Effect of PGPR Isolates on Plant Development in Some Bean Genotypes

Abstract

This research was carried out in order to determine the effects of NPK and bacteria applications on the growth of bean genotypes (Hınıs and İspir) in greenhouse conditions between 2020-2021. Control, NPK application and 6 different Rhizobium sp. bacterial isolates (FR-2, FR-4, FR-9, FR-19, FR-20, FR-22) were included in the experiment. The research was carried out with 3 replications in each application. According to the findings, it was determined that the application of bacteria in bean plants increased the plant height, stem diameter, plant fresh and dry weight, root fresh and dry weight, root length, leaf area, leaf number, nodule number, stem protein ratio and total chlorophyll amount. However, it was better that the effect of NPK application on chlorophyll and protein content in the root. In general, it was concluded that the effect of different bacterial isolates on parameters used in the study was better than the NPK application.

Keywords

• Bacteria
• Bean
• NPK
• PGPR

Project Number

FYL-2021-8674

PGPR İzolatlarının Bazı Fasulye Genotiplerinde Bitki Gelişimi Üzerine Etkisi

Abstract

Bu araştırma sera koşullarında NPK ve bakteri uygulamalarının fasulye genotiplerinde (Hınıs ve İspir) bitki gelişimi üzerine etkilerini belirlemek amacıyla 2020-2021 yıllarında yürütülmüştür. Yürütülen denemede kontrol, NPK uygulaması ve 6 farklı Rhizobium sp. izolatı (FR-2, FR-4, FR-9, FR-19, FR-20, FR-22) yer almıştır. Araştırma her uygulamada 3 tekerrür olacak şekilde yürütülmüştür. Elde edilen bulgulara göre fasulye bitkisinde bakteri uygulamasının bitki boyu, gövde çapı, bitki yaş ağırlığı, bitki kuru ağırlığı, kök yaş ağırlığı, kök kuru ağırlığı, kök uzunluğu, yaprak alanı, yaprak sayısı, nodül sayısı, gövde protein oranı ve toplam klorofil miktarını artırdığı tespit edilmiştir. Ancak klorofil miktarı ve kökteki protein miktarı üzerine NPK uygulamasının etkisinin daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır. Genel olarak, çalışmada kullanılan farklı bakteri izolatlarının, ele alınan parametreler üzerine etkisinin NPK uygulamasına göre daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

• NPK
• PGPR
• Bakteri
• fasulye

Supporting Institution

Atatürk Üniversitesi

Project Number

FYL-2021-8674

Thanks

Atatürk Üniversitesi BAP Koordinasyon Birimine Desteklerinden dolayı teşekkür ederiz.

References

1. Adak MS, 2014. Türkiye’de Yemeklik Baklagillerin Önemi, Üretimi ve İzlenen Politikalar, Tarım ve Mühendislik, 103:24-30.
2. Adak MS, Güler M, Kayan N, 2010. Yemeklik Baklagillerin Üretimini Artırman Olanakları, Türkiye Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi, Ankara, 329-341.
3. Ahemad M, Kibret M, 2013. Mechanisms and Applications of Plant Growth Promoting Rhizobacteria: Current Perspective. Journal of King Saud University-Science.
4. Akkurt M, 2010. Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) Bitkisinde Bakteri Aşılamasının Azot Fiksasyonuna ve Bitkinin Kök ve Toprak Üstü Organlarına Etkisi. Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış)
5. Al-Askar AA, Rashad YM, 2010. Arbuscular Mycorrhizal Fungi: A Biocontrol Agent Against Common Bean Fusarium Root Rot Disease. Plant Pathology Journal, 9(1): 31-38.
6. Aryal UK, Xu HL, Fujita M, 2003. Rhizobia and AM Fungal Inoculation Improve Growth and Nutrient Uptake of Bean Plants Under Organic Fertilization. Journal of Sustainable Agriculture, 21(3): 27-39.
7. Babaoğlu M, 2001. Temel Laboratuvar Teknikleri. Selçuk Üniversitesi Basımevi. Konya. 18- 21.
8. Bambara S, Ndakidemi PA, 2009. Effects of Rhizobium Inoculation, Lime and Molybdenum on Photosynthesis and Chlorophyll Content of Phaseolus vulgaris L. African Journal of Microbiology Research, 3:791-798.

9. Bildirici N, 2003. Van-Gevaş Koşullarında Farklı Azot ve Fosfor Dozları ile Bakteri Aşılamasının (Rhizobium phaseoli) Şeker Fasulyesi (Phaseolus vulgaris L) Çeşidinin Verim ve Verim Öğeleri Üzerine Etkisi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Van, 86.
10. Bilen S, 2003. Farklı Yaşlardaki Değişik Rhizobium Kültürleri ile Aşılamanın ve Çeşitli Dozlardaki Azotlu Mineral Gübrelemenin Fasulye (Phaseolus vulgaris) Bitkisinin Kuru Madde Miktarı, Simbiyotik Özellikleri ve Fosfor İçeriği Üzerine Etkileri. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Anabilim Dalı, Doktora Tezi (Basılmış)
11. Bockman OC, 1997. Fertilizers and Biological Nitrogen Fixation as Sources of Plant Nutrients: Perspectives for Future Agriculture. Plant Soil, 194:11-14.
12. Bozoğlu H, Gülümser A, 1997. Kuru fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) Bazı Tarımsal Özelliklerin Korelasyonları ve Kalıtım Derecelerinin Belirlenmesi. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi (15-18 Kasım 1999), Cilt III, Çayır-Mera Yembitkileri ve Yemeklik Baklagiller, 360-365, Adana.
13. Bulut N, 2013. Aşılı Aşısız Koşullarda Fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) Organik Gübrelerin Verim ve Verim Öğeleri Üzerine Etkisi., Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
14. Çakmakcı R, 2009. Stres Koşullarında ACC Deaminaz Üretici Bakteriler Tarafından Bitki Gelişiminin Teşvik Edilmesi, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 40 (1):109- 125.
15. Çetin Karaca U, 2010. Konya Yöresinde Yetiştirilen Kuru Fasulyeden İzole Edilen Rhizobium Bakterilerinin Etkinliklerinin Belirlenmesi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış)
16. Dejordjevic MA, Gabriel DW, Rolfe BG, 1987. Rhizobium-the Refined Parasite of Legumes. Annu. Rev Phytopathology, 25:145-168.
17. Ferreira MCB, Fernandes MS, and Döberenier J, 1987. Role of Azospirillum brasilense Nitrate Reductase in Nitrate Assimilation by Wheat Plants. Biol. And Ferti. of Soils, 4: 47- 53.
18. Giller KE, 2001. Nitrogen fixation in tropical cropping systems. Cabi.
19. Havugimana E, Bhople BS, Byırıngıro E, Mugabo JP, 2016. Role of Dual İnoculation of Rhizobium and Arbuscular Mycorrhizal (AM) Fungi on Pulse Crops Production. Walailak Journal of Science and Technology (WJST), 13(1):1-7.
20. Hynes RK, Leung GC, Hirkala DL, Nelson LM, 2008. Isolation, Selection, and Characterization of Beneficial Rhizobacteria from Pea, Lentil and Chickpea Grown in Western Canada. Can. J. Microbiol., 54:248-258.
21. İmriz G, Özdemir F, Topal İ, 2014. Bitkisel Üretimde Bitki Gelişimini Teşvik Eden Rizobakteri (PGPR)'ler ve Etki Mekanizmaları. Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi. 12(2): 1-19.
22. Joshi R, Ramanarao MV, Baisakh N, 2013. Arabidopsis Plants Constitutively Overexpressing a Myo-inositol 1-Phosphate Synthase Gene (SaINO1) from the Halophyte Smooth Cordgrass Exhibits Enhanced Level of Tolerance to Salt Stress. Plant Physiology and Biochemistry, 65:61-66.
23. Kaçar B, İnal A, 2008. Bitki Analizleri. Nobel Yayınları No: 1241, Ankara
24. Kaçar B, 1972. Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri II. Bitki Analizleri. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları: Ankara 453: 55-86.
25. Karaca Ü, Uyanöz R, 2011. Yunus 90 Kanada ve Akman 98 Fasulye Çeşitlerinde (Phaseolus vulgaris L.) Bakteri Aşılamanın Verim Ve Verim Unsurlarına Etkisi. Toprak ve Su Sempozyumu, 25-27 Mayıs 2011, Ankara.
26. Karahan A, Şehirali S, 1999. Trakya koşullarında Şehirali 90 Fasulye Çeşidinde (Phaseolus vulgaris L. var. nanus DEKAP) Bakteri Aşılama ve Değişik Azot Dozlarının Verim ve Verim Unsurlarına Etkisi. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi. 15–20 Kasım, 1999. Adana.
27. Karahan A, 1997. Trakya Koşullarında Şehirali-90 (Phaseolus vulgaris L. Dekap) Bodur Fasulye Çeşidinde Bakteri Aşılama ve Değişik Azot Dozlarının Verim ve Verim Unsurlarına Etkisi., Trakya Üniversitesi, fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış)
28. Kılıçarslan S, 2019. Kuraklık Stresinin Fasulyede Bitki Gelişimi ile Bazı Fizyolojik ve Biyokimyasal Özellikler Üzerine Etkisi. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış)
29. Küçük Ç, 2011. Inoculation with Rhizobium spp. in Kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) Varieties. Zemdirbyste = Agriculture, 98: 49-56.
30. Lanier JE, Jordan DL, Spears JF, Wells R, Johnson PD, 2005. Peanut Response to Inoculation and Nitrogen Fertilizer. Agronomy. Journal. 97:79- 84
31. Mayak S, Tirosh T, Glick BR, 2004. Plant Growth-Promoting Bacteria Confer Resistance in Tomato Plants to Salt Stress. Plant Physiol. Biochem., 42:565-572.
32. Mfilinge A, Mtei K, Ndakidemi PA, 2014. Effects of Rhizobium Inoculation and Supplementation with P and K, on Growth, Leaf Chlorophyll Content and Nitrogen Fixation of Bush Bean Varieties. American Journal of Research Communication, 2(10):49-87.
33. Nyoki D, Ndakidemi PA, 2014. Effects of Phosphorus and Bradyrhizobium japonicum on Growth and Chlorophyll Content of Cowpea (Vigna unguiculata (L) Walp). American Journal of Experimental Agriculture, 4(10):1120-1136.
34. Odabaş MS, Gülümser A, 2001. Fasulye (Phaseolus vulgaris L.)'de Uygulanan Farklı Dozlardaki Değişik Azot Kaynaklarının Verim, Verim Unsurları ve Yapraktaki Klorofil Miktarına Etkisi Üzerine Bir Araştırma. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi (Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi), 16(1): 42-47.
35. Öğüt M, Kılıç M, Bhohi AR, 2001. Azospirillum brasilense ve İki Rhizobium Türünün Bazı Yaygın Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) Çeşitlerinde Nodülasyona Etkisi. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(31): 5-12.
36. Önder M, Özkaynak İ, 1994. Bakteri Aşılaması ve Azot Uygulamasının Bodur Kuru Fasulye Çeşitlerinin Tane Verimi ve Bazı Özellikleri Üzerine Etkileri. Turkish Journal of Agricultural and Forestry, 18:463-471.
37. Özturan Akman Y, 2017. Rhizobium ve Mikoriza Uygulamalarının Fasulye (Phaseolus vulgaris L.)’nin Tane Verimi ve Bazı Tarımsal Karakterleri Üzerine Etkileri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi. (Basılmış)
38. Pekşen E, Artık C, 2005, Antibesinsel Maddeler ve Yemeklik Tane Baklagillerin Besleyici Değerleri, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(2):110-120.
39. Rudresh DL, Shivaprakash MK, Prasad RD, 2005. Effect of Combined Application of Rhizobium, Phosphate Solubilizing Bacterium and Trichoderma spp. on Growth, Nutrient Uptake and Yield of Chickpea (Cicer aritenium L.). Applied Soil Ecology, 28(2):139-146.
40. Saber MSM, 2001. Clean Biotechnology for Sustainable Farming. Eng. Life Sci., 1:217-223.
41. Salantur A, Ozturk A, Akten S, 2006. Growth and Yield Response of Spring Wheat (Triticum aestivum L.) to Inoculation with Rhizobacteria. Plant Soil and Environment, 52(3):111-118.
42. Safıkhani S, Chaichi MR, Porbabaei AA, 2013. The Effects of Different N Fertilizers (Chemical, Biological and Integrated) on Forage Quality of Berseem clover in an Intercropping System with basil. Iranian Journal of Field Crop Science, 44(2):237-248.
43. Şehirali S, Gügün V, Çiftçi CY, Gençtan T, 1983. Bakteri Aşılaması ve Değişik Azot Dozlarının Fasulyede Tane Verimi ve Protein Kapsamı Üzerine Etkileri. Kükem Dergisi, 6(2): 166-167.
44. Tairo EV, Ndakidemi PA, 2013. Brady rhizobium japonicum Inoculation and Phosphorus Supplementation on Growth and Chlorophyll Accumulation in Soybean (Glycine max L.). American Journal of Plant Sciences, 4,2281.
45. Tajini F, Drevon JJ, Lamouchi L, Aouani ME, Trabelsi M, 2008. Response of Common Bean Lines to Inoculation: Comparison Between the Rhizobium tropici CIAT899 and the Native Rhizobium etli 12a3 and Their Persistence in Tunisian Soils. World Journal of Microbiology Biotechnology, 24:407-417.
46. Togay N, Togay Y, Cimrin KM, Turan M, 2008. Effects of Rhizobium Inoculation, Sulfur and Phosphorus Applications on Yield, Yield Components and Nutrient Uptakes in Chickpea (Cicer arietinum L.). African Journal of Biotechnology, 7(6):776-782.
47. Turan M, Arjumend T, Argın S, Yıldırım E, Katırcıoğlu H, Gürkan B, Bolouri, P, 2021. Plant Root Enhancement by Plant Growth Promoting Rhizobacteria. Plant Roots, 145.
48. Türkmen OS, Özçelık F, Nızam Ö, Baytekin H, 2016. Topraksız Fasulye Kültüründe Azotun Rhizobium Bakteri Nodülasyonu ve Bitki Gelişmi Üzerine Etkisi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25 (Özel Sayı-1), 201-206.
49. Uyanöz R, Karaca Ü, Karaarslan E, 2010. Konya Yöresinden İzole Edilen Doğal Rhizobium Bakterilerinin Kuru Fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) Verim ve Verim Unsurlarına Etkisi. 5. Ulusal Bitki Besleme Gübre Kongresi Bildiriler Kitabı, Bornova, İzmir. 15-17 Eylül 2010, 252-260.
50. Vincent JM, 1970. A Manual for the Practical Study of the Root-Nodule Bacteria. A manual for the practical study of the root-nodule bacteria.
51. Yaman M, Sepetoğlu H, 1997. Fasulyede Ekim Zamanının Bitki Büyümesi ve Morfolojik Özellikler Üzerine Etkisi. Anadolu, 7(2): 51-65.
52. Yildirim E, Turan M, Dönmez MF, 2008. Mitigation of Salt Stress in Radish (Raphanus sativus L.) by Plant Growth Promoting Rhizobacteria. Roumanian Biotechnol Lett, 13:3933-3943.
53. Yildirim E, Karlidag H, Turan M, Dursun A, Goktepe F, 2011. Growth, Nutrient Uptake, and Yield Promotion of Broccoli by Plant Growth Promoting Rhizobacteria with Manure. Hortscience, 46(6):932-936.
54. Yıldız N, Bircan H, 1994. Araştırma ve Deneme Metotları. Atatürk Üniversitesi Yayınları No: 697. Zhou XJ, Liang Y, Chen H, Shen SH, Jing YX, 2006. Effects of Rhizobia İnoculation and Nitrogen Fertilization on Photosynthetic Physiology of Soybean. Photosynthetica. 44:530-535.