VLIV APLIKAČNÍ FORMY HYDROGELU S OBSAHEM RHIZOBAKTERIÍ NA VYBRANÉ CHARAKTERISTIKY PŮDY A RŮST LACTUCA SATIVA

EFFECT OF RHIZOBACTERIAL HYDROGEL APPLICATION FORM ON SELECTED SOIL CHARACTERISTICS AND GROWTH OF LACTUCA SATIVA

Abstrakt

Rhizobakterie podporující růst rostlin (PGPR) se řadí do skupiny půdních bakterií, které mohou svými mechanismy ovlivňovat růst rostlin. V posledních letech dochází k nárůstu používání těchto půdních kondicionérů s obsahem PGPR ve formě bioinokulantů s cílem zvýšit výnosy a zlepšit růst plodin v nepříznivých podmínkách, ekologicky šetrným způsobem. Enkapsulace mikroorganismů do vhodně zvoleného polymerního nosiče umožňuje postupnou degradaci polymerní matrice s řízeným uvolňováním enkapsulovaných mikroorganismů, což zvyšuje šanci na přežití mikroorganismů a tím dochází ke zvýšení účinnosti jejich působení. Tato práce se zaměřuje na studium vlivu aplikace různých forem PGPR (gel, lyofilizovaný gel, suspenze, gel bez PGPR, kontrola bez ošetření), na fyzikálně-chemické charakteristiky půdy (vlhkost, pH, obsah organického a minerálního podílu TGA analýzou), na mikrobiální diverzitu půdy (BIOLOG EcoPlateTM) a na růst lociky seté (Lactuca sativa) v kultivačních experimentech. Růstové charakteristiky rostlin (počet listů, výška, šířka) byly sledovány kontinuálně v průběhu kultivací po dobu 28 dnů a rovněž po jejich ukončení (celková délka rostliny, čerstvá hmotnost a hmotnost sušiny, hustota a větvení kořenů obrazovou analýzou). V kultivačních experimentech byly použity dva typy půd s různým obsahem organické hmoty. V experimentu, který simuloval optimální podmínky růstu byla použita směs zahradnického substrátu s perlitem v poměru 4:1. Pro simulaci polních podmínek a snížené závlahy byla použita směs zahradnického substrátu, perlitu a písku v poměru 1:1:3 a na přípravu všech aplikačních forem PGPR byl použit kmen rhizobakterie Azotobacter vinelandii CCM 289. Z výsledků vyplývá, že přídavky PGPR neměly statisticky významný vliv na hodnocené fyzikálně-chemické vlastnosti půdy. Dle výsledků z experimentu simulující optimální podmínky jsme zjistili, že mezi jednotlivými ošetřeními a negativní kontrolou nedošlo k významným rozdílům v měřených růstových parametrech (délka a hmotnost sušiny nadzemních částí a kořenů) modelových rostlin. V experimentu simulujícím polní podmínky a snížení závlahy, vykazovaly všechny formy ošetření významně vyšších hodnot hmotností sušiny i délek nadzemních částí modelových rostlin ve srovnání s negativní kontrolou (údaje uvedeny jako relativní hodnoty vzhledem k negativní kontrole znázorněné jako 100 %). Rostliny ošetřené gelem bez PGPR vykazovaly nejvyšší nárůst celkové hmotnosti sušiny (1353±20 %) a délky nadzemních částí (325±10 %). Nejvýraznější nárůst délky kořenů byl zaznamenán u rostlin ošetřených lyofilizovaným gelem, a to o 174±16 %.

Plant-growth-promoting rhizobacteria (PGPR) belong to a group of soil bacteria that can influence plant growth through their mechanisms. In recent years, there has been an increase in the use of these PGPR-containing soil conditioners in the form of bioinoculants with the aim of increasing yields and improving crop growth under adverse conditions in an environmentally friendly manner. Encapsulation of microorganisms in a suitably selected polymeric carrier allows for the gradual degradation of the polymer matrix with controlled release of the encapsulated microorganisms, which increases the microorganisms’ chances of survival and thereby enhances the effectiveness of their action. This study focuses on investigating the effect of applying various forms of PGPR (gel, lyophilized gel, suspension, gel without PGPR, untreated control) on the physicochemical characteristics of the soil (moisture, pH, organic and mineral content determined by TGA analysis), on soil microbial diversity (BIOLOG EcoPlate™), and on the growth of common lettuce (Lactuca sativa) in cultivation experiments. Plant growth characteristics (number of leaves, height, width) were monitored continuously throughout the cultivation period for 28 days and also after its completion (total plant length, fresh weight and dry weight, root density and branching via image analysis). Two types of soil with different organic matter content were used in the cultivation experiments. In the experiment simulating optimal growth conditions, a mixture of horticultural substrate and perlite in a 4:1 ratio was used. To simulate field conditions and reduced irrigation, a mixture of horticultural substrate, perlite, and sand in a 1:1:3 ratio was used, and the rhizobacterium strain Azotobacter vinelandii CCM 289 was used to prepare all PGPR formulations. The results indicate that PGPR additions had no statistically significant effect on the evaluated physicochemical properties of the soil. Based on the results from the experiment simulating optimal conditions, we found that there were no significant differences in the measured growth parameters (dry weight and length of aboveground parts and roots) of the model plants between the individual treatments and the negative control. In the experiment simulating field conditions and reduced irrigation, all treatment forms showed significantly higher values for dry matter weight and the lengths of the aboveground parts of the model plants compared to the negative control (data are presented as relative values relative to the negative control, which is represented as 100%). Plants treated with gel without PGPR showed the highest increase in total dry weight (1353±20%) and above-ground length (325±10%). The most significant increase in root length was observed in plants treated with freeze-dried gel, namely by 174±16%.

kultivační experiment, PGPR, hydrogel, Azotobacter vinelandii, Lactuca sativa

cultivation experiment, PGPR, hydrogel, Azotobacter vinelandii, Lactuca sativa

HLAVÁČKOVÁ, B.; KALINA, M.

10.04.2025

Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Nitra

978-80-552-2854-9

z XXIII. vedeckej konferencie študentov I. a II. stupňa vysokoškolského štúdia s medzinárodnou účasťou a študentov stredných škôl Fakulty biotechnológie a potravinárstva SPU v Nitre

41

41

50

http://www.slpk.sk/eldo/2025/dl/9788055228549/9788055228549.pdf