Progress in Plant Protection

Wpływ wybranych mikroelementowych nawozów nasiennych na przeżywalność bakterii Bradyrhizobium japonicum
Effect of selected micronutrient seed fertilizers on the viability of Bradyrhizobium japonicum

Agnieszka Brzezińska, e-mail: agnieszka.brzezinska@adob.com.pl

Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Konsultingowe ADOB Sp. z o.o. Sp. jawna, Kołodzieja 11, 61-070 Poznań, Polska

Anika Mrozek-Niećko, e-mail: anika.mrozek-niecko@adob.com.pl

Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Konsultingowe ADOB Sp. z o.o. Sp. jawna, Kołodzieja 11, 61-070 Poznań, Polska
Streszczenie

Symbiotyczne bakterie glebowe Bradyrhizobium japonicum wiążące azot atmosferyczny mają zdolność wytwarzania brodawek korzeniowych na roślinach soi. Gleby w Polsce naturalnie nie zawierają tych bakterii i dlatego zaleca się zaprawianie nasion odpowiednią szczepionką. Celem pracy było zbadanie wpływu stężenia mikroelementowych nawozów nasiennych na żywotność bakterii z rodzaju B. japonicum. Zastosowane nawozy różniły się składem chemicznym. Określono również wpływ czasu zaprawiania nasion bakteriami i mikroelementowymi nawozami nasiennymi na przeżywalność bakterii. Badania wykonano bezpośrednio po szczepieniu nasion oraz po upływie 1, 3 i 24 godzin od aplikacji. Przeprowadzone badania wskazują negatywny wpływ zbyt wysokiego stężenia zastosowanych mikroelementowych nawozów nasiennych na żywotność bakterii. Nawóz nasienny zawierający w swoim składzie miedź i mangan w każdym zastosowanym w doświadczeniu stężeniu działał toksycznie na bakterie. Czas kontaktu nawozów z bakteriami wpływał ujemnie na liczebność kolonii, po upływie 1 godziny od zaprawienia nasion nawozem nasiennym zaobserwowano spadek liczby bakterii na nasionach.

 

 

Symbiotic soil bacteria Bradyrhizobium japonicum bind atmospheric nitrogen and have the ability to produce root nodules on soybean plants. The soil in Poland does not contain these bacteria naturally and therefore it is recommended that seeds be treated with an appropriate preparation containing the bacteria. The aim of the study was to examine the effect of different concentrations of micronutrient seed fertilizers on the viability of the B. japonicum bacteria. The study included various fertilizers with different chemical compositions. The duration of the treatment of seeds with both bacteria and microelement seed fertilizers was also considered when analysing the bacterial survival rate. The tests were carried out immediately after seed vaccination, and, subsequently, after one, three and 24 hours from the vaccination. The study showed that a too high concentration of the microelement seed fertilizers has a negative impact on the viability of the bacteria. Regardless of its concentration, seed fertilizer containing copper and manganese proved to be toxic to the bacteria. The duration of contact of the fertilizers with the bacteria had a negative effect on the abundance of the colonies. As soon as one hour after the seeds were treated with the seed fertilizer, a decrease in the number of bacteria on seeds was observed.


Słowa kluczowe

Bradyrhizobium japonicum; soja; symbioza; nawozy nasienne; soybean; symbiosis; seed fertilizers

Referencje

Alves B., Boddey R., Urquiaga S. 2003. The success of BNF in soybean in Brazil. Plant and Soil 252: 1–9. DOI: 10.1023/A:1024191913296

 

Bethelenfalvay G., Franson R. 1989. Manganese toxicity alleviated by mycorrhizae in soybean. Journal of Plant Nutrition 12 (8): 953–970. DOI: 10.1080/01904168909364006

 

Brear E.M., Day D.A., Smith P.M.C. 2013. Iron: an essential micronutrient for the legume-rhizobium symbiosis. Frontiers in Plant Science 4: 359. DOI: 10.3389/fpls.2013.00359

 

Brzezińska A., Mrozek-Niećko A. 2019. Wpływ zaprawiania nasion nawozem mikroelementowym na zawartość chlorofilu w liściach oraz plon nasion soi. [The effect of seeds treatment with a micronutrient fertilizer on chlorophyll content in leaves and yield of soya]. Fragmenta Agronomica 36 (1): 7–15. DOI: 10.26374/fa.2019.36.01

 

El-Jaoual T., Cox D.A. 2008. Manganese toxicity in plants. Journal of Plant Nutrition 21 (2): 353–386. DOI: 10.1080/01904169809365409

 

Ferguson B.J. 2013. The development and regulation of soybean nodules. s. 31–47. W: A Comprehensive Survey of International Soybean Research – Genetics, Physiology, Agronomy, and Nitrogen Relationships (J.E. Board, red.). IntechOpen. Available from: https://www.intechopen.com/books/a-comprehensive-survey-of-international-soybean-research-genetics-physiology-agronomy-and-nitrogen-relationships/the-development-and-regulation-of-soybean-nodules. DOI: 10.5772/52573

 

Frączek K. 2010. Skład mikrobiocenotyczny drobnoustrojów biorących udział w procesach przemian azotu w glebie w otoczeniu składowiska odpadów komunalnych. [Microbiocoenotic composition of nitrogen processing soil microorganisms around the municipal waste dumping site]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie / Water-Environment-Rural Areas 10 (2) (30): 61–71.

 

Gage D.J. 2004. Infection and invasion of root by symbiotic, nitrogen-fixing rhizobia during nodulation of temperate legumes. Microbiology and Molecular Biology Reviews 68 (2): 280–300. DOI: 10.1128/MMBR.68.2.280-300.2004

 

Galus-Barchan A., Chmiel M.J. 2019. Rola drobnoustrojów w pozyskiwaniu przez rośliny składników pokarmowych. Kosmos Problemy Nauk Biologicznych 68 (1): 107–114. DOI: 10.36921/kos.2019_2483

 

Horiuchi J., Prithviraj B., Bais H.P., Kimball B.A., Vivanco J.M. 2005. Soil nematodes mediate positive interactions between legume plants and rhizobium bacteria. Planta 222 (5): 848–857. DOI: 10.1007/s00425-005-0025-y

 

Jarecki W., Bobrecka-Jamro D. 2016. Reakcja roślin soi na szczepienie nasion nitraginą oraz nawożenie startowe azotem. [Reaction of soybean plants to the vaccination of seeds with nitragine and initial nitrogen fertilization]. Nauka Przyroda Technologie 10 (1): # 12. DOI: 10.17306/J.NPT.2016.1.12

 

Jodełka J., Jankowski K., Jakubczak A. 2008. Sezonowe zmiany liczebności drobnoustrojów w strefie ryzosferowej łąki nawożonej doglebowo i dolistnie. [Seasonal changing of the microorganisms in the rhizosphere level of the meadow fertilized to the soil or as foliar]. Polskie Towarzystwo Łąkarskie, Łąkarstwo w Polsce 11: 67–76.

 

Klama J., Niewiadomska A., Wolna-Maruwka A. 2010. Koinkulacja in vitro siewek kukurydzy bakteriami diazotroficznymi. [In vitro co-inoculation of maize seedlings with diazotrophic bacteria]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie / Water-Environment-Rural Areas 10 (2) (30): 103–110.

 

Korsak-Adamowicz M., Starczewski J., Dopka D. 2007. Oddziaływanie niektórych zabiegów agrotechnicznych na brodawkowanie soi. [Influence of selected agrotechnological operation on soybean noduling]. Fragmenta Agronomica 24 (3) (95): 232–237.

 

Łotocka B., Golinowski W. 1995. Powstawanie i rozwój brodawek korzeniowych roślin motylkowatych. [Formation and development of legume root nodules]. Kosmos 44 (3–4): 569–578.

 

Malarska J. 2005. Tradycyjne i nowoczesne metody ilościowego oznaczania drobnoustrojów. [Traditionaland modern methods of quantitatiue detemination of miclo-organisms]. Medycyna Weterynaryjna 61 (10): 1090–1093.

 

Martens M., Dawyndt P., Coopman R., Gillis M., De Vos P., Willems A. 2008. Advantages of multilocus sequence analysis for taxonomic studies: a case study using 10 housekeeping genes in the genus Ensifer (including former Sinorhizobium). International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 58 (1): 200–214. DOI: 10.1099/ijs.0.65392-0

 

Martyniuk S. 2008. Znaczenie procesu biologicznego wiązania azotu atmosferycznego w rolnictwie ekologicznym. [The importance of biological fixation of atmospheric nitrogen in ecological agriculture]. Journal of Agricultural Engineering 53 (4): 9–14.

 

Martyniuk S. 2012. Naukowe i praktyczne aspekty symbiozy roślin strączkowych z bakteriami brodawkowymi. [Scientific and practical aspects of legumes symbiosis with root-nodule bacteria]. Polish Journal of Agronomy 9: 17–22.

 

Martyniuk S., Księżniak A., Jończyk K., Kuś J. 2007. Charakterystyka mikrobiologiczna gleby pod pszenicą ozimą uprawianą w systemie ekologicznym i konwencjonalnym. [Mikrobiological charakteristics of soil under winter wheat cultivated in ecological and conventional systems]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 52 (3): 113–116.

 

Natywa M., Selwet M., Maciejewski T. 2014. Wpływ wybranych czynników agrotechnicznych na liczebność i aktywność drobnoustrojów glebowych. [Effect of some agrotechnical factors on the numer and activity soil microorganisms]. Fragmenta Agronomica 31 (2): 56–63.

 

Niewiadomska A., Swędrzyńska D. 2011. Wpływ jednoczesnej inokulacji lucerny (Medicago sativa L.) szczepami Sinorhizobium meliloti i Herbaspirillum frisingense w stosunku do zachodzących interakcji pomiędzy szczepami bakterii. Archives of Environmental Protection 37 (4): 37–47.

 

Nogueira M., Magalhaes G., Cardoso E. 2007. Manganese toxicity in mycorrhizal and phosphorus-fertilized soybean plants. Journal of Plant Nutrition 27 (1): 141–156. DOI: 10.1081/PLN-120027552

 

Nomura M., Arunothayanan H., Van dao T. 2010. Differential protein profiles of Bradyrhizobium japonicum USDA110 bacteroid during soybean nodule development. Soil Science and Plant Nutrition 56 (4): 579–590. DOI: 10.1111/j.1747-0765.2010.00500.x

 

Sanchez-Pardo B., Fernandez-Pascual M., Zornoza P. 2012. Copper microlocalisation, ultrastructural alterations and antioxidant responses in the nodules of white lupin and soybean plants grown under conditions of copper excess. Environmental and Experimental Botany 84: 52–60. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2012.04.017

 

Sosnowski J., Jankowski K. 2013. Ocena liczebności mikroorganizmów glebowych spod uprawy mieszanek Festulolium braunii z roślinami motylkowatymi nawożonych zróżnicowanymi dawkami azotu. [Assessment of the numbers of microorganisms from soil under the mixtures of Festulolium braunii with legume plants fertilized with varying levels of nitrogen]. Fragmenta Agronomica 30 (4): 129–137.

 

Stasiak G., Mazur A., Koper P., Żebracki K., Skorupska A. 2016. Symbioza rizobiów z roślinami bobowatymi (Fabaceae). Postępy Mikrobiologii 55 (3): 289–299.

 

Stojakowska A., Malarz J., Kisiel W., Kohlmünzer S. 1995. Hairy root culture of Lactuca virosa L. [Hodowla korzeni włośnikowatych Lactuca virosa L.]. Acta Societatis Botanicorum Poloniase 64 (1): 33–39.

 

Swędrzyńska D., Sawicka A. 2010. Wpływ miedzi na bakterie z rodzaju Azospirillum występujące w ryzosferze siewek kukurydzy i pszenicy. [The effect of copper on bacteria of the genus azospirillum in the rhizosphere of maize and wheat seedlings]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie / Water-Environment-Rural Areas 10 (2) (30): 167–178.

 

Wielgosz E., Szember A. 2006. Wpływ wybranych roślin na liczebność i aktywność drobnoustrojów glebowych. [The effect of selected plants on the number and activity of soil microorganisms]. Annales Universitatis Maria Curie-Skłodowska, Sectio E, 61: 107–119.

 

Progress in Plant Protection (2021) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2021-02-01 12:13:10
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2021-002
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy