Effect of Ascophyllum extract application on plant growth, fruit yield and soil microbial communities of strawberry

Resumo

O crescimento da planta e os micróbios do solo associados foram examinados em várias cultivares de morango após o tratamento com extratos da alga marinha Ascophyllum nodosum [pó de extrato solúvel de Ascophyllum (SAEP)]. Experimentos em estufa e campo foram estabelecidos em lotes de morangos Albion, Camarosa, Chandler e Festival de 2009 a 2011. O pó de extrato solúvel de Ascophyllum foi aplicado uma ou duas vezes por semana, ou uma vez por 2 semanas em taxas de 0 (controle), 1, 2 ou 4 g L-l durante aproximadamente 8 semanas. Estudos de enraizamento subsequentes examinaram aplicações semanais de SAEP a 0, 0,2, 0,4, 1 ou 2 g L-1. Os resultados indicam que as produtividades máximas de plantas e bagas foram encontradas em 1 e 2 g SAEP L-1 em campo e casa de vegetação. Chandler foi a cultivar mais responsiva à aplicação de SAEP, enquanto Albion foi a menos responsiva. O extrato solúvel de Ascophyllum em pó aumentou a contagem de colônias em amostras de solo em casa de vegetação e campo com contagens máximas de colônias em 4 g L-1 SAEP na casa de vegetação e 1 e 2 g L-1 SAEP no campo. As atividades metabólicas dos micróbios do solo aumentaram após as aplicações do SAEP. Usando o sistema de análise microbiana Biolog, as respostas máximas do Índice de desenvolvimento médio de cor (AWCD), diversidade de substrato (H), uniformidade de substrato (E) e riqueza de substrato (S) foram encontradas em 4 g L-1 SAEP na estufa. No entanto, em ensaios de campo, as respostas AWCD, H, E e S ao tratamento com extrato mostraram aumentos sucessivos em 1 e 2 g L-1 SAEP, mas reduziram o efeito em 4 g L-1. O tratamento com extrato solúvel de Ascophyllum em pó apresentou as maiores taxas de respiração entre 0,10 e 0,40 g por semana por planta, enquanto os tratamentos in vitro do solo com 4 g L−1 de SAEP reduziram a respiração microbiana. Este estudo sugere que as aplicações de SAEP aumentaram o crescimento da raiz e da parte aérea do morangueiro, o rendimento das bagas e a diversidade microbiana da rizosfera e a atividade fisiológica.

Abstract

Plant growth and associated soil microbials were examined in several strawberry cultivars following treatment with extracts from the marine algae Ascophyllum nodosum [soluble Ascophyllum extract powder (SAEP)]. Greenhouse and field experiments were established over plots of Albion, Camarosa, Chandler, and Festival strawberries from 2009 to 2011. Soluble Ascophyllum extract powder was applied once or twice per week, or once per 2 wk at rates of 0 (control), 1, 2 or 4 g L−l over approximately 8 wk. Subsequent rooting studies examined weekly applications of SAEP at 0, 0.2, 0.4, 1 or 2 g L−1. Results indicate that maximum plant and berry productivities were found at 1 and 2 g SAEP L−1 in both field and greenhouse. Chandler was the cultivar most responsive to SAEP application, while Albion was the least responsive. Soluble Ascophyllum extract powder increased colony counts in greenhouse and field soil samples with maximum colony counts at 4 g L−1 SAEP in the greenhouse, and 1 and 2 g L−1 SAEP in the field. Metabolic activities of soil microbes were found to increase following SAEP applications. Using the Biolog microbial analysis system, maximum average well colour development (AWCD), substrate diversity (H), substrate evenness (E), and substrate richness (S) responses were found at 4 g L−1 SAEP in the greenhouse. However, in field trials, AWCD, H, E, and S responses to extract treatment showed successive increases at 1 and 2 g L−1 SAEP, but reduced effect at 4 g L−1. Soluble Ascophyllum extract powder treatment showed highest respiration rates between 0.10 and 0.40 g per week per plant while in vitro soil treatments with 4 g L−1 SAEP reduced microbial respiration. This study suggests that SAEP applications increased strawberry root and shoot growth, berry yield and rhizosphere microbial diversity and physiological activity.