文摘

锌(锌)是一个必不可少的最佳植物生长所需的微量元素。大数量的应用无机富锌在土壤中转化为不可用的形式。锌溶解细菌是潜在交替锌补充剂。10株筛选中锌溶液化,第29页,P33, 3生产22.0 mm清晰的光环与ZnCO固体培养基修改₃。同样,P17和3显示,氧化锌31.0毫米区域整合媒介。第29页和3显示显著释放锌与ZnCO肉汤修改₃(17日和16.8 ppm)和氧化锌(18和17个ppm),分别。汤的pH值几乎是酸性的在所有的情况下在ZnCO从3.9到6.1₃从4.1到6.4在氧化锌中补充道。短期内玉米盆栽试验表明,种子生物接种P29 @ 10 g·公斤⁻¹显著提高总干质量(12.96克)和N的吸收(2.268%)、K (2.0%)、Mn (60 ppm)和锌(278.8 ppm)。

1。介绍

锌是一种必要的微量元素所需的相对浓度很小(5 - 100毫克公斤⁻¹)组织对植物的健康生长和繁殖。植物的缺锌会导致减少膜的完整性和合成碳水化合物,茁长素,核苷酸,细胞色素,叶绿素和发展对热应力(1]。锌肥料的过度使用也会带来问题,对人类造成损害的吸收铁和铜。也被压制男性性行为(2]。锌的溶解度是高度依赖于土壤的pH值和水分,因此干旱和半干旱地区的印度农业生态系统往往zinc-deficient。

在印度,玉米种植在广泛的环境中,从极端的半干旱半湿润气候的潮湿的地区。它是生长在约8.26尼古拉斯与产量为19.3吨(农业部、印度政府)。大量的文献表明,锌浓度粮食本来就很低,特别是生长在Zn-deficient土壤。的主要原因农作物普遍出现锌缺乏的问题是由于低土壤中锌的溶解度而不是低锌的总量3]。习惯的应用无机部分满足植物需要锌96 - 99%的应用锌转化为不同的不溶性形式取决于土壤类型和应用物理化学反应7天内(4]。微生物是潜在的替代,可以满足工厂要求通过溶解锌复杂锌在土壤中。几属rhizobacteria属于假单胞菌种虫害和芽孢杆菌据报道,种虫害溶解锌。微生物溶解金属形式由质子,螯合配体和oxidoreductive系统呈现在细胞表面和膜(5- - - - - -7]。这些细菌也表现出其他特征有利于植物,如生产激素、抗生素、含铁细胞、维生素、抗真菌物质,和氰化氢(8]。在这项研究中,我们报告了在体外锌溶液化的能力选择的菌株和能力提高的增长玉米l

2。材料和方法

2.1。菌株和文化条件

菌株用于本研究从文化获得中央银行研究所旱地农业、海得拉巴,印度。五个中的每一个假单胞菌种虫害而被定为P17 P21,第29页,P33, P74和芽孢杆菌3种虫害,B61、B114 B116, B118。文化是源自印度不同旱作农业生态系统的综合和根际的土壤。假单胞菌和芽孢杆菌种虫害保持在国王在4°C B和营养琼脂培养基。

2.2。在体外锌溶解试验

所有的隔离被接种到液体矿产盐介质(g·点燃⁻¹萨拉瓦南等规定)。9含有葡萄糖):10.0;(NH₄)₂所以₄:1.0;氯化钾:0.2;K₂HPO₄:0.1;MgSO₄:0.2;pH值:7.0和不可溶性锌化合物(氧化锌和ZnCO₃:0.1%;琼脂:15.0 g)和热压处理过的20分钟的121°C。积极发展文化的每个应变spot-inoculated(3µL)到琼脂和盘子被孵化28°C 48 h。结算区在殖民地被记录。研究了定量研究锌的溶解在150毫升锥形烧瓶包含50毫升的液体矿物盐介质。肉汤接种10µL细菌培养液和孵化一夜之间种植了72 h在孵化器瓶在160 rpm°C。孵化后,文化肉汤离心机和上层清液中锌的浓度估计在原子吸收分光光度计(GBC、澳大利亚)。

2.3。种子生物接种

可耕种的品种的玉米种子表面和1%次氯酸钠消毒5分钟,与无菌蒸馏水洗五次。种子是对待talc-based剂包含10⁸cfu·g⁻¹每个应变为0.5%的羧甲基纤维素(CMC)为粘合剂。

2.4。盆栽试验

盆栽实验进行了10公斤塑料锅(20厘米dia)充满了9公斤无菌红壤(presterilized连续三天)有六个复制每个治疗。玉米可培养的各种细菌接种菌处理种子已经撒下和温室条件成立°C,湿度70%。锅两天浇一次水,无菌蒸馏水至60天。实验装置由15治疗即五个治疗的芽孢杆菌和假单胞菌株种子梳妆台@ 10 mg·公斤⁻¹种子(T1 - 10),商用锌使溶解细菌(T11),农场院子肥料(施厩肥)@ 10公斤·英亩⁻¹(病人),种子会被ZnSO浸泡在1.0%₄@ ZnSO (T13),积极控制₄@ 10公斤·英亩⁻¹(T14),未经变质处理的控制(T15)。

2.5。植物生长测量

播种后60天内(DAS),仔细从盆植物被连根拔起,生物参数,如根卷,拍摄长度、叶面积(以李3100年,林肯,内布拉斯加、美国叶面积计),干燥质量记录的植物作为植物生长的象征。

2.6。营养分析

干植物在研钵和研杵细碎的无定形粉末和100毫克摄于150毫升包含10毫升硝酸(HNO锥形烧瓶₃)和高氯酸(HClO₄9:4)比例。烧瓶放在热板,消化在300°C,直到整个植物变成无色。提取是在100毫升容量瓶和体积是100毫升蒸馏水。这些样本用于估计钠,钾,钙火焰光度计。磷被sulphomolybdic酸量化方法(10]。总氮含量的植物被micro-Kjeldahl估计方法(11]。同样,微量元素,如铁、铜、锰、锌和镁被原子吸收分光光度计估计。

2.7。统计分析

给出的值是两个独立的实验的手段各有六个复制在不同的场合。获得的实验数据受到双向方差分析(方差分析)。治疗之间的平均值与费舍尔最显著差异(LSD)测试()。

3所示。结果

3.1。锌溶解活动

所有选中的菌株假单胞菌和芽孢杆菌能有效地溶解使用不溶性锌化合物,即ZnCO₃氧化锌,在试验条件下。溶液化的区域是相对高氧化锌修订中等ZnCO相比₃。溶液化区域的大小范围从ZnCO 14到22毫米₃从17到33毫米氧化锌整合媒介。在文化中,第29页,P33和3显示ZnCO最高的溶液化区₃(22毫米),而P17和3显示31毫米区氧化锌修改中(表1)。定量测定锌溶液化透露,第29页,P33,和3能够溶解17日,16日,从ZnCO 16.8 ppm₃分别在液体介质(图1),他们与固体培养基上的观察一致。然而,P17被发现的主要增溶剂在琼脂板没有模仿导致肉汤修改与氧化锌虽然在pH值明显下降(4.1)。相反,第29页显示最高的18个ppm可用锌、锌溶液化3 (ppm) 17日(图紧随其后2)。整个治疗,显著降低pH值的观察与ZnCO肉汤文化修改₃(pH值3.9 - -6.1)和氧化锌(pH值4.1 - -6.4)。但是没有显著相关性的pH值和溶液化营养。

3.2。植物生长促进菌株的活性

玉米种子生物接种与锌溶解假单胞菌种虫害和芽孢杆菌种虫害后增强了植物生长显著60 DAS(表2)。在所有的治疗,接种的玉米talc-based P29应变显示增加根卷(18.3厘米³)。等生长参数指示总干质量(TDM)和叶面积(LA) ZnSO最高的记录₄治疗15.25克和1161.3厘米²,分别。然而,他们在统计上与P29治疗12.96 g和1147.5厘米的地方²分别为TDM和LA记录(图1和表2)。

3.3。在植物养分浓度

显著的浓度N(2.268%)和K(2.0%)在治疗第29页。最高的P(0.28%)浓度是指出3治疗植物与其他治疗方法相比(表3)。最高的钠(Na⁺)在植物被记录在锌浓度影射,第29页,P33, ZnSO₄治疗没有显著不同。重要的Ca(0.434%)浓度在植物组织在ZnSO被发现₄其次是P74治疗(0.354%)和第29页(0.341%)。与ZSB Na-K比率较高(0.0047)和启动(0.004)治疗;第29页(0.0033)和B118(0.0029)也记录Na-K离子的比例最高。

第29页内容显著提高锌的浓度(278.8 ppm)植物组织高达36,32.35和43.11%相比,锌底漆、ZnSO₄和控制治疗,分别(表4)。最高Mn (60 ppm)浓度在第29页还指出治疗与ZnSO不相上下₄治疗方法。有趣的是,P21治疗植物显示Fe (707 ppm)的最高数量统计与3治疗(672.8 ppm)。4.8毫克(0.23 ppm)和铜(ppm)明显高于无机ZnSO找到₄植物。

4所示。讨论

溶液化锌可以通过一系列机制,其中包括排泄代谢产物,如有机酸、质子挤压,或生产的螯合剂(12,13]。此外,生产无机酸(如硫酸、硝酸和碳酸还可以促进溶液化(8,14]。

很明显的增溶锌溶解电位随每个孤立的数据。由微生物分离有机酸生产已经报道主要增溶机理(15,16]。这在养分循环溶解特性是非常重要的。介质的pH值下降和酸化是指出在所有情况下。更高的增溶的不溶性锌来源在72年实现h。锌也增溶的潜力与锌水平所积累的植物叶子。锌的溶解在我们的研究可能是由于生产有机酸、葡糖酸(尤其是2-keto-gluconic酸)。磷酸锌的溶解荧光假单胞菌被迪政府要调查等。17]。他们发现了葡糖酸培养基生产的帮助溶解的锌盐。在我们目前的研究中,所表现出的酸性pH值的所有细菌隔离提供了线索的溶解可能是由于生产有机酸和更高的生产同样的可用锌在文化肉汤(图3)。德赛et al。18)报道,更高的可用性锌酸性pH值正比的文化肉汤。然而,在一些强有力的菌株,pH值没有大幅下跌表明这些菌株其他机制可能是积极的,这方面被强调。

目前的研究清楚地表明,接种与植物生长促进rhizobacteria显著提高玉米的生长在所有维度。在这项研究中应用ZnSO₄仅增加了植物的总干质量和叶面积。与ZnSO增加叶面积₄就类似于第29页治疗。P21和第29页处理植物显著提高植物的根体积和干质量,也支持的研究由理查森(19),表明PGPR接种有效根和根表面积增加体重(20.]。增强根卷的这些菌株的变异可能是由于激素的数量的差异所产生的应变。生长素是一个类的植物激素indole-3-acetic酸研究,它有能力来增强植物的长期反应(21]。假单胞菌压力增加了伸长在油菜生根,发芽,生菜,番茄22]。

的植物生长促进效果bioinoculant PGPR菌株显然是在许多研究[23,24]。积极的PGPRs对玉米生长和产量的影响被Egamberdiyeva[解释25),这可能是由于N₂固定能力,P-solubilizing能力,和激素的生产。

列表数据的表2- - - - - -4它可以观察到,与菌株或ZnSO没有特别的治疗₄启动或施厩肥处理能够提高植物在各方面的发展。的干质量和更高的叶面积与没有应用细菌的治疗,大部分变异不可能出现在一个治疗的整体比较。这小细菌治疗之间的差异可能是由于不同植物生长促进作用的机制不同的菌株。未经处理的植物显示可怜的增长。

在当前的研究中,种子生物接种与锌使溶解植物生长促进细菌导致增加株高(根卷和拍摄高度);叶面积;和干燥质量。类似的增加植物参数观察在不同作物接种假单胞菌,Azospirillum,固氮菌压力(26,27]。这个增长提高了PGPR将使可用性的增加营养和减少金属毒性(28]。

目前的研究表明,细菌接种的玉米假单胞菌和芽孢杆菌大大增加了营养成分的“N”和“P”的叶子玉米(表3)。这种更高的必需营养素吸收比未经变质处理的控制植物可以从这一事实证明不可用的这些营养物质是可溶性形式,通过应用PGPR根地区可用。植物与植物生长促进rhizobacteria接种通常有更高的“N”内容比未经变质处理的植物(29日]。这一事实被Murty所做的研究和进一步加强Ladha [30.)表明,Azospirillum接种增加磷酸和铵在水稻吸收。尽管K⁺其他疗法的浓度是高于控制,类似的趋势未见Na⁺水平(表3)。

结果表明,所有细菌对植物表现出显著差异在铁、铜、锰、锌含量玉米叶子(表4)尽管不同菌株之间的差异是无关紧要的。增强宏观和微量营养素吸收的植物通过接种PGPR可能是由于影响起始和发展的横向根(31日),增加根重量,和营养吸收32]。戈尔茨坦的研究和刘33)表明,磷酸和碳酸钾使溶解细菌可能在植物提高矿物质的吸收。这个证据证实,各种营养素的比例估计在玉米植株明显和/或相对增加了细菌对植物(表4)。在观察治疗的关键锌水平可以说ZnSO₄治疗记录降低锌水平相对于其他治疗方法。这可以解释从现成的土壤中锌源的存在本身是不够的,但也的流动所需的矿物元素,可以清楚地看到在细菌治疗存在锌水平较高的玉米植株PGPR对待。一个““分数统计排名方法之后确定承诺细菌隔离在所有菌株和第29页应变标记为顶部压力比其他细菌玉米生长促进。

5。结论

我们的研究与PGPR和玉米透露,接种有益rhizobacteria是一种有效的方法,提高玉米的生长和维持的营养质量。识别潜在的植物生长促进rhizobacteria(第29页)可以用作提高植物生产力bioinput替代化肥并纠正营养不良在玉米可持续农业。

承认

金融支持印度农业研究理事会(ICAR),新德里,印度,在一个网络项目微生物在农业中的应用和盟军Sectors-Nutrient管理& PGPR(AMAAS)。