TD iBeta الشاملة/أنا (السلق السويسري) sup1/سوب, iCapsicom سنوي/أنا sup1/سوب, إلكتيكا ساتيفا/أنا sup1/سوب, يوسيموم باسيليكوم/ط سوب1/سوب /td /tr tr class = «غريب» TDBrowning أو الجذر المتحلل /تد TD أليوم schoenoprasum Sup1/سوب, أمرانثوس فيريديس سوب1/سوب, iBeta الشامل/أنا (السلق السويسري) sup1/sup, كورياندروم ساتيفوم sup1/سوب, إلاكتوكا ساتيفا/أنا sup1/سوب, منثا النيابة. sup2/سوب, IoCimum basilicom/ط sup2/سوب, إبتروسيلينوم كريسبوم/ط sup2/سوب, إيزولانوم lycopersicom/ط sup1/سوب, إسبناسيا أوليراسيا سوب1/سوب /td /tr /tbody /الجدول

    تمثل الأرقام في الأس حدوث أعراض لمصنع معين على ما مجموعه 32 نظامًا أكوابونيًا تم استعراضها

    14.2.3 الكائنات الحية الدقيقة المفيدة في أكوابونيكش: الاحتمالات

    وكما هو موضح في المقدمة، ركزت عدة منشورات على البكتيريا المشاركة في دورة النيتروجين، بينما تشدد منشورات أخرى بالفعل على الوجود المحتمل للكائنات الدقيقة المفيدة التي تتفاعل مع مسببات الأمراض النباتية و/أو النباتات (Rakocy 2012؛ Gravel et al. 2015؛ Sirakov et al. 2016). يستعرض هذا القسم إمكانات الكائنات الحية الدقيقة المفيدة النباتية المشاركة في أكوابونيكش وطرق عملها.

    قام سيراكوف وآخرون (2016) بفحص البكتيريا المعادية ضد Pythium ultimum المعزولة عن نظام أكوابوني. ومن بين العزلة التي تم اختبارها 964، أظهر 86 تأثيرًا مثبطًا قويًا على Pythium ultimum في المختبر. يجب إجراء المزيد من البحوث لتحديد هذه البكتيريا تصنيفيا وتقييم إمكاناتها في ظروف الجسم الحي. يفترض المؤلفون أن العديد من هذه العزلات تنتمي إلى جنس Pseudomonas. توصل شماوتز وآخرون (2017) إلى نفس الاستنتاج من خلال تحديد Pseudomonas النيابة. في جذوسفير الخس. وتمكنت الأنواع المعادية من جنس Pseudomonas_ من السيطرة على مسببات الأمراض النباتية في البيئات الطبيعية (مثل التربة القمعية) بينما يتأثر هذا الإجراء أيضاً بالظروف البيئية. ويمكنها حماية النباتات من مسببات الأمراض إما بطريقة نشطة أو سلبية عن طريق الحصول على استجابة دفاعية للنباتات، والقيام بدور في تعزيز نمو النباتات، والتنافس مع مسببات الأمراض على الفضاء والمواد المغذية (مثل المنافسة على الحديد عن طريق إطلاق سيديروفوريس المخلب للحديد)، و/أو في النهاية عن طريق إنتاج المضادات الحيوية أو المستقلبات المضادة للفطريات مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي الحيوي (آراس وآرو 1997؛ غانيشان وكومار 2005؛ هاس وديفاغو 2005؛ بيندوزي وآخرون 2012؛ ناراياناسامي 2013). على الرغم من أنه لم يتم تحديد الكائنات الحية الدقيقة من قبل Gravel et al. (2015))، إلا أنهم أبلغوا أن النفايات السائلة السمكية لديها القدرة على تحفيز نمو النبات، والحد من النمو mycelial لـ Pythium ultimum و Pythium oxysporum في المختبر والحد من استعمار جذور الطماطم بواسطة هذه الفطريات.

    والمعلومات عن القدرة الطبيعية المحتملة على حماية النباتات للميكروبات المائية نادرة، ولكن يمكن تصور إمكانات هذا الإجراء الوقائي فيما يتعلق بالعناصر المختلفة المعروفة بالفعل في الزراعة المائية أو في الاستزراع المائي المعاد تدويره. وقد أجريت أول دراسة في عام 1995 عن العمل القمعي أو القمع الذي تروج له الكائنات الحية الدقيقة في ثقافة بدون تربة (ماكفيرسون وآخرون 1995). وقد أُشير إلى القمع في الزراعة المائية، الذي حددته هنا Postma et al. (2008))، «إلى الحالات التي (1) لا يثبت فيها العامل الممرض أو يستمر؛ أو (2) ينشئ ضرراً ضئيلاً أو لا يتسبب فيه». يمكن أن يكون العمل القمعي للوسط مرتبطًا بالبيئة اللاأحيائية (مثل الأس الهيدروجيني والمواد العضوية). ومع ذلك، في معظم الحالات، يعتبر أن له صلة مباشرة أو غير مباشرة بنشاط الكائنات الحية الدقيقة أو مستقلباتها (جيمس وبيكر 2007). وفي الثقافة الخالية من التربة، تستعرض Postma et al. (2008) و Vallance et al. (2010) القدرة القمعية التي يظهرها محلول الماء أو الوسائط الخالية من التربة. في هذه الاستعراضات، لم يتم تحديد الكائنات الحية الدقيقة المسؤولة عن هذا الإجراء القمعي بوضوح. في المقابل، مسببات الأمراض النباتية مثل Phytophthora cryptogea، Pythium النيابة، Pythium aphanidermatum و Fusarium oxysporum f.sp. يتم وصف radicis-lycopersici التي تسيطر عليها أو قمعها من قبل الميكروبيوتا الطبيعية بشكل شامل. في المقالات المختلفة التي استعرضتها Postma et al. (2008) و Vallance et al. (2010)، يتم التحقق بشكل عام من تورط الميكروبات في التأثير القمعي عن طريق تدمير ميكروبيوتا الركيزة بدون تربة عن طريق التعقيم أولاً ثم يتبعه في نهاية المطاف إعادة التلقيح. وعند مقارنته بنظام مفتوح بدون إعادة تدوير، يمكن تفسير النشاط القمعي في النظم الخالية من التربة بإعادة تدوير المياه (McPherson et al. 1995؛ Tu et al. 1999، الذي استشهد به Postma et al. 2008) والذي يمكن أن يسمح بتطوير وانتشار الكائنات الحية الدقيقة المفيدة بشكل أفضل (Vallance et al. 2010) .

    منذ عام 2010، تم قبول قمع الأنظمة المائية بشكل عام، وكانت مواضيع البحث أكثر حركًا على عزل وتوصيف السلالات المعادية في الاستزراع بدون تربة مع أنواع _الزائفة ككائنات رئيسية تمت دراستها. و إذا ثبت أن نظم الاستزراع بدون تربة يمكن أن توفر قدرة قمعية, فلا يوجد عرض مماثل لمثل هذا النشاط في نظم الأحياء المائية. ومع ذلك، لا يوجد أي مؤشر إمبراطوري على أنه لا ينبغي أن يكون هو الحال. وينشأ هذا التفاؤل من اكتشافات الحصى وآخرون (2015) وسيراكوف وآخرون (2016) الموصوفة في الفقرة الثانية من هذا القسم. وعلاوة على ذلك، فقد تبين في الزراعة المائية (Haarhoff and Cleasby 1991 التي استشهد بها Calvo-Bado et al. 2003؛ Van Os et al. 1999) ولكن أيضا في معالجة المياه للاستهلاك البشري (استعرضها Verma et al. 2017) أن الترشيح البطيء (الموصوف في القسم 14.3.1](./14.3 - حماية النباتات من الممرضات في أكوابونينبات-md-md-md-md-md# 1431-أساليب غير بيولوجية للحماية)) وبصورة أدق الترشيح البطيء للرمل يمكن أن تعمل أيضا ضد مسببات الأمراض النباتية عن طريق عمل قمعي الميكروبية بالإضافة إلى العوامل الفيزيائية الأخرى. وفي مجال الزراعة المائية، ثبت أن الترشيح البطيء فعال ضد مسببات الأمراض النباتية المستعرضة في الجدول 14-4. ومن المفترض أن النشاط القمعي الميكروبي في المرشحات يرجع على الأرجح إلى أنواع من Bacillus و/أو Pseudomonas (العلامة التجارية 2001؛ Deniel et al. 2004؛ رينو وآخرون 2007؛ رينو وآخرون 2012). وتشير نتائج دينييل وآخرون (2004) إلى أنه في الزراعة المائية، تعتمد طريقة عمل Pseudomonas و Bacillus على المنافسة على المغذيات والمضادات الحيوية، على التوالي. ومع ذلك، يمكن أن تكون هناك طرق إضافية للعمل لهذين الأجناس كما سبق شرحه لـ Pseudomonas spp. يمكن أن تعمل أنواع Bacillus، حسب البيئة، إما بشكل غير مباشر عن طريق التحفيز البيولوجي للنباتات أو عن طريق استخلاص دفاعات النباتات أو مباشرة عن طريق العداء عن طريق إنتاج المواد المضادة للفطريات و/أو المضادة للبكتيريا. وتحدد الإنزيمات المهينة للجدار الخلوي، والبكتيريوسين، والمضادات الحيوية، وبتيدات الشحمية (أي المواد الخافضة للتوتر السطحي الحيوي) كجزيئات رئيسية لهذا الإجراء الأخير (بيريز غارسيا وآخرون 2011؛ Beneduzi et al. 2012؛ Narayanasamy 2013). كل الأشياء التي تعتبر، فإن عمل مرشح بطيء لا يختلف كثيرا عن عمل بعض المرشحات الحيوية المستخدمة في أكوابونيكش. وعلاوة على ذلك، تم بالفعل تحديد بعض البكتيريا غير الغذائية مثل Pseudomonas spp. في الفلاتر الحيوية أكوابونيكش (Schmautz et al. 2017). وهذا يتفق مع نتائج الباحثين الآخرين الذين اكتشفوا في كثير من الأحيان Bacillus و/أو Pseudomonas في نظام الاستزراع المائي المعاد تدويره (Tal et al. 2003؛ Sugita et al. 2005؛ Schreier et al. 2010؛ Mungia-Fragozo et al. 2015؛ Rurangwa وVerdegem 2015). ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم إجراء أي دراسة حول القمع المحتمل في الفلاتر الحيوية المائية.

    ** الجدول 14-4 استعراض مسببات الأمراض النباتية التي أزيلت بفعالية عن طريق الترشيح البطيء في الزراعة المائية

    الجدول ثياد tr class = «رأس» الأمراض النباتية/ث ال المراجع /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» تديكسانثوموناس كامبستريس/ط بف. إيبيلارغوني/I/تد TD العلامة التجارية (2001) /td /tr tr class = «حتى» تيفوزاريوم أوكسيسبوروم/د/تد TD ووهانكا (1995)، وإهريت وآخرون (1999) التي استشهد بها إهريت وآخرون (2001)، وفان أوس وآخرون (2001)، ودينيل وآخرون (2004)، وفورتنر وآخرون (2007) /td /tr tr class = «غريب» تيديبيثيوم/أنا سبب. /td TD دينييل وآخرون (2004) /td /tr tr class = «حتى» تديبيثيوم أفانيديرماتوم/I/تد TD إهرت وآخرون (1999) التي استشهد بها إهرت وآخرون (2001)، وفورتنر وآخرون (2007) /td /tr tr class = «غريب» تيفيتوفثورا سينامومي//تد TD فان أوس و آخرون (1999) (4), و استشهد بها إهريت و آخرون (2001) /td /tr tr class = «حتى» تيفيتوفثورا كريبتوغا/I/تد TD كالفو - بادو وآخرون (2003) /td /tr tr class = «غريب» تديفيتوفثورا الصبار/I/تد TD إيفنهويس وآخرون (2014) /td /tr /tbody /الجدول

  3. 14.3 حماية النباتات من مسببات الأمراض في علم الأحياء المائية

    Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    في الوقت الراهن الممارسين أكوابونك تشغيل نظام مقترن هم عاجزون نسبيا ضد الأمراض النباتية عندما تحدث، وخاصة في حالة مسببات الأمراض الجذرية. لم يتم تطوير أي مبيد آفات أو مبيد بيولوجي خصيصا للاستخدام المائي (راكوسي 2007؛ راكوسي 2012؛ سومرفيل وآخرون 2014؛ بيتسانسكي وآخرون 2015؛ سيراكوف وآخرون 2016). وباختصار، لا تزال الطرق العلاجية تفتقر. فقط سومرفيل وآخرون. (2014) سرد المركبات غير العضوية التي يمكن استخدامها ضد الفطريات في أكوابونيكش. وعلى أي حال، فإن التشخيص المناسب للممرض (العوامل) المسببة للمرض إلزامي من أجل تحديد الهدف (الأهداف) للتدابير العلاجية. ويتطلب هذا التشخيص خبرة جيدة من حيث القدرة على المراقبة، وفهم دورة مسببات الأمراض النباتية وتحليل الوضع. ومع ذلك، في حالة الأعراض العامة (غير المحددة) واعتمادا على درجة الدقة المطلوبة، غالبا ما يكون من الضروري استخدام التقنيات المختبرية للتحقق من صحة الفرضية فيما يتعلق بالعامل السببي (Lepoivre 2003). استعرض Postma وآخرون (2008) الأساليب المختلفة للكشف عن مسببات الأمراض النباتية في الزراعة المائية، وتم تحديد أربع مجموعات هي:

    1 - المراقبة المجهرية والميكروسكوبية المباشرة للممرض

    2 - عزل الممرض

    3 - استخدام الطرق المصلية

    4 - استخدام الطرق الجزيئية

    14-3-1 طرق الحماية غير البيولوجية

    الممارسات الزراعية الجيدة لمكافحة مسببات الأمراض النباتية هي الإجراءات المختلفة الرامية إلى الحد من أمراض المحاصيل بالنسبة لكل من الغلة ونوعية المنتجات (FAO 2008). GAP التي يمكن نقلها إلى الأحياء المائية هي أساسا ممارسات فيزيائية أو زراعية غير علاجية يمكن تقسيمها في تدابير وقائية ومعالجة المياه.

    ** تدابير وقائية**

    ولل تدابير الوقائية غرضان متميزان. الأول هو تجنب دخول لقاح الممرض إلى النظام والثاني هو الحد من (1) عدوى النبات، (2) تطور و (3) انتشار الممرض خلال فترة النمو. والتدابير الوقائية الرامية إلى تجنب دخول التلقيح الأولي إلى الدفيئة هي، على سبيل المثال، فترة إفراح، وغرفة محددة للمرافق الصحية، ومرافق الصرف الصحي للغرف (مثل إزالة حطام النبات والتطهير السطحي)، وملابس محددة، وبذور معتمدة، وغرفة محددة لإنبات النباتات، الحواجز (ضد ناقلات الحشرات) (ستانغيليني وراسموسين 1994؛ جارفيس 1992؛ ألباجيس وآخرون 2002؛ سومرفيل وآخرون 2014؛ بارفاثا ريدي 2016). ومن أهم الممارسات المستخدمة في النوع الثاني من التدابير الوقائية، استخدام أصناف النباتات المقاومة، وأدوات التطهير، وتجنب الضغوط اللاأحيائية النباتية، والمباعدة الجيدة للنباتات، وتجنب تطور الطحالب، وإدارة الظروف البيئية. ويعني التدبير الأخير، أي إدارة الظروف البيئية، السيطرة على جميع بارامترات الاحتباس الحراري من أجل تجنب الأمراض أو الحد منها بالتدخل في دورتها البيولوجية (المرجع نفسه). عموما، في هياكل الاحتباس الحراري واسعة النطاق، وتستخدم برامج الكمبيوتر والخوارزميات لحساب المعلمات المثلى التي تسمح لكل من الإنتاج النباتي ومكافحة الأمراض. المعلمات المقاسة، من بين أمور أخرى، هي درجة الحرارة (الهواء ومحلول المغذيات)، والرطوبة، وعجز ضغط البخار، وسرعة الرياح، واحتمال الندى، وبلل الأوراق والتهوية (المرجع نفسه). يعمل الممارس على هذه المعلمات عن طريق التلاعب في التدفئة، والتهوية، والتظليل، وتكملة الأضواء، والتبريد والضباب (المرجع نفسه).

    معالجة المياه

    و يمكن استخدام المعالجة المادية لل مياه لل سيطرة على مسببات الأمراض المحتملة لل مياه. الترشيح (حجم المسام أقل من 10 ميكرومتر)، والحرارة والعلاج بالأشعة فوق البنفسجية هي من بين أكثر العوامل فعالية في القضاء على مسببات الأمراض دون آثار ضارة على صحة الأسماك والنباتات (Ehret et al. 2001؛ Hong and Moorman 2005؛ Postma et al. 2008؛ Van OS 2009؛ Timmons and Ebeling 2010). وتسمح هذه التقنيات بمكافحة تفشي الأمراض عن طريق خفض اللقاح وكمية مسببات الأمراض ومراحل انتشارها في نظام الري (المرجع نفسه). التطهير البدني يقلل من مسببات الأمراض المياه إلى مستوى معين اعتمادا على عدوانية العلاج. وبشكل عام، فإن الهدف من التطهير الحراري والأشعة فوق البنفسجية هو خفض عدد الكائنات الدقيقة الأولية بنسبة 90-99.9% (المرجع نفسه). تقنية الترشيح الأكثر استخداماً هي الترشيح البطيء بسبب موثوقيتها وتكلفتها المنخفضة. ركائز الترشيح المستخدمة عموما هي الرمل، الصوف الصخري أو البوزولانا (المرجع نفسه). تعتمد كفاءة الترشيح بشكل أساسي على حجم المسام وتدفقها. لكي تكون فعالة كعلاج للتطهير، يجب تحقيق الترشيح بحجم مسام أقل من 10 ميكرومتر ومعدل تدفق 100 لتر/msup2/sup/h، حتى لو أظهرت المعلمات الأقل إلزاماً أداءً مرضياً (المرجع نفسه). الترشيح البطيء لا يقضي على جميع مسببات الأمراض؛ ويبقى أكثر من 90٪ من مجموع البكتيريا الهوائية في النفايات السائلة (المرجع نفسه). ومع ذلك، فإنه يسمح لقمع الحطام النباتي والطحالب والجسيمات الصغيرة وبعض الأمراض المنقولة بالتربة مثل Pythium و Phytophthora (الكفاءة تعتمد على الجنس). المرشحات البطيئة لا تعمل فقط عن طريق العمل البدني ولكن أيضا تظهر النشاط القمعي الميكروبي، وذلك بفضل الكائنات الحية الدقيقة المعادية، كما نوقش في القسم 14.2.3 (هونغ ومورمان 2005؛ بوستما وآخرون 2008؛ فان أوس 2009؛ فالانس وآخرون 2010). المعالجة الحرارية فعالة جدا ضد مسببات الأمراض النباتية. ومع ذلك فإنه يتطلب درجات حرارة تصل إلى 95 درجة مئوية خلال 10 ثوان على الأقل لقمع جميع أنواع مسببات الأمراض، وشملت الفيروسات. هذه الممارسة تستهلك الكثير من الطاقة وتفرض تبريد المياه (مبادل حراري وخزان انتقالي) قبل إعادة ضخ المياه المعالجة مرة أخرى في حلقة الري. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه لديه عيب في قتل جميع الكائنات الحية الدقيقة بما في ذلك تلك المفيدة (هونغ ومورمان 2005؛ بوستما وآخرون 2008؛ فان أوس 2009). الأسلوب الأخير وربما الأكثر تطبيقا هو تطهير الأشعة فوق البنفسجية. 20.8٪ من الممارسين مركز Aquaponics استخدامه (Villarroel et al. 2016). الأشعة فوق البنفسجية لديها طول موجي من 200 إلى 280 نانومتر. له تأثير ضار على الكائنات الحية الدقيقة عن طريق الأضرار المباشرة للحمض النووي. وتتراوح جرعة الطاقة بين 100 و250 مليجول/CMSU2/سوب لتكون فعالة (Postma et al. 2008؛ Van OS 2009).

    وتزيل العلاجات المادية للمياه معظم مسببات الأمراض من المياه الواردة ولكنها لا تستطيع القضاء على المرض عندما يكون موجوداً بالفعل في النظام. معالجة المياه المادية لا تغطي جميع المياه (وخاصة منطقة المياه الدائمة بالقرب من الجذور)، ولا الأنسجة النباتية المصابة. على سبيل المثال، غالباً ما تفشل معالجات الأشعة فوق البنفسجية في قمع تعفن الجذور Pythium (Sutton et al. 2006). ومع ذلك، إذا كانت معالجة المياه المادية تسمح للحد من مسببات الأمراض النباتية، نظريا، لديهم أيضا تأثير على الكائنات الحية الدقيقة غير المسببة للأمراض التي يحتمل أن تعمل على قمع المرض. وفي الواقع، فإن المعالجة الحرارية والأشعة فوق البنفسجية تخلق فراغا ميكروبيولوجيا، في حين أن الترشيح البطيء ينتج عنه تحولا في تكوين ميكروبيوتا السائلة مما يؤدي إلى قدرة أعلى على قمع الأمراض (Postma et al. 2008; Vallance et al. 2010). على الرغم من حقيقة أن الأشعة فوق البنفسجية والمعالجة الحرارية في الزراعة المائية القضاء على أكثر من 90٪ من الكائنات الحية الدقيقة في المياه إعادة تدوير، لم يلاحظ أي انخفاض في قمع المرض. وربما كان ذلك نتيجة لانخفاض كمية المياه المعالجة وإعادة تلويث المياه بعد ملامسة نظام الري والجذور والوسائط النباتية (المرجع نفسه).

    معالجة المياه Aquaponic عن طريق المواد الكيميائية محدودة في التطبيق المستمر. و استخدام الأوزون هو أسلوب يستخدم في الاستزراع المائي المعاد تدويره وفي الزراعة المائية. ولمعالجة الأوزون ميزة القضاء على جميع مسببات الأمراض، بما في ذلك الفيروسات في ظروف معينة، والتحلل السريع إلى الأكسجين (هونغ ومورمان 2005؛ فان أوس 2009؛ تيمونس وإيبلينغ 2010؛ غونسالفيس وغاغنون 2011). ومع ذلك لديها العديد من العيوب. ويمكن أن يؤدي إدخال الأوزون في المياه الخام إلى إنتاج مؤكسدات للمنتجات الثانوية وكمية كبيرة من المواد المؤكسدة المتبقية (مثل المركب المبروم والأيونات الهالوكسي السامة للأسماك) التي تحتاج إلى إزالتها، عن طريق الأشعة فوق البنفسجية، على سبيل المثال، قبل العودة إلى جزء الأسماك (استعرضتها غونسالفيس وغاغنون 2011). وعلاوة على ذلك، فإن معالجة الأوزون مكلفة، وهي مهيجة للأغشية المخاطية في حالة التعرض البشري، وتحتاج إلى فترات اتصال تتراوح من 1 إلى 30 دقيقة في نطاق تركيز يتراوح بين 0.1 و 2.0 ملغم/لتر، ويحتاج إلى مستنقع زمني للتقليل تمامًا من OSub3/sub إلى OSub2/sub ويمكن أن تؤكسد العناصر الموجودة في محلول المغذيات ، مثل مخلب الحديد، وبالتالي يجعلها غير متاحة للنباتات (هونغ ومورمان 2005؛ فان أوس 2009؛ تيمونس وإيبلينغ 2010؛ غونسالفيس وغاغنون 2011).

    14-3-2 الطرق البيولوجية للحماية

    وفي مجال الزراعة المائية، تستعرض العديد من الورقات العلمية استخدام الكائنات الحية الدقيقة المعادية (أي القادرة على منع الكائنات الحية الأخرى) للسيطرة على مسببات الأمراض النباتية، ولكن حتى الآن لم تجر أي بحوث لاستخدامها في علم الأحياء المائية. طريقة عمل هذه الكائنات الحية الدقيقة المعادية هو وفقا لكامبل (1989))، السياط (2001) وناراياناسامي (2013) مجمعة في:

    1 - المنافسة على المغذيات والمنافذ

    2 - الطفيلية

    3 - المضادات الحيوية

    4 - تحريض مقاومة الأمراض في النباتات

    وقد ركزت التجارب التي أدخلت الكائنات الحية الدقيقة في النظم المائية على زيادة النتريفينغ بإضافة بكتيريا النتريفينغ (Zou et al. 2016) أو استخدام المروجين لنمو النباتات (PGPR) مثل Azosperillum Brasilense و Bacillus spp. لزيادة أداء النبات (Mangmang et al. 2014؛ مانغمانغ وآخرون. 2015أ؛ مانغمانغ وآخرون. 2015ب؛ مانغمانغ وآخرون. 2015c؛ دا سيلفا سيروزي وفيتزسيمونز 2016؛ بارتيلم وآخرون. 2018). وهناك الآن حاجة ملحة إلى العمل بشأن عوامل المكافحة البيولوجية (BCA) ضد مسببات الأمراض النباتية في علم الأحياء المائية فيما يتعلق بالاستخدام المحدود للعلاجات العلاجية الاصطناعية، والقيمة العالية للثقافة، وزيادة النظم المائية في العالم. وفي هذا السياق، يُعرَّف BCA بأنه الفيروسات والبكتيريا والفطريات التي لها آثار معادية على مسببات الأمراض النباتية (كامبل 1989؛ ناراياناسامي 2013).

    عموما، يعتبر إدخال BCA أسهل في النظم الخالية من التربة. في الواقع، بيئة الجذر المائية هي أكثر سهولة مما كانت عليه في التربة والميكروبيوتا من الركيزة هي أيضا غير متوازنة بسبب الفراغ البيولوجي. وعلاوة على ذلك، يمكن التلاعب بالظروف البيئية للاحتباس الحراري من أجل تحقيق احتياجات النمو في مكافئات BCA. ومن الناحية النظرية، تتيح جميع هذه الخصائص إدخال وتأسيس وتفاعل أفضل لمادة BCA مع النباتات في الزراعة المائية منه في التربة (Paulitz and Bélanger 2001؛ Postma et al. 2009؛ Vallance et al. 2010). ومع ذلك، من الناحية العملية، يمكن أن تكون فعالية التلقيح المضاد للكلور البروم (BCA) في مكافحة مسببات الأمراض الجذرية شديدة التباين في النظم الخالية من التربة (Postma et al. 2008؛ Vallance et al. 2010؛ Montagne et al. 2017). وأحد التفسيرات لذلك هو أن اختيار BCA يستند إلى اختبارات مختبرية لا تمثل ظروفا حقيقية، وبالتالي ضعف تكيف هذه الكائنات الحية الدقيقة مع البيئة المائية المستخدمة في الزراعة المائية أو المائية (Postma et al. 2008؛ Vallance et al. 2010). ولمكافحة مسببات الأمراض النباتية، وخاصة تلك المسؤولة عن تعفن الجذور، يلزم اختيار وتحديد الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في النظم المائية التي تظهر نشاطاً قمعياً ضد مسببات الأمراض النباتية. في الثقافة بدون تربة، يمكن اختيار العديد من الكائنات الحية الدقيقة المعادية بسبب الدورة البيولوجية التي تشبه مسببات الأمراض الجذرية أو قدرتها على النمو في الظروف المائية. وهذا هو الحال بالنسبة للأنواع والبكتيريا غير المسببة للأمراض - Pythium_ و_Fusarium_، حيث أن Pseudomonas و Bacillus و Lisobacter هي الأجناس الأكثر تمثيلاً في الأدب (Paulitz and Bélanger 2001؛ خان وآخرون 2003؛ Chatterton et al. 2004؛ Sutton et al. 2006؛ Liu et al. آل. 2007؛ بوستما وآخرون 2008؛ بوستما وآخرون 2009؛ فالانس وآخرون 2010؛ سوفر وساتون 2011؛ هولتبرغ وآخرون 2011؛ لي ولي 2015؛ مارتن وبر 1999؛ موروزي وآخرون 2017؛ تونغكامنغام وجيناكسورن 2017). كما تمت دراسة الإضافة المباشرة لبعض المستقلبات الجرثومية مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي الحيوي (Stanghellini and Miller 1997؛ Nielsen et al. 2006؛ Nielsen et al. 2006). على الرغم من أن بعض الكائنات الحية الدقيقة فعالة في السيطرة على مسببات الأمراض الجذرية، إلا أن هناك مشاكل أخرى تحتاج إلى التغلب عليها من أجل إنتاج مبيد بيولوجي. وتتمثل التحديات الرئيسية في تحديد وسائل التلقيح، وكثافة التلقيح، وصياغة المنتج (Montagne et al. 2017)، وطريقة إنتاج كمية كافية بتكلفة منخفضة وتخزين المنتج المصاغ. الدراسات السمية الإيكولوجية على الأسماك والكائنات الحية الدقيقة المفيدة في النظام هي أيضا نقطة مهمة. وثمة احتمال آخر يمكن استغلاله هو استخدام مجموعة من العوامل المعادية، كما لوحظ في تقنيات التربة القمعية (Spadaro and Gullino 2005؛ Vallance et al. 2010). وفي الواقع، يمكن للكائنات الحية الدقيقة أن تعمل في تآزر أو مع أساليب عمل تكميلية (المرجع نفسه). ويمكن أن تؤدي إضافة التعديلات أيضا إلى تعزيز إمكانات BCA من خلال العمل كبريبايوتكس (انظر القسم 14.4).

  4. 14.4 دور المادة العضوية في نشاط التحكم الحيوي في أنظمة أكوابونك

    Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    في القسم 14.2.3، اقترح قمع النظم المائية. وكما ذكر من قبل، ترتبط الفرضية الرئيسية بإعادة تدوير المياه كما هو الحال بالنسبة للأنظمة المائية. ومع ذلك، هناك فرضية ثانية ترتبط بوجود مواد عضوية في النظام. المادة العضوية التي يمكن أن تقود إلى نظام بيئي ميكروبي أكثر توازنا بما في ذلك العوامل المعادية التي هي أقل ملاءمة لمسببات الأمراض النباتية (Rakocy 2012).

    وفي علم الأحياء المائية، تأتي المادة العضوية من إمدادات المياه، والأعلاف غير المأكل، وبراز الأسماك، والركيزة النباتية العضوية، والنشاط الميكروبي، والإفرازات الجذرية، وبقايا النباتات (Waechter-Kristensen et al. 1997؛ Naylor et al. 1999؛ Waechter-Kristensen et al. 1999). وفي مثل هذا النظام، تكون البكتيريا غير الغذائية كائنات قادرة على استخدام المادة العضوية كمصدر للكربون والطاقة، وبشكل عام في شكل كربوهيدرات أو أحماض أمينية أو ببتيدات أو دهون (Sharrer et al. 2005؛ Willey et al. 2008؛ Whipps 2001). وفي الاستزراع المائي المعاد تدويره، يتم توطينها بشكل رئيسي في المرشح الحيوي وتستهلك الجسيمات العضوية المحاصرة فيه (Leonard et al. 2000; Leonard et al. 2002). ومع ذلك، هناك مصدر آخر للكربون العضوي للبكتيريا غير الغذائية هو المواد الدبوالية الموجودة كمادة عضوية مذابة ومسؤولة عن تلوين الماء الأصفر والبني (Takeda and Kiyono 1990 الذي استشهد به Leonard et al. 2002؛ Hirayama et al. 1988). في التربة وكذلك في الزراعة المائية، من المعروف أن الأحماض الدبوطية تحفز نمو النبات والحفاظ على النبات تحت ظروف الإجهاد اللاأحيائي (Bohme 1999; du Jardin 2015). يمكن استخدام البروتينات الموجودة في الماء من قبل النباتات كمصدر بديل للنيتروجين مما يعزز نموها ومقاومة العوامل المسببة للأمراض (Adamczyk et al. 2010). وفي المياه المعاد تدويرها، ترتبط وفرة البكتيريا غير الغذائية الحية الحرة بكمية الكربون العضوي ونسبة الكربون والنيتروجين المتاحة بيولوجيا (C/N) (ليونارد وآخرون 2000؛ ليونارد وآخرون 2002؛ ميشود وآخرون 2006؛ أترامادال وآخرون 2012). في الفلتر الحيوي، وزيادة في نسبة C/N يزيد من وفرة البكتيريا غير الغذائية على حساب عدد من البكتيريا الذاتية المسؤولة عن عملية النتريفيكاتيون (ميشود وآخرون 2006؛ ميشود وآخرون. 2014). وكما هو ضمني، فإن الكائنات الحية الدقيقة المتغايرة يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على النظام لأنها تتنافس مع البكتيريا الغذائية الذاتية (مثل البكتيريا النتريفينغ) على الفضاء والأكسجين. وبعضها من مسببات الأمراض النباتية أو الأسماك، أو مسؤول عن النكهة غير النكهة في الأسماك (تشانغ - هو 1970؛ فونك - جينسن وهوكنهول 1983؛ جونز وآخرون 1991؛ ليونارد وآخرون 2002؛ نوغيرا وآخرون 2002؛ ميشود وآخرون 2006؛ موكيرجي 2006؛ السياط 2001؛ رورانغوا وفيرديجيم 2015). ومع ذلك، فإن الكائنات الحية الدقيقة المتغايرة المشاركة في النظام يمكن أن تكون إيجابية أيضا (السياط 2001؛ موكيرجي 2006). وقد أظهرت عدة دراسات تستخدم الأسمدة العضوية أو الوسائط العضوية الخالية من التربة، في الزراعة المائية، تأثيرات مثيرة للاهتمام حيث تمكنت الجراثيم المقيمة من السيطرة على الأمراض النباتية (Montagne et al. 2015). جميع الركائز العضوية لها خصائصها الفيزيائية والكيميائية الخاصة بها. وبالتالي، فإن خصائص وسائل الإعلام تؤثر على الثراء والوظائف الميكروبية. وبالتالي فإن اختيار وسائط نباتية محددة يمكن أن يؤثر على التطور الميكروبي بحيث يكون له تأثير قمعي على مسببات الأمراض (Montagne et al. 2015؛ Grunert et al. 2016؛ Montagne et al. 2017). وثمة احتمال آخر لقمع العوامل المسببة للأمراض المتصلة بالكربون العضوي هو استخدام التعديلات العضوية في الزراعة المائية (ماهر وآخرون 2008؛ Vallance et al. 2010). وبإضافة سماد في الوسائط الخالية من التربة كما هو شائع الاستخدام في التربة، يتوقع حدوث تأثيرات قمعية (ماهر وآخرون 2008). ومن الاحتمال الآخر تعزيز أو الحفاظ على كائنات دقيقة معينة مثل مجموعة «Pseudomonas_» بإضافة بعض مصادر الكربون المركبة (مثل المنتج القائم على النترابيرين) كما جاء في تقرير Pagliaccia et al. (2007) و Pagliaccia et al. (2008). كما يبرز ظهور الثقافة العضوية الخالية من التربة مشاركة الكائنات الحية الدقيقة المفيدة ضد مسببات الأمراض النباتية المدعومة باستخدام الأسمدة العضوية. أفاد فوجيوارا وآخرون (2013)، وشينتا وآخرون (2014)، وشينتا وآخرون (2015) بأن الإخصاب بالخمور الحادة للذرة يساعد على السيطرة على Fusarium oxysporum f.sp. lactucae و Botrytis cinerea على الخس و Fusarium oxysporum f.sp. على نباتات الطماطم وحتى لو كان ينصح بالكاد للاستخدام المائي، فإن 1 غرام/لتر من الأسمدة القابلة للذوبان في الأسماك (Shinohara et al. 2011) يقمع الذبول الجرثومي على الطماطم الناجمة عن Ralstonia solanacearum في الزراعة المائية (Fujiwara et al. 2012).

    وأخيراً، وعلى الرغم من ندرة المعلومات المتعلقة بتأثير المواد العضوية على وقاية النباتات في الأحياء المائية، فإن العناصر المختلفة المذكورة أعلاه تبين قدرتها المحتملة على تعزيز ميكروبيوتا للقمع الممرضات الخاصة بالنظام والنباتات.

  5. 14-5 الاستنتاجات والاعتبارات المستقبلية

    Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    ويهدف هذا الفصل إلى تقديم تقرير أول عن مسببات الأمراض النباتية التي تحدث في علم الأحياء المائية، واستعراض الأساليب الفعلية والإمكانيات المستقبلية للسيطرة عليها. كل استراتيجية لها مزايا وعيوب ويجب أن تكون مصممة بدقة لتناسب كل حالة. ومع ذلك، في هذا الوقت، لا تزال الطرق العلاجية في النظم المائية المقترنة محدودة ويجب العثور على وجهات نظر جديدة للسيطرة. ولحسن الحظ، يمكن النظر في القمع من حيث النظم المائية، كما لوحظ بالفعل في الزراعة المائية (على سبيل المثال في وسائط النباتات والمياه والمرشحات البطيئة). وبالإضافة إلى ذلك، فإن وجود المواد العضوية في النظام عامل مشجع عند مقارنته بنظم الاستزراع بدون تربة التي تستخدم الأسمدة العضوية أو الوسائط النباتية العضوية أو التعديلات العضوية.

    و بالنسبة لل مستقبل, يبدو من المهم التحقيق في هذا الإجراء القمعي الذي يعقبه تحديد و توصيف الميكروبات المسؤولة أو اتحادات الميكروبات. و استنادا إلى النتائج, يمكن تصور عدة استراتيجيات لتعزيز قدرة النباتات على مقاومة مسببات الأمراض. الأول هو المكافحة البيولوجية عن طريق الحفظ، وهو ما يعني تفضيل الكائنات الحية الدقيقة المفيدة عن طريق التلاعب بتركيبة المياه وإدارتها (مثل نسبة C/N، والمغذيات والغازات) والبارامترات (مثل الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة). و لكن تحديد هذه العوامل المؤثرة يجب أن يتحقق أولا. وتكتسي هذه الإدارة للبكتيريا الغذائية والبكتيريا المتغايرة أهمية أساسية للحفاظ على النتريفيكاتيون الجيد والحفاظ على الأسماك السليمة. وتتمثل الاستراتيجية الثانية في المكافحة البيولوجية التعزيزية عن طريق إطلاق إضافي للكائنات الدقيقة المفيدة الموجودة بالفعل في النظام بأعداد كبيرة (طريقة الغمر) أو بأعداد صغيرة ولكنها تتكرر في الوقت المناسب (طريقة التلقيح). ولكن ينبغي تحقيق التحديد المسبق ومضاعفة BCA أكوابونك. وتتمثل الاستراتيجية الثالثة في الاستيراد، أي إدخال كائن حي جديد غير موجود عادة في النظام. في هذه الحالة، هناك حاجة إلى اختيار الكائنات الحية الدقيقة تكييفها وآمنة للبيئة أكوابونك. بالنسبة للاستراتيجيتين الأخيرتين، يجب النظر في موقع التلقيح في النظام اعتمادا على الهدف المنشود. والمواقع التي يمكن فيها تعزيز النشاط الجرثومي هي المياه المعاد تدويرها، والغلاف الجذري (بما في ذلك الوسائط النباتية)، والمرشح الأحيائي (مثل المرشحات الرملية البطيئة التي يتم فيها بالفعل اختبار إضافة مادة BCA)، والغلاف النباتي (أي الجزء النباتي الجوي). وأيا كانت الاستراتيجية، ينبغي أن يكون الهدف النهائي هو قيادة المجتمعات الميكروبية لتوفير بيئة ميكروبية مستقرة ومتوازنة إيكولوجيا تسمح بالإنتاج الجيد لكل من النباتات والأسماك.

    في الختام، اتباع متطلبات الإدارة المتكاملة لآفات النباتات (IPM) هو ضرورة لإدارة النظام بشكل صحيح وتجنب تطور وانتشار الأمراض النباتية (Bittsanszky et al. 2015; Nemethy et al. 2016). و مبدأ المكافحة المتكاملة لل آفات هو تطبيق مبيدات الآفات الكيميائية أو غيرها من العوامل كملاذ أخير عند بلوغ مستوى الإصابة الاقتصادية. وبالتالي، فإن مكافحة مسببات الأمراض يجب أن تستند أولاً إلى الأساليب الفيزيائية والبيولوجية (الموصوفة أعلاه)، وإلى الجمع بينها وإلى الكشف عن المرض ورصده بكفاءة (البرلمان الأوروبي 2009).