Influence of Black Soldier Fly Frass Fertilizer on Growth and Southern Blight Disease Development in Okra (Abelmoschus Esculentus (L.) Moench)

Ahmed Oladimeji; Olusegun Adebayo  OJUMOOLA; Adebola Azeez Lateef; Evelyn Blessing  ADEYEMI; Aminat Jummai  ABDULLAH

doi:10.35516/JJAS.3879

المؤلفون

Ahmed Oladimeji University of Ilorin, Ilorin, Nigeria https://orcid.org/0000-0003-4842-418X
Olusegun Adebayo OJUMOOLA University of Ilorin, Ilorin, Nigeria https://orcid.org/0000-0003-0672-9241
Adebola Azeez Lateef University of Ilorin, Ilorin, Nigeria https://orcid.org/0000-0002-0510-7996
Evelyn Blessing ADEYEMI University of Ilorin, Ilorin, Nigeria
Aminat Jummai ABDULLAH University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

DOI:

https://doi.org/10.35516/JJAS.3879

الكلمات المفتاحية:

ذبابة الجندي الأسود، الفضلات، مرض اللفحة الجنوبية، البامية، المرض

الملخص

أصبحت فضلات يرقات ذبابة الجندي الأسود (Hermetia illucens) (BSFL) تدريجيًا مصدرًا للأسمدة العضوية في أنظمة الزراعة نظرًا لدورها في تحسين نمو المحاصيل وتطورها، بالإضافة إلى كبح نمو مسببات الأمراض الفطرية. قامت هذه الدراسة بتقييم تأثير سماد فضلات ذبابة الجندي الأسود (BSFFF) على نمو نبات البامية (Abelmoschus esculentus) وتطور مرض اللفحة الجنوبية أثناء نموه. تم تطبيق BSFFF بمعدل 10 جم و15 جم و20 جم لكل 3 كجم من التربة المبسترة بالحرارة في أوعية بلاستيكية (سعة 5 لتر وقطر 20 سم في الأعلى وارتفاع 15 سم). لم يعمل أي تطبيق BSFFF كضابط بينما تم تطبيق NPK 20:10:10 بمعدل 30 كجم هكتار-1 ليكون بمثابة اختبار. أظهرت النتائج عدم وجود فرق كبير (p = 0.05) في معايير النمو على نباتات البامية المعالجة بـ BSFFF بغض النظر عن مستوى التطبيق. من الأسبوع الثاني إلى الخامس بعد البذر (WAS)، كانت معايير نمو نباتات البامية المعالجة بـ BSFFF على جميع المستويات مختلفة بشكل كبير (p = 0.00001) عن تلك الخاصة بالنباتات غير المعالجة والمعالجة بـ NPK. تراوحت أطوال النباتات في دراستي WAS الأولى والسادسة بين 15.95±0.53 و37.65±2.63 سم على التوالي. من دراستي WAS الثانية إلى الخامسة، كان محيط ساق نباتات البامية المعالجة بـ BSFFF على جميع المستويات أوسع بشكل ملحوظ (p = 0.00001) من محيط ساق النباتات غير المعالجة والمعالجة بـ NPK. في دراستي WAS، كان عدد الأوراق (6.56±0.24) في نباتات البامية المعالجة بـ BSFFF20 أكبر بشكل ملحوظ (p = 0.0098) من عدد أوراق نباتات الشاهد (5.20±0.13). ومع ذلك، بدءًا من دراستي WAS الثالثة، كان هناك انخفاض مطرد في عدد أوراق نباتات البامية بغض النظر عن نوع المعالجة، ويرجع ذلك على الأرجح إلى ظهور أعراض المرض. عند 4 WAS، كان عدد أوراق النباتات المعالجة بـ BSFFF20 (5.67 ± 0.33) أكبر بشكل ملحوظ (p = 0.0003) من عدد أوراق النباتات غير المعالجة، على الرغم من اعتدال معدل ظهور أعراض المرض على النباتات. تُظهر نتائج هذه الدراسة أن دمج BSFFF في نظام زراعة البامية من شأنه تحسين نمو وتطور نبات البامية، وتعزيز قدرته على مقاومة مرض اللفحة الجنوبية.

التنزيلات

بيانات التنزيل غير متوفرة بعد.

السير الشخصية للمؤلفين

Ahmed Oladimeji، University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Phytopathology Unit, Department of Crop Protection, Faculty of Agriculture University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Olusegun Adebayo OJUMOOLA، University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Phytopathology Unit, Department of Crop Protection, Faculty of Agriculture, University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Adebola Azeez Lateef، University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Entomology Unit, Department of Crop Protection, Faculty of Agriculture, University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Evelyn Blessing ADEYEMI، University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Phytopathology Unit, Department of Crop Protection, Faculty of Agriculture, University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Aminat Jummai ABDULLAH، University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

Phytopathology Unit, Department of Crop Protection, Faculty of Agriculture, University of Ilorin, Ilorin, Nigeria

المراجع

Aboyeji, C.M., Dahunsi, S.O., Olaniyan, D.O. et al. (2021). Performance and quality attributes of okra (Abelmoschus esculentus (L.) Moench) fruits grown under soil applied Zn-fertilizer, green biomass, and poultry manure. Sci Rep 11, 8291. https://doi.org/10.1038/s41598-021-87663-4

Alattar, M.; Alattar, F.; Popa, R. (2016). Effects of microaerobic fermentation and black soldier fly larvae food scrap processing residues on the growth of corn plants (Zea mays). Plant Sci, 3, 57–62.

Amadi1, J. E., C. Nnamani1, C.O. Ozokonkwo2 and C.S. Eze3 (2014). Survey of the incidence and severity of okra (Abelmoschus esculentus L. Moench) Fruit rot in Awka South lga, Anambra State, Nigeria. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 3 (4):1114-1121

Andreo-Jimenez B, Schilder M.T, Nijhuis E.H, te Beest D.E, Bloem J, Visser J.H.M, van Os G, Brolsma K, de Boer W, Postma J. (2021). Chitin- and keratin-rich soil amendments suppress Rhizoctonia solani disease via changes to the soil microbial community. Appl Environ Microbiol 87: e00318-21. https://doi.org/10 .1128/AEM.00318-21.

Arabzadeh, G.; Delisle-Houde, M.; Vandenberg, G.W.; Derome, N.; Deschamps, M.-H.; Dorais, M.; Vincent, A.T.; Tweddell, R.J. 2023). Assessment of Antifungal/Anti-Oomycete Activity of Frass Derived from Black Soldier Fly Larvae to Control Plant Pathogens in Horticulture: Involvement of Bacillus velezensis. Sustainability, 15, 10957. https://doi.org/10.3390/su151410957

Barragán-Fonseca, K. Y, Azkia Nurfikari, Els M. van de Zande, Max Wantulla, Joop J.A. van Loon, Wietse de Boer, Marcel Dicke (2022). Insect frass and exuviae to promote plant growth and health. Trends in Plant Science. 27 (7): 646-654

Beesigamukama, D., Mochoge, B., Korir, N., Musyoka, M.W., Fiaboe, K.K.M., Nakimbugwe, D., Khamis, F.M., Subramanian, S., Dubois, T., Ekesi, S. and Tanga, C.M. (2020). Nitrogen fertilizer equivalence of black soldier fly frass fertilizer and synchrony of nitrogen mineralization for maize production. Agronomy 10: 1395.

Beesigamukama, D., Mochoge, B., Korir, N.K., K.M. Fiaboe, K., Nakimbugwe, D., Khamis, F.M., Subramanian, S., Wangu, M.M., Dubois, T., Ekesi, S., and Tanga, C.M. (2021). Low-cost technology for recycling agro-industrial waste into nutrient-rich organic fertilizer using black soldier fly. Waste Management 119: 183-194. https:// doi.org/10.1016/j.wasman.2020.09.043

Cawoy, H., Bettiol, W., Fickers, P., & Ongena, M. (2011). Bacillus-based biological control of plant diseases. In M. Stoytcheva (Ed.), Pesticides in the Modern World - Pesticides Use and Management 273– 302). Intech Open.

Ekundayo, E. A., Ekundayo, F. O., Osibote, I. A., Boboye, B. E., Adetuyi, F. C. (2018). Growth responses of okra (Abelmoschus esculentus) to inoculation with Trichoderma viride, mancozeb, and Sclerotium rolfsii in sterile and non-sterile soils. Plant Pathology & Quarantine 8(1), 24–35

Fowles, T.M. and Nansen, C. (2020). Insect-based bioconversion: value from food waste. In Food Waste Management: Solving the Wicked Problem (1st edn) (Närvänen, E. et al., eds), pp. 321–346, Springer International Publishing, Cham

Gadhave K. R., Gange A. C. (2016). Plant-associated Bacillus spp. alter life-history traits of the specialist insect Brevicoryne brassicae L. Agric. For. Entomol. 18: 35–42. 10.1111/afe.12131

Green, T.R. and Popa, R. (2012). Enhanced ammonia content in compost leachate processed by black soldier fly larvae. Applied Biochemistry and Biotechnology 166: 1381-1387. https://doi.org/10.1007/s12010- 011-9530-6

Klammsteiner, Thomas, Veysel Turan, Marina Fernández-Delgado Juárez, Simon Oberegger, and Heribert Insam. (2020). "Suitability of Black Soldier Fly Frass as Soil Amendment and Implication for Organic Waste Hygienization" Agronomy 10: 1578. https://doi.org/10.3390/agronomy10101578

Le, C. N., Mendes, R., Kruijt, M., and Raaijmakers, J. M. (2012). Genetic and phenotypic diversity of Sclerotium rolfsii in groundnut fields in central Vietnam. Plant Dis. 96:389-397. https://doi.org/10.1094/PDIS-06-11-0468 Link, ISI, Google Scholar

Mazzola, M., & Freilich, S. (2017). Prospects for biological soil-borne disease control: Application of indigenous versus synthetic microbiomes. Phytopathology, 107(3), 256–263.

Mullen, J. 2001. Southern blight, Southern stem blight, White mold. The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2001-0104-01. Updated 2006. https://www.apsnet.org/edcenter/disandpath/fungalbasidio/pdlessons/Pages/SouthernBlight.aspx

Oriola E., Oyeniyi S. T. (2017). Changes in Climatic characteristics and crop yield in Kwara State (Nigeria).

Geography, Environment, Sustainability (GES Journal) 10 (2): 74 – 93

Pieterse C. M., Zamioudis C., Does D. V., Van Wees S. (2014). “Signalling networks involved in induced resistance” in Induced resistance for plant defense: A sustainable approach to crop protection, 58–80.

Pieterse, C. M., Zamioudis, C., Berendsen, R. L., Weller, D. M., Van Wees, S. C., and Bakker, P. A. (2014). Induced systemic resistance by beneficial microbes. Annu. Rev. Phytopathol. 52, 347–375. doi: 10.1146/annurev-phyto-082712-102340

Pineda, A., Si-Jun Zhang, Joop, J. A. van Loon, Corne M. J. Pieterse, and Marcel Dicke (2010). Helping Plants to deal with Insects: the role of beneficial soil-borne microbes. Trends in Plant Science 15 (9): 507 – 514. Published by Elsevier Ltd.

Quilliam, R.S., Nuku-Adeku, C., Maquart, P., Little, D., Newton, R., and Murray, F. (2020). Integrating insect frass biofertilisers into sustainable peri-urban agro-food systems. Journal of Insects as Food and Feed 6: 315-322. https://doi.org/10.3920/jiff2019.0049

Randall TE, Fernandez-Bayo JD, Harrold DR, Achmon Y, Hestmark KV, Gordon TR, et al. (2020) Changes of Fusarium oxysporum f.sp. lactucae levels and soil microbial community during soil biosolarization using chitin as soil amendment. PLoS ONE 15(5): e0232662. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232662

R Core Team (2021). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URLhttps://www.R-project.org/

Shamshina J. L., Kelly A., Oldham T., Rogers R. D. (2020). Agricultural uses of chitin polymers. Environ. Chem. Lett. 18, 53–60. doi: 10.1007/s10311-019-00934-5

Singh, P., Chauchan, V., Tiwari, B.K., Chauchan, S.S., Simon, S., Bilal, S., & Abidi, A.B. (2014). An overview of Okra (Abelmoschus esculentus) and its importance as a nutritious vegetable in the world. International Journal of Pharmacy and Biological Sciences. 4(2). p227

Spranghers T, Ottoboni M, Klootwijk C, Ovyn A, Deboosere S, De Meulenaer B, Michiels J, Eeckhout M, De Clercq P, De Smet S. (2017). Nutritional composition of black soldier fly (Hermetia illucens) prepupae reared on different organic waste substrates. J Sci Food Agric. 97(8):2594-2600. doi: 10.1002/jsfa.8081. Epub 2016 Nov 14. PMID: 27734508.

Susilo, H. P., Berlin, D. N., & Rubello, S. G. (2010). Effect of Soybean Cyst Nematode on Growth of Dry Bean in the Field. Plant Disease. The American Phytopathological Society. 94 (11): 1299 – 1304.

Veresoglou, Stavros & Barto, E. & Menexes, George & Rillig, Matthias. (2013). Fertilization affects the severity of disease caused by fungal plant pathogens. Plant Pathology. 62. 10.1111/ppa.. 12014.

Zahn, N.H., (2017). The effects of insect frass created by Hermetia illucens on spring onion growth and soil fertility. M.Sc. thesis, University of Stirling, Stirling, UK, 65 pp.