Evaluation of the effect of synthetic and botanical pesticides to the microbial soil community

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2008 (EN)
Αξιολόγηση της επίδρασης συνθετικών και βοτανικής προέλευσης φυτοπροστατευτικών προϊόντων στη μικροβιακή κοινότητα του εδάφους
Evaluation of the effect of synthetic and botanical pesticides to the microbial soil community

Σπύρου, Ιωάννα-Μαρία Ιωάννη

Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκε η επίδραση συνθετικών φυτοπροστατευτικών προϊόντων (Φ.Π.) metham sodium (MS), sodium tetrathiocarbonate (SoTe), fosthiazate και των Φ.Π. βοτανικής προέλευσης azadirachtin, quillajia καθώς και του φυτού Melia azedarach στην σύσταση της μικροβιακής κοινότητας τους εδάφους. Οι επιδράσεις των Φ.Π. στην μικροβιακή κοινότητα του εδάφους μελετήθηκαν με τη μέθοδο προσδιορισμού λιπαρών οξέων των φωσφολιπιδίων (PLFAs) σε πειράματα εργαστηρίου και αγρού όπου τα Φ.Π. εφαρμόστηκαν στις προτεινόμενες δόσεις. Η εκχύλιση των PLFAs πραγματοποιήθηκε με τη χρήση στηλών οξειδίου πυριτίου (Solid Phase Extraction, SPE-Si) και ακολούθησε χημική επεξεργασία, ώστε να προκύψουν οι αντίστοιχοι μεθυλεστέρες. Η ταυτοποίηση και ποσοτικοποίηση τους πραγματοποιήθηκε σε αέριο χρωματογράφο με ανιχνευτή Ιονισμού Φλογός (FID). Oι ανακτήσεις των PLFAs κυμάνθηκαν από 91 ως 95,25%. Τα δεδομένα που προέκυψαν αναλύθηκαν με την στατιστική μέθοδο ανάλυσης των Κυρίων Συνιστωσών (Principal Component Analysis). Τα Φ.Π βοτανικής προέλευσης (Quillajia, Azadirachtin) δεν προκάλεσαν σημαντικές ποσοτικές και ποιοτικές μεταβολές στην μικροβιακή κοινότητα σε σχέση με τον μάρτυρα, ενώ το οργανοφωσφορικό fosthiazate προκάλεσε μικρή μείωση των μικροβιακών PLFAs. Για το πείραμα υπό ελεγχόμενες συνθήκες διαπιστώθηκε ότι η εφαρμογή αλεσμένου-ξηρού καρπού από το φυτό Melia azadirachta προκάλεσε σημαντικές ποσοτικές και ποιοτικές μεταβολές στη μικροβιακή κοινότητα που οφείλονται στην σημαντική αύξηση των μυκήτων και αρνητικών κατά Gram βακτηρίων που ευνοήθηκαν από την περίσσεια θρεπτικών στοιχείων που ελευθερώθηκαν στο έδαφος από την προσθήκη αλεσμένου-ξηρού καρπού Melia. Η εφαρμογή του καπνιστικού MS μείωσε σημαντικά την συγκέντρωση των μικροβιακών PLFAs στο έδαφος, καθώς και τον πληθυσμό των μυκήτων και των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων, ενώ αντίθετα ευνόησε την επικράτηση θετικών κατά Gram βακτηρίων. Οι επιδράσεις του metham sodium στην μικροβιακή κοινότητα δεν ήταν πλέον εμφανής 60 ημέρες μετά την εφαρμογή. Για το πείραμα αγρού τα Φ.Π. βοτανικής προέλευσης (Quillajia, Azadirachtin) δεν προκάλεσαν σημαντικές μεταβολές στην μικροβιακή κοινότητα του εδάφους σε σχέση με τον μάρτυρα. Τα καπνιστικά MS και SoTe προκάλεσαν σημαντικές ποσοτικές και ποιοτικές μεταβολές στην μικροβιακή κοινότητα του εδάφους που ήταν ανάλογες με αυτές που παρατηρήθηκαν στο πείραμα εργαστηρίου αλλά διατηρήθηκαν εμφανής για τουλάχιστον 90 ημέρες, όση και η διάρκεια του πειράματος Το οργανοφωσφορικό fosthiazate προκάλεσε μια μικρή ποσοτική και ποιοτική μεταβολή στην σύσταση της μικροβιακής κοινότητας μετά από 30 ημέρες. Συμπερασματικά τα βοτανικά Φ.Π. όταν χρησιμοποιηθούν στις προτεινόμενες δόσεις δεν φαίνεται να προκαλούν σημαντικές μεταβολές στην μικροβιακή κοινότητα του εδάφους σε αντίθεση με τα καπνιστικά όπως το MS που προκαλούν σημαντικές μεταβολές στην μικροβιακή κοινότητα.
In this study the effects of the synthetic pesticides metham sodium (MS), sodium tetrathiocarbonate (SoTe) and the botanical pesticides azadirachtin, quillajia και Melia azedarach on the soil microbial community have been investigated. The application of pesticides took place in the field and in laboratory at the reccomended doses. The same type of soil was used in both experiments. The phospholipids fatty acids were extracted through a solid phase (Solid Phase Extraction, SPE-Si) and Phospholipids fatty acid (PLFA) analysis has been used. The samples were elaborated and the volatile methyl esters have been identified and quantified with gas chromatography with a flame ion detector (FID). The recovery of PLFAs varied from 91 to 95,25%. Principal component analysis (PCA) of the results showed significant alterations. As far as the laboratory, experiment was concerned the botanical pesticides (Quillajia, Azadirachtin) did not impose significant changes on the microbial community. The application of milled-dried fruits of Melia azedarach tree resulted in significant changes in the soil microbial community and specifically in the increase of fungi and Gram negative bacteria. This response was due to the release in the soil of large amounts of organic substrates and nutrients by the milled-dried fruits of Melia. The application of fumigant metham sodium caused a significant decrease in the microbial PLFAs concentration in the soil, as well as in the amount of fungi and Gram-negative bacteria. On the contrary, the Gram-positive bacteria were favored and dominated. The effect of metham sodium in microbial community weakened 60 days after the first day of application. The application of fosthiazate resulted in a minor decrease of microbial PLFAs. In the field experiment botanical pesticides (Quillajia, Azadirachtin) caused no alteration in the microbial community compered to control samples, while metham sodium και Enzone caused significant changes in soil microbial community. The alterations remained for at least 90 days. The organophosphate fosthiazate resulted in a minor change of microbial community 30 days after application. Overall, botanical pesticides, when applied at the recommended dose, did not show any effects on the structure of the soil microbial community, while fumigants showed significant effects at the recommended dose in the field.

Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών
Λιπαρά οξέα φωσφολιπιδίων
Καπνιστικά, συνθετικά
Phospholipids fatty acid (PLFAs)
gram positive bacteria
Principal component analysis (PCA)
Soil microbial community
Φυτοπροστατευτικά προϊόντα βοτανικής προέλευσης
Μικροβιακή κοινότητα του εδάφους
Αρνητικά κατά Gram, θετικά κατά Gram, μύκητες
Botanical pesticides
Gram negative bacteria

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)



Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Γεωπονίας, Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, Τμήμα Γεωπονίας

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)