Взаимоотношения in vitro между щамове Bradyrhizobium sp.(cicer) и други почвени микроорганизми / Azotobacter chrococcum и актиномицети /
С оглед подбора на ефективни двойки за смесена инокулация на нахута бяха изследвани взаимоотношенията между щамовете Bradyrhizobium sp. ( cicer) и актиномицетните изолати от алувиално – ливадна почва . В повечето случаи се отчита стимулиращ ефект на актиномицетите върху развитието на грудковите бактерии. 13 актиномицетни изолата проявяват само стимулиращо действие, 15 – само инхибиращо, а при 8 от актиномицетните изолати се наблюдават както синергични, така и антагонистични взаимодействия, различни по своята интензивност в зависимост от щама Bradyrhizobium. При 21 актиномицетни изолати, т.е. при повече от 50% се установяват синергични взаимоотношения . Изолати №28 и 30 стимулират развитието на 3 щама грудкови бактерии.
Фигура 1. Взаимоотношения между щамове Bradyrhizobium sp.(cicer) и актиномицети, изолирани от алувиално – ливадна почва.
12
Най-силно положително действие върху развитието на щам Bradyrhizobium sp. (cicer) №7 оказва актиномицетен изолат №28 със зона на стимулация 35 mm ( фиг. 2 ). Изолат №31 също оказва положително действие върху развитието на щам №7 ( d на зоната = 30mm ). В синергични взаимоотношения с този щам се намират общо 9 актиномицетни изолати, което означава, че той е най – отзивчив към стимулиращото действие на актиномицетите.
Щамове №10 и №3 са в синергични отношения съответно с 8 и 6 актиномицетни изолати, като при първия щам се наблюдава по-силна стимулация (фиг. 1 ) – отчитат се зони с d = 30 mm при взаимодействието му с изолати №22 и 36 ( фиг. 2).
Фигура 2. Взаимоотношения между щамове Bradyrhizobium sp.(cicer) и актиномицети, изолирани от алувиално – ливадна почва.
Влияние на азота и фосфора върху ефективността на Bradyrhizobium sp. ( cicer )
В предварителен опит на двете изследвани почви е определена оптималната норма за минерално хранене на нахута. Внасянето на азот и фосфор в нарастващи дози оказва положително влияние върху ефективността на изследвания щам Bradyrhizobium sp. ( cicer ), което зависи от дозата и съотношението между внесените хранителни елементи.
Максимален ефект върху добива от надземна маса и зърно и при двете почви се наблюдава при средните дози азот и фосфор.
13
Тази оптимална норма е използвана като фон при съдовите опити за установяване ефекта от смесената инокулация на нахута.
НМДР 5% 0, 280 К (0) – Неинокулирана контрола;
1% 0, 360 K (1) – Инокулирана контрола; 0,1% 0,510 1 – N0; 2 – N1; 3 – N2; 4 – N3
Фигура 3. Влияние на азота и фосфора върху ефективността на Bradyrhizobium sp.
( cicer ) при алувиално – ливадна почва.
НМДР 5% 0, 280 К (0) – Неинокулирана контрола;
1% 0, 360 K (1) – Инокулирана контрола; 0,1% 0,510 1 – N0; 2 – N1; 3 – N2; 4 – N3
Фигура 4. Влияние на азота и фосфора върху ефективността на Bradyrhizobium sp.( cicer ) при излужена смолница.
14
Ефект от самостоятелната и смесена инокулация на нахут с щамове
Bradyrhizobium sp.(cicer), Azospirillum brasilense sp.107 и актиномицетни изолати в условията на съдов опит.
Влиянието на инокулацията на нахута с ефективни щамове Bradyrhizobium sp. (cicer) – самостоятелно и в комбинация с асоциативните азотфиксатори от род Azospirillum и актиномицетни изолати ( показали при предварителни изследвания in vitro синергизъм с грудковите бактерии) върху продуктивността на нахута беше изпитано в условията на две почви.
Получените данни показват, че в алувиално – ливадната почва от Цалапица няма естествено разпространени бактерии от вида Bradyrhizobium sp.( cicer ) – по корените на неинокулираната контрола не са образувани грудки. При инокулиране на нахута с изследваните щамове Bradyrhizobium sp.( cicer ) са образувани грудки както следва – при щам № 7 – 16 , при щам № 10 –15 и при щам № 3352 – 11. Това показва, че те имат добра вирулентност, по-добре изразена при щам №7, където се наблюдават по-едри двойни и тройни грудки. Смесената инокулация с Azospirillum brasilense sp. 107 стимулира образуването на грудки – количеството им е увеличено спрямо самостоятелната инокулация. Положителният ефект от смесената инокулация може да се обясни с действието на биологично активните вещества, продуцирани от асоциативните бактерии от род Azospirillum, които улесняват проникването на грудковите бактерии в кореновите власинки.
Ефектът от инокулацията върху добива от зърно при алувиално – ливадната почва е представен на фигура 5 . Както показват данните, смесената инокулация с Azospirillum brasilense sp. 107, както и тази с актиномицетни изолати влияят положително върху ефективността на щамовете Bradyrhizobium sp.( cicer ).
Увеличение на добива се наблюдава при инокулация и с трите изпитвани щама Bradyrhizobium sp. ( cicer ) спрямо неинокулираните растения, което е съответно 39% за щам № 7 и 26% за щамове № 10 и № 3352. От изследваните варианти най – висок добив се наблюдава и при двата вида смесена инокулация с щам № 7, но инокулацията с Azospirillum brasilense sp. 107 е по – ефективна ( с 32% спрямо самостоятелната инокулация), отколкото смесената инокулация с щам № 7 и актиномицетен изолат № 28, която повишава добива с 23%. Както се вижда, смесената инокулация с асоциативните бактерии Azospirillum brasilense е по – ефективна от съвместното
15
внасяне на същите щамове грудкови бактерии с актиномицетните изолати. Това, вероятно, се дължи наред с другите известни механизми на действие на Azospirillum и на способността му да отделя биологично активни вещества, стимулиращи развитието на растенията.
По – ниска ефективност е установена при смесената инокулация с щамове № 10 и № 3352 и Azospirillum brasilense sp. 107, съответно 29% и 12% в сравнение със самостоятелната инокулация. При комбинираното инокулиране с щам № 10 и актиномицетен изолат № 22 добива от зърно е повишен с 17%, т.е. ефективността от смесената инокулация с актиномицетен изолат и тук е по – ниска от тази с Azospirillum.
Инокулацията на нахута подобрява и процентното съдържание на протеин в зърното ( фиг. 6 ). При различните варианти на опита съдържанието на суров протеин се увеличава в различна степен в сравнение с неинокулираната контрола.
При самостоятелната инокулация с щам № 7 това увеличение е с 2,5 %, следвано от увеличението с 1,2 % при щам № 10. Най-малко е увеличението при щам № 3352.
При смесената инокулация с A. brasilense максимално увеличение на суровия протеин в зърното има при щам № 7 ( 3,7 %). Смесената инокулация с актиномицетния изолат № 28 дава значително по-малко увеличение ( 1,2 % ), а тази на щам № 10 с актиномицетен изолат № 22 не дава увеличение.
НМДР 5% - 0,420; 1% - 0,653; 0,1% - 0,860
1 – контрола
2 - щам №7; щам №7+A. brasilense sp.107; щам №7+ актиномицетен изолат №28
3 - щам №10; щам №10+A. brasilense sp.107; щам №10+ актиномицетен изолат №22
4 - щам №3352; щам №3352+A. brasilense sp.107
Фигура 5 . Ефект от инокулацията на нахут върху добива от зърно
( алувиално – ливадна почва). 16
1 – контрола
2 – щам №7; щам №7+A. Brasilense sp.107; щам №7+ актиномицетен изолат №28
3 – щам №10; щам №10+A. Brasilense sp.107; щам №10+ актиномицетен изолат №22
4 – щам №3352; щам №3352+A. Brasilense sp.107
Фигура 6 . Влияние на инокулацията върху съдържанието на суров протеин в добива от зърно ( алувиално – ливадна почва )
Количеството и сухото тегло на грудките при вариантите със смесена инокулация на излужена смолница са по – високи в сравнение със самостоятелната и значително по – големи в сравнение с контролата. При инокулация с различните щамове Bradyrhizobium sp.( cicer ) броят им е следния: при щам № 7 – 13, при щам № 10 – 12 и при щам № 3352 – 8.
Ефектът от инокулацията върху добива от зърно е представен на фиг. 9 . Както се вижда, щамовете Bradyrhizobium sp.( cicer ), изолирани от излужена смолница, Садово, са ефективни. Увеличението на добива от зърно при щам №7 е 40%, а при щам №10 – 31% в сравнение с неинокулираната контрола, което е статистически доказано. Значително по-ниска ефективност показва щам №3352 ( 19% ).
Ефективността на смесената инокулация с Azospirillum brasilense sp. 107 зависи от щама Bradyrhizobium sp.( cicer ). Така, смесената инокулация е по-ефективна от самостоятелната с щамовете №№ 7 и 3352. Разликите в увеличението на добива са доказани при р < 0.1%. Най-голямо увеличение на добива от зърно ( с 28% ) е установено при щам №7. Очевидно, при тази комбинация са създадени най-благоприятни взаимоотношения между бобовото растение и изследваните бактерии.
17
При смесената инокулация с актиномицетни изолати по – голямо увеличение се наблюдава при комбинацията щам №7 и актиномицетен изолат №28 в сравнение с щам №10 и актиномицетен изолат №22. Спрямо самостоятелната инокулация с щамове №№ 7 и 10 увеличението е съответно 9% и 7%.
Измененията в процентното съдържание на протеин в зърното при излужената смолница са представени на фигура 8 . При тази почва, за разлика от алувиално-ливадната, увеличението на протеина при самостоятелна инокулация с щамовете №№ 7 и 3352 е едно и също ( с 1,9 % ), с щам № 10 то е незначително.
И тук, както и при алувиално-ливадната почва, увеличението на протеина е най-голямо ( с 3,1 %) при смесената инокулация на щам №7 с A. brasilense . Другите два щама дават еднакво увеличение. При смесената инокулация с актиномицетния изолат № 28 и щам №7 се отчита същото увеличение както при самостоятелната инокулация ( с 1,9 % ), а при тази на щам № 10 с актиномицетен изолат № 22 няма увеличение.
НМДР 5% - 0,389; 1% - 0,546; 0,1% - 0,771
1 – контрола
2 - щам №7; щам №7+A. brasilense sp.107; щам №7+ актиномицетен изолат №28
3 - щам №10; щам №10+A. brasilense sp.107; щам №10+ актиномицетен изолат №22
4 - щам №3352; щам №3352+A. brasilense sp.107
Фигура 7. Ефект от инокулацията на нахут върху добива от зърно
(излужена смолница)
18
1 – контрола
2 – щам №7; щам №7+A. brasilense sp.107; щам №7+ актиномицетен изолат №28
3 – щам №10; щам №10+A. brasilense sp.107; щам №10+ актиномицетен изолат №22
4 – щам №3352; щам №3352+A. brasilense sp.107
Фигура 8. Влияние на инокулацията върху съдържанието на суров протеин в добива от зърно ( излужена смолница )
Измененията в ризосферната микрофлора на нахута в следствие на инокулацията корелират с измененията при добива. Почти във всички варианти с инокулация ( по – добре изразено при смесената) се увеличават бактериите трансформиращи азота в почвата, както и микроорганизмите, разлагащи по – сложните органични вещества като актиномицети и целулозоразлагащи.( Таблица 3 ) При последните се наблюдава значително увеличение във вариантите на коинокулация с актиномицетните изолати, както и при щам 3352 ( където увеличението е повече от два пъти) спрямо неинокулираната контрола.
Инокулацията, особено смесената, води навсякъде до значително намаляване броя на микроскопичните гъби, най – добре изразено при вариантите с инокулация с щам Bradyrhizobium sp. ( cicer ) № 7 + Azospirillum brasilense и актиномицетен изолат №28.
19
Таблица 3 . Ефект от инокулацията върху ризосферната микрофлора на нахут при алувиално – ливадна почва.
( КОЕ g -1 почва )
Варианти
|
Бактерии ( x 10 6 )
|
Целулозо –
разлагащи
микроорганизми
( x 10 4 )
|
Актино –
мицети
(x 10 6)
|
Микро –
скопични
гъби
( x 10 4 )
|
Азотобактер, % обрасли
почвени
бучици
|
Амони –фициращи
|
Усвояващи
минерален
азот
|
Общо
|
контрола
|
11,2
|
16,4
|
27,6
|
36,0
|
5,2
|
8,0
|
19
|
2.щам №7
|
15,6
|
26,2
|
41,8
|
48,0
|
5,4
|
8,0
|
30
|
3.щам№7+ A.brasilense
|
19,4
|
27,2
|
46,6
|
40,0
|
7,4
|
2,0
|
32
|
4.щам№7+ act.28
|
25,6
|
19,4
|
45,0
|
60,0
|
5,8
|
1,4
|
25
|
5.щам №10
|
22,2
|
18,2
|
40,4
|
48,0
|
5,2
|
8,0
|
20
|
6.щам№10+ A.brasilense
|
15,6
|
19,2
|
34,8
|
50,0
|
8,4
|
6,0
|
38
|
7.щам№10+act.22
|
27,0
|
15,0
|
42,0
|
72,0
|
8,2
|
8,0
|
33
|
8.щам №3352
|
13,4
|
17,2
|
30,6
|
88,0
|
8,2
|
4,0
|
38
|
9.щам№3352+ A.brasilense
|
13,4
|
18,0
|
31,4
|
80,0
|
8,6
|
4,0
|
29
|
LSD ( P ≤ 0.05 )
|
9,5
|
12,5
|
|
6,4
|
6,9
|
1,2
|
|
Най – благоприятни изменения в микробиологичната дейност, при условията на излужена смолница, се отчитат при вариантите инокулирани с щам Bradyrhizobium sp. ( cicer ) № 7.( Таблица 4 ) Данните показват, че при бактериите, използващи минерален азот и актиномицетите се наблюдава значително увеличение вследствие на инокулацията, както при самостоятелната с грудкови бактерии, така и при смесената ( по – силно изразено). При щам Bradyrhizobium sp. ( cicer ) №7 ефектът от смесената инокулация е максимален, където е и получен най – висок добив.
20
Таблица 4 . Ефект от инокулацията върху ризосферната микрофлора на нахут при излужена смолница.
( КОЕ g -1 почва )
Варианти
|
Бактерии ( x 10 6 )
|
Целулозо –
разлагащи
микроорганизми
( x 10 4 )
|
Актино –
мицети
( x 10 6 )
|
Микро –
скопични
гъби
( x 10 4 )
|
Амони –фициращи
|
Усвояващи
минерален
азот
|
Общо
|
контрола
|
42,2
|
6,8
|
49,0
|
16,0
|
1,0
|
28,0
|
2.щам №7
|
78,0
|
8,6
|
86,6
|
20,0
|
4,0
|
27,2
|
3.щам№7+ A.brasilense
|
15,6
|
14,0
|
29,6
|
16,0
|
12,0
|
8,0
|
4.щам№7+ act.28
|
21,6
|
12,4
|
34,0
|
14,0
|
14,0
|
18,0
|
5.щам №10
|
28,0
|
11,4
|
39,4
|
10,0
|
8,0
|
14,0
|
6.щам№10+ A.brasilense
|
13,0
|
8,6
|
21,6
|
10,0
|
10,0
|
6,0
|
7.щам№10+act.22
|
42,4
|
9,2
|
51,4
|
24,0
|
14,0
|
4,0
|
8.щам №3352
|
21,8
|
13,8
|
35,6
|
10,0
|
16,0
|
14,0
|
9.щам№3352+ A.brasilense
|
42,4
|
8,8
|
51,2
|
8,0
|
12,0
|
20,0
|
LSD ( P ≤ 0.05 )
|
12,6
|
4,6
|
20,1
|
3,8
|
4,6
|
5,2
|
Влияние на инокулацията с азотфиксиращи микроорганизми върху нитрогеназната активност и продуктивността на нахут.
В условията на съдов опит е изпитано влиянието на самостоятелната и смесената инокулация с Bradyrhizobium sp.(cicer) и Azospirillum brasilense sp.107 върху нитрогеназната активност и продуктивността на нахут, сорт Балкан, върху излужена смолница. Резултатите за количеството образувани грудки и нитрогеназната активност на изследваните щамове Bradyrhizobium sp.(cicer) са представени на фигура 9. И при този съдов опит получените данни показват, че тези щамове са вирулентни. По-голямо количество грудки са образувани при щам №7 (19 ) . Смесената инокулация с A. brasilense повишава значително вирулентността на този щам – броят на грудките при
21
този вариант е 30. Значително по – малък е броят на грудките при инокулация с щам
Bradyrhizobium sp.(cicer) № 3352 – 10, а при смесената инокулация в сравнение със самостоятелната се наблюдава намаление като броят им е 8.
Нитрогеназната активност на двата изследвани щама Bradyrhizobium sp.(cicer) е различна.Увеличението спрямо контролата при самостоятелна инокулация с щам №7 е със 6,48 µg N или 30% и с 4,30 µg N или 20% при щам №3352. Смесената инокулация с A. brasilense повишава нитрогеназната активност и на двата щама. Най-голямо е увеличението при комбинацията щам №7 и Azospirillum brasilense sp.107 ( 11,85 µg N или 42 % спрямо самостоятелната инокулация ). Почти двойно по-ниска е нитрогеназната активност при смесена инокулация на щам №3352 и A. brasilense sp.107 (увеличението е със 6,22 µg N или 24 % ) .
1- контрола; 2 - щам №7; 3 - щам №7+A. brasilense sp.107;
4 - щам №3352; 5 - щам №3352 + A. brasilense sp.107
Сподели с приятели: |