Common scab of potato as affected by soil mineral elements and tuber chemical constituents.

By

M. A. El-Sheikh

Plant Pathology Dept., Fac. of Agric., Damanhour Univ.

ABSTRACT

During 2009/2010 growing season, a survey was conducted in three regions where potato was intensively cultivated in three different governorates. These were El-Nubaria, El-Salheya and El-Sheikh Zaied in El-Behera, El-Sharkia and El-Ismailia governorates respectively. The causal common scab isolates of Streptomyces scabies recovered were isolated from potato tubers showing different scab symptoms and these isolates were all monomorphic for the morphological, biochemical and physiological traits tested. However, two types of necrosis were developed in the pathogenicity test with the tested S. scabies. These were phenotype 1 which characterized with little brown flecks, and phenotype 2 which characterized with brown black necrosis. The study revealed that incidence and severity of common scab differed among the three surveyed regions of the three governorates with the highest incidence in El-Nubaria region      (60.0 %) followed by El-Salheya (52.5 %) and El-Sheikh Zaied (22.5 %). The same trend was observed for the common scab disease severity with highest severity in El-Nubaria (25.8 %), followed by El-Salheya (22.8 %) and El-Sheikh Zaied (11.4 %). Severity of the scab was found to be correlated with the soil mineral elements and the tuber biochemical constituents. A positive and highly correlation was revealed in the three surveyed regions between soil calcium concentration and the potato scab severity (r = 0.949 – 0.941). The macronutrients, i.e. nitrogen and phosphorus, exhibited mostly weak – medium correlation (r = 0.289 – 0.591). Meantime, soil content of potassium and magnesium exhibited mainly positive correlation (r = 0.677 – 0.936) with the scab severity in the surveyed regions. On the other hand, the micronutrients soil content, i.e. Fe, Zn, Mn and Cu, showed (mostly) proportional relationship between Mn and Cu and the scab severity (r = 0.552 – 0.892) while, Fe and Zn showed mostly negative medium correlation (r = 0.187 – 0.695). In addition, Ca/P ratio of the soil exhibited mainly positive correlation with high values of (r = 0.824 – 0.952) while the cation exchange capacity (CEC) revealed positive reaction with common scab severity where (r = 0.893, 0.824 and 0.952) in the three surveyed regions, respectively. Periderm content of N, P, K and Cu were found to be higher in the less susceptible (tolerant) red-skinned, cv Lady rosetta, compared to the white-skinned, cv Hermis, the more susceptible in all the analysed healthy potato tuber. On the other hand, the periderm N and Zn contents were not significantly different in the two cultivars tested, while Fe and Mn contents of periderm showed an opposite relation as the ,cv Hermis, had higher content than the less susceptible, cv L.rosetta, with significant differences were observed. In case of L. rosetta, N, P and K contents did not significantly differ among healthy and infected tubers as well as Mn, Zn and Cu. However, Fe content was higher in healthy than the infected tubers. Potato flesh contents of N, P, K, Fe, Zn, Mn and Cu were found to be higher in the less susceptible (tolerant) red-skinned, cv L.rosetta, compared to the white-skinned, cv Hermis, which was more susceptible. Meantime, protein, fiber, carbohydrate and total phenol percentages were found to be higher in the less susceptible (tolerant), cv L.rosetta, than the susceptible, cv Hermis, while moisture, fat and reducing sugars had a reverse tendency in the all analysed healthy tubers.

الملخص العربي

الجرب العادي في البطاطس وعلاقة حدوثه بالعناصر المعدنية ومحتوى

الدرنة من المكونات الكيميائية .

محمد أحمد الشيخ

قسم امراض النبات – كلية الزراعة– جامعة دمنهور

تم إجراء حصر خلال الموسم 2009 / 2010 في ثلاث مناطق حيث تزرع البطاطس بكثافة في ثلاث محافظات مختلفة وكانت المناطق هي النوبارية في محافظة البحيرة ، والصالحية في محافظة الشرقية والشيخ زايد في محافظة الإسماعيلية.

-          وقد تم عزل البكتيرة ستربتومايسز سكابيس مسبب مرض الجرب العادي من درنات بطاطس يظهر عليها أعراض مختلفة للجرب العادي وثبت أن هذه العزلات متماثلة في صفاتها المورفولوجية والبيوكيميائية والفسيولوجية. وفي اختبار القدرة المرضية تبين وجود مظهرين من الموت الموضعي نتيجة للاختبار، المظهر الاول تم تشخيصه وتمييزه بظهور بقع وقرح بنية قليلة بينما المظهر الثاني يتميز بموت موضعي بني أسود.

-          وقد أسفرت الدراسات عن ان نسبة حدوث المرض الأعلى كانت في النوبارية بنسبة             60 %يليها الصالحية 52,5 % ، 22,5 % في منطقة الشيخ زايد.

-          وقد لوحظ نفس التوجه في حالة شدة المرض حيث كانت أعلى شدة المرض في النوبارية 25,8 % يليها الصالحية بنسبة 22,8 % ثم الشيخ زايد بنسبة 11,4 % .

-          وقد وجد ان شدة مرض الجرب العادي كانت مرتبطة بمحتوى التربة من العناصر المعدنية علاوة على محتوى الدرنات من العناصر المعدنية والمركبات الكيميائية .

-          كما وجدت علاقة ارتباط موجبة قوية بين تركيز عنصر الكالسيوم في التربة وشدة مرض الجرب العادي حيث ان قيمة r   تراوحت بين 0,941- 0,949 وذلك في المناطق الثلاثة.

كما أن عنصرالنيتروجين والفوسفور اظهر علاقة ارتباط ضعيفة الى متوسطة غالبا في منطقتين من الثلاث مناطق المختبرة حيث أن قيمة r   تراوحت بين 0,289 – 0,591 . وفي نفس الوقت فإن محتوى التربة من البوتاسيوم والمغنسيوم قد اظهر علاقة ارتباط موجبة تراوحت بين 0,677 – 0,936 بينها وبين شدة مرض الجرب العادي غالبا في منطقتين من الثلاث مناطق.

-          من ناحية أخرى فإن محتوى التربة من العناصر الصغرى مثل الحديد والزنك والمنجنيز والنحاس قد أظهر غالبا علاقة ارتباط طردية موجبة في حالة المنجنيز والنحاس بينها وبين شدة الجرب العادي حيث rتراوحت بين 0,187 – 0,695 .

-          علاوة على ذلك فإن نسبة الكالسيوم / الفوسفور قد أظهرت بصورة رئيسية علاقة موجبة قوية بينها وبين شدة المرض حيث ان r   تراوحت بين 0,824 – 0,952 .

-          وقد توصلت النتائج في ما يتعلق بالسعة التبادلية الكاتيونية CECأنها قد أظهرت علاقة ارتباط قوية بينها وبين مرض الجرب العادي حيث  r  تراوحت بين 0,824 – 0,952 في الثلاث مناطق .

-          كما أظهرت النتائج أن محتوى القشرة (البريديرم) من عناصر النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والنحاس أعلى في الصنف الأقل قابلية للاصابة ذا القشرة الحمراء ليدي روزيتا مقارنة بالصنف ذي القشرة البيضاء هيرمس.

-          من ناحية أخرى فإن محتوى القشرة من N  ، Znلم تختلف معنويا في كل من الصنفين، بينما محتوى القشرة من الحديد، والمنجنيز أظهر علاقة عكسية حيث اظهر الصنف هيرمس محتوى أعلى من هذن العنصرين اكثر من الصنف الأقل قابلية (المتحمل) مع وجود فروق معنوية. وفي حالة الصنف ليدي روزيتا فإن محتوي الدرنات من N, P، Kلم تختلف معنويا بين الدرنات السليمة والمصابة في نفس الصنف مثلما في عناصر المنجنيز والزنك والنحاس، إلا أن المحتوى من الحديد كان اعلى في الدرنات السليمة عن الدرنات المصابة مع وجود فروق معنوية.

-          وقد وجد أن محتوى الدرنة من N، P،K  ، Fe،  Zn،Mn   كان أعلى في الصنف الأقل قابلية للاصابة (متحمل) ليدي روزيتا مقارنة بالصنف ذي القشرة البيضاء هيرمس الأكثر قابلية للإصابة .  

-          كما أظهرت النتائج أن نسبة البروتين ، الألياف ، الكربوهيدرات ، الفينولات الكلية كانت أعلى في الصنف ليدي روزيتا الأقل قابلية للإصابة (المتحمل) عن الصنف الأكثر قابلية للإصابة  "هيرمس" بينما نسبة الرطوبة والدهون والسكريات المختزلة اخذت اتجاها عكسيا في كل الدرنات السليمة.

Table (5): Mineral elements content of periderm in healthy and naturally infected potato tubers with common scab of the tolerant red-skinned, cv Lady rosetta, and the susceptible white-skinned, cv Hermis.

** H = Healthy, I = Infected, N.S = not significant     ** Means followed with the same letter are not significantly different at P=0.05 of probability.

Table (6): Mineral elements content of flesh tissue in healthy and naturally infected potato tubers with common scab of the tolerant red-skinned, cv Lady rosetta, and the susceptible white-skinned, cv Hermis.

** H = Healthy, I = Infected, N.S = not significant             ** Means followed with the same letters are not significantly different at P=0.05 probability.