Soil incorporation of buckwheat as a pre-plant amendment provides control of Rhizoctonia damping-off and root rot of radish and Pythium damping-off and root rot of cucumber

Abstract

Buckwheat is a rapidly growing cover crop with the potential to improve soil quality and health. In this study, the impact of buckwheat plant material (BPM) as a soil amendment on seedling emergence and suppression of damping-off and root rot of radish (Rhizoctonia solani) and cucumber (Pythium ultimum) was investigated in pot assays. Fresh BPM grown in a greenhouse potting mix for 4 weeks was chopped in small 1–2 cm long pieces and incorporated into field soil containing 0–10% of R. solani or P. ultimum inoculum produced on sterilized rye seed. The infested soil was then incubated for 0–8 weeks prior to planting radish or cucumber seed. The effects of BPM on plant growth and disease development were determined 2 weeks after planting. There was no disease protection if radish and cucumber seeds were planted within 1–2 weeks after soil incorporation of BPM. Disease protection was evident when planting was delayed for 3 weeks after BPM amendment to soil. BPM soil amendment provided protection of radish plants from Rhizoctonia damping-off and protection of cucumber plants from Pythium damping-off and root rot. BPM amendments had no effect on promoting plant growth but slightly increased soil pH. In amended soil receiving 4% and 10% of BPM planted with radish or cucumber seeds 0, 3 and 8 weeks later, total populations of indigenous fungi were 0.66–2.01 log units higher and bacteria were 0.53–0.92 log units higher compared with the populations in the non-amended soils. Buckwheat soil amendment offers a potential option to improve plant and soil health.

Résumé

Le sarrasin est une plante de couverture à croissance rapide qui offre la possibilité d’améliorer la qualité et la santé du sol. Dans cette étude, l’effet du matériel végétal provenant du sarrasin (MVS) comme amendement du sol quant à l’émergence des semis et à la suppression de la fonte des semis et du pourridié chez le radis [Rhizoctonia solani] et le concombre [Pythium ultimum] a été étudié au cours d’essais en pots. Du MVS frais cultivé dans un terreau pour culture en serre pendant quatre semaines a été coupé en petits morceaux de 1 à 2 cm et incorporé à de la terre contenant de 0 à 10% d’un inoculum de R. solani ou de P. ultimum produit sur de la graine de seigle stérilisée. Le sol infesté a par la suite été incubé jusqu’à huit semaines avant d’y semer les graines de radis ou de concombre. Les effets du MVS sur la croissance des plants et le développement des maladies ont été constatés deux semaines après avoir semé les graines. Il n’y avait aucune protection contre les maladies si les graines de radis et de concombres avaient été semées de une à deux semaines après l’incorporation du MVS au sol. La protection contre les maladies s’est manifestée lorsqu’on attendait trois semaines après avoir amendé le sol avant de semer les graines. L’amendement à base de MVS a protégé les plants de radis de la fonte des semis causée par Rhizoctonia et ceux de concombres de la fonte des semis et du pourridié causé par Pythium. Pour ce qui est de promouvoir la croissance des plants, le MVS n’a eu aucun effet, mais il a contribué à légèrement élever le pH du sol. Dans les sols ayant été amendés avec 4% et 10% de MVS et dans lesquels on a semé des graines de radis et de concombre, zéro, trois et huit semaines plus tard, les populations totales de champignons indigènes étaient de 0.66 à 2.01 unités logarithmiques plus élevées et celles de bactéries, de 0.53 à 0.92 unité logarithmique plus élevée, comparativement aux populations des sols non amendés. L’amendement à base de sarrasin constitue une option possible en ce qui a trait à l’amélioration de la santé des plants et du sol.

Keywords:

• disease suppression
• microbial activity
• Pythium ultimum
• Rhizoctonia solani
• seedling diseases

Mots clés:

• activité microbienne
• maladies de semis
• Pythium ultimum
• Rhizoctonia solani
• suppression de la maladie

Acknowledgements

Technical assistance of the following co-op or summer students is gratefully acknowledged: Alexa Busef, Emma MacDougall, Meghan Chisholm, Brock Burgess, Alya Ahmed-Praught, Brendan Ward, Taylor Shaw and Jacqueline Bradbury.

Additional information

Funding

This research work was made possible through financial support from Agriculture and Agri-Food Canada. There are no conflicts of interests related to this study.