The influence of barley straw extract addition on the growth of duckweed (Lemna valdiviana Phil.) under laboratory conditions

L’influence d’addition d’extrait de paille d’orge sur la croissance des lentilles d’eau (Lemna valdiviana Phil.) dans des conditions de laboratoire

Department of Hydrobiology, University of Life Sciences in Lublin, Dobrzańskiego 37, 20-062 Lublin, Poland

^⋆ Corresponding author: magda.suchora@up.lublin.pl

Received: 21 May 2014
Revised: 25 July 2014
Accepted: 26 July 2014

Abstract

Due to its ability to forming dense mats in small waterbodies, duckweeds are often considered as nuisance plants in some freshwaters. Up to now, few techniques had been tested aiming towards managing duckweeds, but all of them had appeared to have some disadvantages. As an attempt to find a new effective management tool, a laboratory experiment assessing the influence of barley straw (BS) extract addition – a substance used in algal bloom control, upon the growth of the duckweed Lemna valdiviana, was performed. Reaction on two various concentrations of BS extract were quantified by measurements of changes in duckweed biomass and root length. The results showed that plants which have received the extract increased their biomass slower than that of the control, however only those with the addition of smaller amounts of BS differed significantly from the controls. Furthermore, BS addition stimulated the root growth in both experimental tanks. This implies that the mean roots length was higher, although the statistical differences were insignificant. As possible explanation for the observed changes we suggest that: (1) the growth inhibition of Lemna valvidiana under exposition to BS extract might be induced by an uptake of organic compounds from which some (phenolic substances) are (probably) toxic; (2) competitive interactions with the microbial communities developed upon the duckweed roots might play a role as well.

Résumé

Grâce à leur capacité à former des tapis denses dans les petits plans d’eau, les lentilles d’eau sont souvent considérées comme des plantes nuisibles dans certaines eaux douces. Jusqu’à maintenant, quelques techniques ont été testées visant à gérer les lentilles d’eau, mais toutes ont semblé avoir quelques inconvénients. Comme tentative à trouver un nouvel outil de gestion efficace, une expérience de laboratoire évaluant l’influence d’addition d’extrait de paille d’orge (BS), une substance utilisée dans le contrôle de la prolifération des algues, sur la croissance de la lentille d’eau Lemna valdiviana, a été réalisée. La réaction à deux différentes concentrations d’extrait de BS a été quantifiée par des mesures de l’évolution de la biomasse et la longueur des racines de la lentille d’eau. Les résultats ont montré que les plantes qui ont reçu l’extrait ont augmenté leur biomasse plus lentement que celle du témoin, mais seules celles avec l’addition de petites quantités de BS différaient significativement des témoins. Par ailleurs, l’addition de BS a stimulé la croissance des racines : dans les deux bassins expérimentaux. Ceci implique que la longueur moyenne des racines était plus élevée, bien que les différences statistiques aient été insignifiantes. Comme explication possible pour les changements observés, nous suggérons que : (1) l’inhibition de la croissance de Lemna valvidiana sous exposition à l’extrait de BS peut être induite par une absorption de composés organiques dont certains (substances phénoliques) sont (probablement) toxiques; (2) des interactions concurrentielles avec les communautés microbiennes développées sur les racines des lentilles d’eau peuvent jouer un rôle.