Investigation into the effects of essential oils on mycoflora and winter wheat seed germination

Abstract

The mycoflora of winter wheat seed consists of various fungi which differ as to the parasitism rate. Their harmfulness is connected with their phytotoxic action and ability to produce mycotoxins. It has been proved that essential oils from different plants have an effective antifungal impact, that is why we studied the effectiveness of 13 essential oils which were produced by LLC “Aromatyka”, Ukraine (cinnamon, orange, peppermint, rosemary, vervain, ylang-ylang, sandal, fennel, lavender, eucalypt, bergamot, frankincense, and geranium) on securing of a group of fungi from winter wheat seeds. The seed mycoflora of Bogdana variety harvested in 2017-2020 which was grown in the North-Eastern Forest-Steppe zone of Ukraine (Sumy oblast) was analyzed. A fungi complex analysis was made on the media PGA. The impact of essential oils on seed germinating ability and the length of wheat sprouts on the 7th day has been determined. A longstanding studying of seed treatment by essential oils showed their effects on mycoflora formation. These plants affected not only the fungi amount but also changed their secure spectrum. The studies admit a negative impact of fungi on seed germination and plant development. The highest seed germination equaled 95% under its treatment with rosemary and orange oils. But under seed treatment with rosemary oil, there appeared Fusarium sp. and Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem., which have a negative impact on seed germination. Orange oil has increased the amount of fungi of Penicillium sp. The best results (on the basis of three indices) had sandal oil, under which the fungus colony has increased half and seed germination equaled 61%, the sprout length was maximal when applying other oils (58.8 mm). The essential oils which fully inhibited seed and fungi development (cinnamon, fennel, vervain, geranium) were determined. The study of two of them as fungicides for treatments at the beginning of wheat flowering proved a similar effect to falcon on the change of the internal seed mycoflora. Мікофлора насіння пшениці озимої складається з різних за ступенем паразитизму грибів. Шкідливість цих грибів пов’язана з їх фітотоксичною дією та здатністю до продукування мікотоксинів. Доведено, що ефірні олії різних рослин мають ефективну антигрибну дію, тому провели вивчення ефективності впливу 13 ефірних олій виробництва ТОВ «Ароматика», Україна (кориці, апельсину, м’яти перцевої, розмарину, вербени, іланг-ілангу, санталу, фенхелю, лаванди, евкаліпту, бергамоту, ладану, герані) на виділення комплексу грибів з насіння пшениці озимої. Проаналізували мікофлору насіння сорту Богдана врожаїв 2017–2020 рр., яке виростили у північно-східному Лісостепу України (Сумська обл.). Аналіз грибного комплексу провели на середовищі КГА. Також визначили вплив ефірних олій на схожість насіння та довжину проростків пшениці на 7-ий день. Багаторічне вивчення обробки насіння ефірними оліями показало вплив на формування його мікофлори. Ці речовини вплинули не лише на кількість грибів, але і змінили спектр їх виділення. Відмітили негативний вплив на схожість насіння та розвиток рослин. Найвища схожість насіння склала 95% за обробки оліями розмарину та апельсину. Але за обробки розмариновою олією у спектрі мікофлори з’явились фузарієві гриби та Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem., які негативно впливають на проростання насіння. Апельсинова олія збільшила чисельність грибів з роду Penicillium sp. Найкращі результати за поєднання трьох показників мала санталова олія, коли за майже дворазового зменшення колоній схожість насіння склала 61%, а довжина проростків була максимальною серед інших олій (58,8 мм). Визначили ефірні олії, які повністю пригнічували розвиток насіння та грибів (кориця, фенхель, вербена, герань). Вивчення двох з них у якості фунгіцидів за обробки на початку цвітіння пшениці довело схожий вплив до фалькона на зміну внутрішньої мікофлори насіння.