Biochar Application for Enhancing Cucumber Growth and Fusarium Diseases Resistance through Systemic Induction and Pathogen Suppression

Document Type : Original Article

Authors

Department of Plant Pathology, Faculty of Agriculture, Assiut University, 71526 Assiut, Egypt.

Abstract

Cucumber plants in Egypt were found to be affected by Fusarium proliferatum (Matsush.) Nirenberg, Fusarium incarnatum (Desm.) Sacc., and Fusarium equiseti (Corda) Sacc., which caused significant seedling damping-off and root rot. Pathogenicity assays revealed that F. incarnatum was the most aggressive pathogen, followed by F. proliferatum, and F. equiseti. In vitro assay assessed the efficacy of three biochar types (rice straw, grape waste, and palm kernel) at concentrations of 0.5%, 1.0%, and 2.0%. In general, biochar treatments of grape waste and palm kernel significantly suppressed pathogen growth, with all concentrations demonstrating the greatest inhibition. Among the biochar types, rice straw biochar exhibited the lowest efficacy revealed that no inhibition of the three Fusarium sp. in vitro, followed by grape waste and palm kernel. In greenhouse trials conducted during 2023 and 2024 seasons, 2.0% biochar treatments notably reduced damping-off and root rot, with rice straw biochar providing the most effective disease control.
Furthermore, biochar application enhanced the plant's defense mechanisms, as evidenced by increased catalase, peroxidase, and polyphenol oxidase activities, along with elevated total phenol contentions compared to untreated controls. These findings highlight biochar as a promising, sustainable strategy for managing Fusarium diseases in cucumbers, emphasizing the need to select the appropriate biochar type and concentrations for optimal disease suppression

Keywords

Main Subjects

Article Title [العربیة]

استخدام الفحم الحيوي لتعزيز نمو الخيار والمقاومة لأمراض الفيوزاريوم من خلال التحفيز الجهازي وقمع مسببات الأمراض

Authors [العربیة]

  • محمد ممدوح مكرم الله
  • هايدى ابراهيم ابوالنجا
  • محمد سامي محمد
  • عامر فايز محمود
قسم أمراض النبات، كلية الزراعة، جامعة أسيوط، أسيوط، مصر.
Abstract [العربیة]

وجد أن نباتات الخيار في مصر تتعرض للإصابة بالعديد من الفطريات المسببة للأمراض مثل: Fusarium proliferatum ، Fusarium incarnatum ، Fusarium equiseti التي تتسبب في ذبول البادرات وتعفن الجذور بشكل ملحوظ. وكشفت اختبارات القدرة المرضية أن الفطر Fusarium incarnatum أكثر الأنواع فى القدرة المرضية، يليه الفطر Fusarium proliferatum والفطر Fusarium equiseti. تم تقييم فعالية ثلاثة أنواع من الفحم الحيوي (قش الأرز، مخلفات العنب، ونوى النخيل) بتركيزات 0.5%، 1.0%، 2.0%. أظهرت جميع معالجات الفحم الحيوي تأثيرًا مختلفا على نمو مسببات الأمراض. أن الفحم الحيوي المشتق من قش الأرز لم يؤثر بشكل كبير على نمو فطر الفيوزاريوم في المختبر وكان الفحم الحيوي المشتق من نوى النخيل اعلي فعالية في تثبيط النمو.
في التجارب التي أُجريت تحت ظروف الصوبة خلال عامي 2023، 2024 أدى تطبيق الفحم الحيوي بتركيز 2.0% إلى تقليل موت البادرات وتعفن الجذور بشكل كبير، حيث أظهر الفحم الحيوي المصنع من قش الأرز أعلى فعالية في مكافحة المرض. علاوة على ذلك، عزز استخدام الفحم الحيوي من آليات دفاع النبات، كما تبين من زيادة نشاط الإنزيمات مثل الكاتاليز، والبيروكسيديز، وبولي فينول اوكسيديز، بالإضافة إلى ارتفاع محتوى الفينولات الكلية مقارنة بالعينات غير المعالجة.
تُظهر هذه النتائج أن الفحم الحيوي يمثل استراتيجية واعدة ومستدامة لإدارة أمراض الفيوزاريوم في الخيار، مع ضرورة اختيار النوع والتركيز الأمثل للفحم الحيوي لتحقيق أقصى فعالية في قمع المرض.

Keywords [العربیة]

  • الخيار
  • الفحم الحيوي الفيوزاريوم
  • تساقط البادرات
  • عفن الجذور
  • قمع المرض

Files

Share

How to cite

Statistics