ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLIV NR 3/4 WARSZAWA 1993: 55-61 N G U Y E N B IC H L O G PORÓWNANIE WPŁYWU SZCZEPIENIA B R A D YR H IZO B IU M SP. ORAZ NAWOŻENIA AZOTOWEGO NA PLONOWANIE A R A C H IS H YPO G AEA NA DWÓCH RÓŻNYCH GLEBACH K atedra M ikrobiologii R olniczej A kadem ii R olniczej w S zczecin ie W S T Ę P Wykorzystanie w praktyce rolniczej wiązania azotu przezarachis hypogaea, roślinę żyjącą w symbiozie z bakteriami brodawkowymi (Bradyrhizobium sp.), pozwoliłoby na zmniejszenie zużycia nawozów [5-7]. Ze względu na niską zasobność gleb w azot mineralny wystąpiły objawy niedoboru tego pierwiastka w początkowym okresie wzrostu badanych roślin, kiedy nie zachodziło jeszcze symbiotyczne wiązanie azotu. Dlatego też stosowanie nawożenia azotem w tym okresie wpływało korzystnie na rozwój Arachis hipogaea i zwiększało skuteczność działania szczepionki. W badaniach starano się określić, jaki jest wpływ szczepienia nasion A ra chis hypogaea bakteriami Bradyrhizobium oraz nawożenia azotowego na plony tej rośliny uprawianej na dwóch różnych glebach w Wietnamie. MATERIAŁ I METODYKA Doświadczenia polowe przeprowadzono w latach 1988-1989 na glebie wytworzonej z osadów rzecznych rzeki Czerwonej. Według systematyki Gleb Polski, są to mady rzeczne. Doświadczenie zlokalizowano w dwóch prowincjach Wietnamu Północnego, mianowicie: 1) w prowincji Vinh-Phu na madach lekkich o składzie granulometrycznym piasku gliniastego mocnego; miąższość poziomu ornego wynosiła 15-20 cm, poziom ten wykazywał następujące właściwosxi: od 0,9 do 1,54% próchnicy, ph w KC1 4,7-5,3, zawartość przyswajalnego fosforu P2O5, średnio 12,9 mg
56 Nguyen Bich Loc 100 g gleby, potasu wymiennego średnio 6,4 mg/100 g gleby oraz azotu ogółem w granicach 0,09-0,1%; 2) w prowincji Gia-Lam, Hanoi, na madach średnich o składzie granulometrycznym gliny lekkiej; miąższość poziomu ornego tej gleby wynosiła 20-30 cm, zawartość próchnicy 1,82%, ph w KC1 6,5, zawartość przyswajalnego fosforu 14,0 mg/100 g gleby, wymiennego potasu 6,4 mg/100 g gleby i azotu ogólnego 0,13%. Na poletkach o powierzchni 6 m2 posiano orzech ziemny odmiany Tram- Xuyen, uwzględniajatc w pięciu powtórzeniach następujące kombinacje nawożenia azotowego: l)kontrola, 2) Rhizobium, azot w ilości (kg/ha): 3) 10, 4) 20, 5) 30, 6) 40 oraz 7) 50 kg/ha. Nawóz azotowy stosowano w formie (NH4)2S 0 4 o zawartości azotu 23%, a nawożenie fosforowe i potasowe, w postaci superfosfatu (16% P2O5) i soli potasowej 60%, wynosiło we wszystkich przypadkach 60 kg/ha każdego z tych nawozów. Po zbiorze określano średni plon zielonej masy i plon owoców orzeszka ziemnego. Szczepionkę do zaprawiania nasion Arachis hypogaea przygotowano z wykorzystaniem trzech szczepów Rhizobium: 1) D-384, pochodzącego z ZSRR i otrzymanego z Katedry Mikrobiologii Gleby Instytutu Produkcji Roślinnej w Pradze-Rużynie, 2) Tal-236, pochodzącego z Ameryki Północnej i otrzymanego z Katedry Mikrobiologii Gleby Instytutu Produkcji Roślinnej w Pradze-Rużynie i 3) LB1 wyizolowanego z brodawek korzeniowych Arachis hypogaea odmiany Взсюо rosnącej na glebie w prowincji Gia-Lam, Hanoi. Szczepy te hodowano na pożywce zawierającej ekstrakt z soi, a po 48 godzinach mieszano ze sterylizowanym torfem. Torf jako podłoże szczepionki wysuszono wstępnie na powietrzu, przesiano przez sito o średnicy oczek 0,25 mm, po czym ph ustalono na 6,5 przez dodawanie odpowiedniej ilości СаСОз. Wilgotność torfu ustalono na 50%; m.p.w. metodą suszarkową. Do tak sporządzonej masy torfu dodawano roztwory mikroelementów w ilości 1 cm3/kg torfu. Uzyskane podłoże sterylizowano w autoklawie o 1,5 atm. przez 2 godziny. Po 7 dniach inkubacji w temp. 28-30 C torf umieszczano w torebkach foliowych; w każdej z nich było 55-60 g szczepionki. Komórek Bradyrhizobium było w mianie co najmniej 2,5 ml d/g szczepionki, co wystarczyło do zaprawienia nasion orzeszka ziemnego, uprawianego na powierzchni 360 m2. 1. Pożywka z wyciągiem sojowym: K2HPO4-1,0 g, glukoza - l,0g, ekstrakt sojowy - 800 cm3, woda destylowana do 1 0 0 0 cm3, 2. Roztwór mikroelementów: KC1-3,370 g, H3BO3-1,550 g, M ns0 4*7H20-0,850 g, CuS04-5H20-0,130 g, NH4Mo70 24*4H20-0,018%, ZnS04*7H20-0,580 g i H20 dest. - 1000 cm3 W Y N IK I B A D A Ń Na madach lekkich (tab. 1), przy wystarczającym poziomie nawożenia fosforowego, szczepienie nasion zwiększyło plon orzeszka ziemnego o 16,3%
Plonowanie A racliis hypogaea 57 Tabelal W pływ szczepienia В rady rhizobium sp. oraz nawożenia azotowego na plon Arachis hypogaea odmiany Tram- Xuyen w doświadczeniu polowym na madach lekkich (średnie z dwu lat badań) Effect of В rady rhizobium sp. and nitrogen fertilization on the yield Arachis hypogaea of kind Tram-Xuyen in the field experiment on light alluvial soils (average of two years analyses) Kombinacja Combination Plon zielonej masy Green mass yield Plon owoców Fruit yield kg/6 m2 kg/ha kg/6 m2 kg/ha % plonu owoców do kontroli Per cent of fruit yield to control Kontrola Control 15,0 25000 0,98 1630 100 Rhizobium 19,5 32500 1,14 1900 116,3 Dawka - Rate of N (kg/ha): 10 18,6 31000 1,13 1883 115,3 20 17,6 32660 1,25 2080 127.5 30 20,7 34170 1,50 2500 150,4 40 21,6 36000 1,58 2630 161,3 50 22,5 37500 1,60 2670 163,8 do,q5 1,23-0,18 - - Nawożenie Fertilization: P2O5 60 kg/ha, K 2O - 60 kg/ha w porównaniu z kontrolą. Wynik taki jest równoważny z uzyskanym po zastosowaniu dawek azotu wynoszących 10 i 2 0 kg/ha. Nie wystąpiły różnice w plonie zielonej masy między kombinacjami nawożonymi dawkami azotu (N) w ilości 10,20 i 30 kg na 1 ha a kombinacją, w której stosowano szczepienie nasion. W kombinacjach nie szczepionych plon Arachis hypogaea wzrastał proporcjonalnie do dawki azotu. Zastosowanie nawożenia azotowego, jak również szczepienie podnosiło plony orzeszka ziemnego także na madach średnich (tab. 2). Działanie szczepionki było porównywalne z wpływem dawki azotu wynoszącej 10-20 kg/ha. Jednak w przeciwieństwie do mad lekkich na madach średnich zwiększenie plonu następowało jedynie do poziomu dawek azotu do 40 kg/ha. Wyniki otrzymane w obu doświadczeniach wskazują na występowanie zależności między zastosowaną dawką nawożenia azotowego a plonem orzeszka ziemnego. Zależność tę można opisać równaniem: gdzie: Y - plon orzeszka ziemnego, X - dawka azotu. 9 Y - ax +bx+c
58 Nguyen Bich Loc Tabela2 W pływ szczepienia Bradyrhizobium sp. oraz nawożenia azotowego na plon Arachis hypogaea odmiany Tram- Xuyen w doświadczeniu polowym na madach średnich (średnie z dwu lat badań) Effect of Bradyrhizobium sp. and nitrogen fertilization on the yield Arachis hypogaea of kind Tram-Xuyen in the field experiment on medium alluvial soils (average of two years analyses) Kombinacja Combination Plon zielonej masy Green mass yield Plon owoców Fruit yield kg/6 m2 kg/ha kg/6 m2 kg/ha % plonu owoców do kontroli Per cent of fruit yield to control Kontrola Control 17,8 29670 1,28 2133 100 Rhizobium 20,0 33330 1,39 2316 108,5 Dawka - Rate of N (kg/ha): 10 18,2 30330 1.36 2266 106,3 20 19,0 31670 1,43 2380 111,7 30 19,8 33000 1,56 2600 122,0 40 23,4 39000 1.69 2820 132,2 50 24,6 41000 1,58 2630 123,3 0,05 0,78-0,15 - - Po wykonaniu obliczeń równań regresji otrzymano: dla mad lekkich: a=-0,0042, 6=0,464, c=14,22 (rys. 1) dla mad średnich: д=0,0044, 6=0,383, c=18,74 (rys.2) Z równań (rys. 1 i 2) obliczono maksymalny plon orzeszka ziemnego, który wynosił na madach lekkich 2692 kg/ha przy nawożeniu 50 kg/ha, a na madach średnich 2700 kg/ha przy nawożneniu 40 kg/ha. Na madach lekkich (rys. 1) plon orzeszka ziemnego wzrasta więc wraz ze zwiększeniem dawki azotu do 50 kg/ha, a następnie zaś ulega zmniejszeniu. W kombinacji, w której nie stosowano nawożenia azotowego, lecz jedynie szczepienia nasion, uzyskano plon na poziomie 1900 kg/ha, co na podstawie ustalonego dla tej gleby równania regresji odpowiada nawożeniu azotowemu w ilości 11,5 kg/ha. Ponieważ maksymalny plon otrzymuje się przystosowaniu azotu w dawce 50 kg/ha, więc w przypadku szczepienia można oszczędzić tę właśnie ilość nawozu mineralnego i zastosować jedynie 38,5 kg/ha. Na madach średnich wzrost plonu orzeszka ziemnego następował przy zwiększeniu dawki nawozu azotowego do 40 kg/ha. Szczepienie nasion bez nawożenia azotowego podnosiło plon aż do 2316 kg/ha, co odpowiada (wg obliczeń równania regresji - rys. 2) 13,9 kg/ha nawożenia azotowego. Pozwala
Plonowanie Arachis hypogaea 59 N a w o ż e n ie a z o to w e C k g /h a ] Rys. 2. Zależność między zastosowanym nawożeniem azotowym a plonem orzeszków Arachis hypogaea na madach lekkich Fig. 2. Relations between nitrogen fertilization and groundnuts yield ol Arachis hypogaea cultivated on light alluvial soils Nawożenie azotowe [ka/hal Rys. 2. Zależność między zastosowanym nawożeniem azotowym a plonem orzeszków Arachis hypogaea na madach średnich Fig. 2. Relations between nitrogen fertilization and groundnuts yield of Arachis hypogaea cultivated on medium alluvial soils to w przypadku szczepienia uzyskać maksymalny plon przy dawce N wynoszącej 26 kg/ha.
60 Nguyen Bich Loc D Y S K U S JA Efektywność zabiegu szczepienia określano w dwuletnich doświadczeniach przeprowadzonych na dwóch glebach. Wyniki wskazują, że w dwóch kombinacjach, w których szczepiono nasiona, ich plon wzrósł o 16,3% na madach lekkich i o 8,5%; na madach średnich w porównaniu z kontrolą. Stosowanie szczepionki przyśpiesza także proces powstawania brodawek korzeniowych oraz zwiększa ich liczbę na roślinie w stosunku do kontroli. Zbliżone wyniki uzyskali w swoich badaniach nad szczepieniami bakteryjnymi w uprawie orzeszka ziemnego Granham i Donava (1981), Herridge, Roughley i Brockwell (1984), Kukarni, Jorni, Sogctra (1985), a także Nambiar i współaut. (1981 a, b, c). Jak podają Kurkami, Jorni, Sogctra (1985), zaprawianie nasion szczepem Rhizobium NC-92 wywiera niejednakowy wpływ na różne odmiany orzeszka ziemnego. Odmiana Robut-33-1 reagowała w badaniach tych autorów około 40-procentowym zwiększeniem plonu, podczas gdy plon odmiany J-П nie wzrastał. W niniejszej pracy stwierdzono około 8,5-16,3- procentowe zwiększenie plonu po szczepieniu odmian Tram-Xuyen uprawianych na madzie średniej i lekkiej. Stwierdzono także, iż zastosowanie szczepienia nasion orzeszka ziemnego, uprawianego tak na madach lekkich, jak i średnich, pozwala uzyskać plon porównywalny z jego wzrostem przy nawożeniu azotem w dawce 10 kg/ha. Także w badaniach Ngo-The-Dan (1989) wykazano możliwość zaoszczędzenia około połowy dawki azotu bez zmniejszania, a nawet przy pewnym wzroście plonu orzeszków arachidowych w stosunku do kombinacji nie szczepionych. Możliwość zastąpienia kosztownego nawożenia azotowego znacznie tańszym zabiegiem szczepienia pozwala na uzyskanie lepszych efektów ekonomicznych oraz na wykorzystanie zaoszczędzonego nawozu przez inne rośliny uprawne. W N IO S K I Na podstawie 2 -letnich badań polowych przeprowadzonych w północnym Wietnamie sformułowano następujące ogólne wnioski: 1. Na madach lekkich szczepienie nasion orzeszka ziemnego zwiększa jego plon o 16,3% w porównaniu z kontrolą. Wynik taki jest równoważny z wynikiem uzyskanym po zastosowaniu dawki azotu wynoszącej 10 kg/ha. 2. Na madach średnich szczepienie nasion zwiększa plon orzeszka ziemnego o 8,5%; w porównaniu z kontrolą. Działanie szczepionki było porównywalne z wpływem dawki N od 10 do 20 kg/ha. 3. Największy plon orzeszka ziemnego uzyskano na madzie lekkiej przy dawce azotu 50 kg/ha oraz 40 kg/ha na madzie średniej (uzyskany plon wyniósł odpowiednio 26,7 i 28,2 q/ha). 4. Zastosowanie szczepionki bakteryjnej pozwalało zaoszczędzić N w ilości 11,5 kg/ha na madzie lekkiej i 13,9 kg/ha na madzie średniej.
Plonowanie Arachis hypogaea 61 L IT E R A T U R A [ 1 ] G ranham A. R., Donava A. L., 1981 : E ffect o f ph and i noculum rate on sh o o t w eig h t n itro g e n ase activ ity an d c o m p ctiv e n odulation of gro u n d n u t (A rachis hypogaea). T rop. A gric. (T rin id ad ) 58, 4: 3 3 7-3 4 0. [2] H erridge D. F., Roughley R. J., BrockwcII 1984: H igh soil nitrate regulates so y b e an sym biosis. A dv. in N itrogen Fixation Res. N ijhof/junc. pudoc., s. 538. [3] K u k am i J. H., Jorni P. K., Sogctra V. K., 1985: R esponse o f g ro u n d n u t v ariétés to in o cu latio n w ith R hizobial strain s, T h e Indian J. A gric. S ei., M arch 9, 13: 6-11. [4] N am biar P. Т. C., Dart P.Nigram S. N., G ibsons R. W., 1981a: G enetic m an ip u latio n o f nodulation in groundnut. B. F. N. T echnology for T rop. A gric. M arch 9-13: 49-55. [5] N am biar P. Т. C., Snirivasan Rao B., Shakar H. N., 1981 b: R esponse o f g ro u n d n u t (A rachis hypogaea) to inoculation. B. F. N. T echnology for Trop. A gric. M arch 9, 13: 251-248. [6] N am biar P. Т. C., Redy M. S., Rao M. R., Floyd C., Dart P. J., W illey W., 1981 с: N itrogen fix atio n by g ro u n d n u t {Arachishypogaea) interopped and rotation system s. B. F. N. T ech n o lo g y for T rop. A gric. M arch 9-13: 647-652. [7] Ngo T he Dan, 1989: Tnh hinh n/c su со dinh dam sinh vat tren cay dau do о V ietnam. T ap chi K H K T, Q L K T va C N T P, 4, 10: 211-214. N guyen Bich Loc C O M PARISO N OF INFLUENCE OF INOCULATION BY BRADYRHIZOBIUM SP. A N D NITROGEN FERTILIZATION ON YIELD OF ARACHIS HYPOGAEA CULTI V ATED ON TW O DIFFERENT SOILS D epartm ent o f A gricultural M icrobiology A gricultural U niversity o f Szczecin SUMMARY A com parison o f terrain analysis on effect of inoculation and nitrogen fertilization on the yield Arachis hypogaea, cultivated on two types o f soils with different mineral contents w as carried out. It w as noticed that inoculated bacteria increased the yield o f groundnuts to about 16,3% in light alluvial soils and 8,5% in medium alluvial soils in relation to the control. This result w as gained after the use o f 10-20 kg/ha o f nitrogen. The highest yield o f groundnuts w as received with the use o f 50 kg/ha nitrogen on light alluvial soils and 40 kg N per ha in medium alluvial soils (26,7 and 28,2 q/kg respectively). The use o f inoculated bacteria saved 11,5 kg N per ha in light alluvial soils and 13,9 kg N per ha in medium alluvial soils. D r Nguyen Bich Loc Praca wpłynęła do redakcji w styczniu 1993 r. Katedra Mikrobiologii Rolniczej Akademia Rolnicza w Szczecinie 71-434 Szczecin, Słowackiego 17