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The Effect of Alfalfa Residue Incorporation on Soil Bacterial Communities and the Quantity of Verticillium dahliae Microsclerotia in Potato Fields in the Columbia Basin of Washington State, USA

Photo by kitera from unsplash

Verticillium wilt, caused by the soil-borne fungus Verticillium dahliae, is one of the most important diseases of potato in North America. Soil incorporation of alfalfa residues prior to planting potato… Click to show full abstract

Verticillium wilt, caused by the soil-borne fungus Verticillium dahliae, is one of the most important diseases of potato in North America. Soil incorporation of alfalfa residues prior to planting potato could be a nonchemical Verticillium wilt management tactic by reducing the number of viable microsclerotia in field soil. Verticillium dahliae microsclerotia were quantified in field soils where organic material from alfalfa was incorporated, and numbers of microsclerotia were compared to fields where alfalfa residue was not incorporated. In addition, bacterial metagenomics was utilized to characterize soils where organic material from alfalfa was or was not incorporated to determine if alfalfa residue incorporation facilitates the formation of soils that suppress or kill V. dahliae microsclerotia. The number of V. dahliae microsclerotia in soil was greater (P = 0.0003) in fields where crop residue was incorporated than fields without incorporation when chloropicrin was used as a fumigant. Conversely, the number of V. dahliae microsclerotia observed in potato plants did not differ (P = 0.4020) between fields where residues were or were not incorporated if chloropicrin was used. Alfalfa residue incorporation did not significantly alter the soil bacterial metagenome compared to fields not subject to residue incorporation in both years of study. Despite these conclusions, the method can be employed to analyze the effect of grower practices with the intent of linking a field practice to increasing soil bacterial diversity and decreasing Verticillium wilt severity on potato.ResumenEl marchitamiento por Verticillium, causado por el hongo del suelo Verticillium dahliae, es una de las enfermedades más importantes de la papa en Norteamérica. La incorporación al suelo de residuos de alfalfa previa a la siembra de papa, pudiera ser una táctica no química de manejo de la marchitez por Verticillium mediante la reducción del número de microesclerocios viables en el suelo. Se cuantificaron los microesclerocios de Verticillium dahliae en suelo del campo donde se incorporó material orgánico de alfalfa, y se compararon los números de microesclerocios con campos donde no se incorporó residuo de alfalfa. Además se utilizó metagenómica bacteriana para caracterizar los suelos donde el material orgánico de alfalfa fue o no incorporado para determinar si la incorporación del residuo de alfalfa facilita la formación de suelos que suprimen o matan a los microesclerocios de V. dahliae. El número de microesclerocios de V. dahliae en el suelo fue mayor (P = 0.0003) en campos donde el residuo del cultivo se incorporó que en campos sin la incorporación cuando se usó cloropicrina como fumigante. Por el contrario, el número de microesclerocios de V. dahliae observados en las plantas de papa no difirieron (P = 0.4020) entre campos donde los residuos fueron o no incorporados si se usó cloropicrina. La incorporación de residuo de alfalfa no alteró significativamente la metagenómica bacteriana del suelo al compararse con campos que no estuvieron sujetos a la incorporación de residuo en los dos años del estudio. A pesar de estas conclusiones, se puede emplear el método para analizar el efecto de las prácticas del productor con la intención de ligar una práctica de campo a un aumento en la diversidad bacteriana del suelo y una disminución en la severidad de la marchitez por Verticillium en papa.

Keywords: verticillium; alfalfa; del; dahliae; incorporation; soil

Journal Title: American Journal of Potato Research
Year Published: 2017

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