This study examined the mechanisms by which nitrogenous amendments such as meat and bone meal kill the soilborne plant pathogen Verticillium dahliae. The effect of nitrogen products from the amendments on the survival of microsclerotia of V. dahliae was examined by solution bioassay and soil microcosm experiments. Ammonia and nitrous acid but not their ionized counterparts, ammonium and nitrite, were toxic to microsclerotia in bioassays. In microcosms, addition of meat and bone meal (2.5%) to an acidic loamy sand resulted in the accumulation of ammonia and death of microsclerotia within 2 weeks. At lower concentrations (0.5 and 1%), microsclerotia were killed after 2 weeks when nitrous acid accumulated (>0.03 mM). In an alkaline loam soil, microsclerotia survived at 3% meat and bone meal and neither ammonia nor nitrous acid accumulated. The toxicity of ammonia to the pathogen was verified by increasing the concentration of meat and bone meal to 4% or addition of urea (1,600 mg of N per kg) to the loam soil resulting in the accumulation of ammonia (>35 mM) and death of microsclerotia. The toxicity of nitrous acid was verified by adding ammonium sulfate fertilizer to an acidic sand soil. Inhibiting nitrification with dicyandiamide revealed that nitrous acid was generated as a result of the accumulation of nitrite and an acidic pH. Thus, levels to which the toxins accumulated and the effective concentration of amendment were dependent upon the soil examined. Of the two mechanisms identified, accumulation of nitrous acid is the more promising strategy to control plant diseases in acidic soil because it is more toxic than ammonia and is formed at lower concentrations of amendments.
Ammonia and Nitrous Acid from Nitrogenous Amendments Kill the Microsclerotia of Verticillium dahliae
- M. Tenuta
- G. Lazarovits
Resumo
Este estudo examinou os mecanismos pelos quais os aditivos nitrogenados, como a farinha de carne e ossos, matam o patógeno Verticillium dahliae, transmitido pelo solo. O efeito dos produtos nitrogenados dos aditivos sobre a sobrevivência de microesclerócios de V. dahliae foi examinado por meio de bioensaio de solução e experimentos de microcosmo de solo. A amônia e o ácido nitroso, mas não suas contrapartes ionizadas, amônio e nitrito, foram tóxicos para os microesclerócios em bioensaios. Em microcosmos, a adição de farinha de carne e ossos (2,5%) a uma areia argilosa ácida resultou no acúmulo de amônia e na morte dos microesclerócios em duas semanas. Em concentrações mais baixas (0,5 e 1%), os microesclerócios foram mortos após duas semanas quando o ácido nitroso se acumulou (>0,03 mM). Em um solo argiloso alcalino, os microesclerócios sobreviveram com 3% de farinha de carne e ossos e não houve acúmulo de amônia nem de ácido nitroso. A toxicidade da amônia para o patógeno foi verificada pelo aumento da concentração de farinha de carne e ossos para 4% ou pela adição de ureia (1.600 mg de N por kg) ao solo argiloso, resultando no acúmulo de amônia (>35 mM) e na morte dos microesclerócios. A toxicidade do ácido nitroso foi verificada pela adição de fertilizante de sulfato de amônio a um solo de areia ácida. A inibição da nitrificação com diciandiamida revelou que o ácido nitroso foi gerado como resultado do acúmulo de nitrito e de um pH ácido. Assim, os níveis de acúmulo de toxinas e a concentração efetiva da emenda dependiam do solo examinado. Dos dois mecanismos identificados, o acúmulo de ácido nitroso é a estratégia mais promissora para o controle de doenças de plantas em solo ácido, pois é mais tóxico do que a amônia e é formado em concentrações mais baixas de aditivos.
