Effects of Bacteria Inoculation and Iron Application on Nodulation and N-Fixation in Groundnut Plants

Abstract

:A two year field experiment was carried out to determine the effects of bacterial inoculation and iron application on nodulation and N-fixation in groundnut plants at Cukurova University Agricultural Research and Experiment Farm. NC-7 and ÇOM groundnut varieties which are widely grown at Cukurova region were used as a test plant. Two different Fe applications (Fe0: 0 ppm and Fe1: 5 ppm) and 3 different Rhizobium strain (B0: non inoculated-natural bacteria; B2: strain nr. 380 and B1: strain nr. 378) inoculation were realized. Nodule, root, shoot and grain samples were collected at flowering and harvest stages. Results revealed that bacterial inoculation increased root and shoot nitrogen contents. B2 strain was more effective than B1. Bacterial inoculation stimulated both nodule number and weight however same applications increased shoot-N. Iron application has considerably increased nitrogen contents of nodule. Determined parameters indicate that ÇOM variety was more effective than that NC-7.

Keywords

• Bacteria, Iron, Peanut, Simbiotic N2- Fixation

Bakteriyel Aşılama ile Demir Uygulamalarının 1. Ürün Yerfıstığı Bitkisinde Nodülasyon ve Azot Fiksasyonuna Etkisi

Abstract

Yerfıstığı bitkisinde bakteriyel aşılama ile demir uygulamalarının nodülasyon ve bitki azot alımına etkisini araştırmak amacıyla yapılan bu çalışma Çukurova Üniversitesi Araştırma İstasyonunda 2 yıl süreyle yürütülmüştür. Araştırmada, I. ürün olarak Çukurova koşullarında en fazla ekimi yapılan NC-7 ve ÇOM çeşitleri kullanılmıştır. Denemede iki farklı demir dozu (Fe0: 0 ppm ve Fe1: 5 ppm) ve 3 farklı Rhizobium bakteri suşu (B0: aşılama yapılmamış-doğal bakteri; B1: 378 nolu suş; B2: 380 nolu suş) uygulaması kullanılmıştır. Birinci ürün olarak ekilen yerfıstığından çiçeklenme döneminde nodül, kök ve toprak üstü örneklemeleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar bakteri uygulamalarının, bitkinin azot içeriğini ve nodülasyon durumlarını artırdığını göstermiştir. Denemeye alınan suşlar içerisinde B2 suşu belirlenen bazı parametrelerde daha etkili bulunmuştur. Bakteri uygulamasının, nodül sayısı ve nodül ağırlığı değerlerini istatistiksel olarak artırdığı belirlenmiştir. Demir uygulaması nodül azot içeriğini (%) önemli derecede artırmıştır. Denemede belirlenen parametreler yönünden ÇOM çeşidi NC-7 çeşidinden daha etkin bulunmuştur.

Keywords

• Bakteri, Demir, Yerfıstığı, Simbiyotik N2 fiksasyonu

References

1. ADJEI, M.B., QUESENBERRY, K.H. and CHAMBLISS, C.G., 2002. Nitrogen Fixation and Inoculation of Forage Legumes. University of Florida. Ifas Extension. USA.
2. ANONİM, 1954. U.S. Salinity Laboratory Staff, 1954. Diagnosis and Improvement of Saline and Alkaline Soils, USDA No: 6.
3. ANONİM, 1983. Deutsche Einheitsverfahren Zur Wasser-Abwasser Und Schlammuntersuchungen. Fachgruppe Wasserchemie in der Gesellschaft Deutscher Chemiker (ed.) Verlag Chemie, Weinheim / Bergstrasse (BRD).
4. ARIOĞLU, H., 2000. Yağ Bitkileri Yetiştirme ve Islahı. Ç.Ü. Ziraat Fak. Genel Yayın No: 220. Ders Kitapları Yayın No: A-70. ADANA.
5. BATTISTONI F., PLATERO R., NOYA F., ARIAS A., FABIANO E., 2001. Intracellular Fe Content Influences Nodulation Competitiveness of Sinorhizobium meliloti Strains as Inocula of Alfalfa. Soil Biology & Biochemistry 34: 593-597
6. BEK, Y., 1983. Araştırma ve Deneme Metodları. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Ders Notu Yay. No: 92. Adana.
7. BOUYOUCOS, G. J., 1951. A Recalibration of the Hydrometer Method for Making Mechanical Analysis of Soils. Agron. J., 43, p 434-438.
8. BREET, J.F., ROSS, J.J., REID, JB., 2005. Nodulation Phenotypes of Gibberellin and Mutants of Pea. Plant Physiology, August, 2005. Vol. 138, 2396-2405.

9. BREMNER, J.M., 1965. Inorganic forms of nitrogen. p. 93-149. In C.A. Black et al. (ed.) Methods of soil analysis. Part 1. Agron. Monogr. 9. ASA, Madison, WI.
10. CORBET, M.C., HU, Y., NADARI, F., RIBBE, M.W., HEDMAN, B. and HUDGSON, K., 2004. J. Biol. Chem., Vol. 279, Issue 27, 28276-28282, July 2.
11. ÇAĞLAR, K.Ö., 1949. Toprak Bilgisi. A.Ü. Zir. Fak. Yayınları:10, s 230.
12. DİE, 2000. Türkiye İstatistik Yıllığı, T.C. Başbakanlık Devlet İstatistik Enstitüsü Yay. No: 2466, ISSN:082-691X, Ankara.
13. DOĞAN, K., 2000. Antakya Şehirsel artıklarından Elde Edilen Komposton toprağın Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri ile Domateste Verime Etkisi. MKÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü. YL. Tezi.
14. DURRANT, M.C., 2001. Controlled Protonation of Iron-Molybdenum Cofaktör by Nitrogenase: A structural and theoreticel Analysis. Department of Biological Chemistry, John Innes Centre, Norwich Research Park, Colney, Norwich NR4 7UH, U.K.
15. FABIG, W., J.C.G. OTTOW ve F. MÜLLER, 1978. Mineralization von 14C-Markiertem Benzoat mit Nitrat als Wasserstoff-Akseptor Unter Vollstaendig anaeroben Bedingungen sowie bei Verminderten Saurstoffpartialdruck. Landwitsch. Forsch. 35, 441-453.
16. FRITSCHE, W., 1990. Mikrobiologie. Gustav Fischer Verlag. Jena.
17. GOORMACHTING, S., W. CAPOEN, and M. HOLSTERS. 2004. Rhizobium infection: lessons from the versatile nodulation behaviour of water-tolerant legumes. Trends in Plant Science 9: 518-522.
18. GÖK, M., 1993. Soya, üçgül, bakla ve fiğ bitkilerine ait değişik Rhizobium sp. suşlarının ekolojik yönden önemli bazı özelliklerinin laboratuvar koşullarında belirlenmesi. DOĞA Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi 17/4, 921-930.
19. GÖK, M., DOĞAN, K., COŞKAN, A., 2006. Effects of Divers Organic Substrate Application on Denitrification and Soil Respiration under Different Plant Vegetation in Çukurova Region. International Symposium on Water and Land Management for Sustainable Irrigated Agriculture. April 4-8, 2006, Adana-Turkey.
20. GÖK, M., DOĞAN, K., COŞKAN, A., ARIOĞLU, H., 2005. Yerfıstığı Bitkisinde Bakteriyel Aşılama ile Demir ve Molibden Uygulamalarının Nodülasyon, N2-Fiksasyonu ve Verime Etkisi. IV. Tarım Kongresi Bildiri Kitabı, 21-23 Eylül, Şanlıurfa. S. 844-852.
21. GÖK, M., DOĞAN, K., COŞKAN, A., ARIOĞLU, H., 2007. Çukurova Bölgesi Yerfıstığı Ekim Alanlarında Rhizobiyal Potansiyelin Belirlenmesi ve Bir Model Denemede Bakteriyel Aşılama ile Demir Uygulamalarının Nodülasyon, Bitki Gelişimi ve Verime Etkisinin Araştırılması. TÜBİTAK-TOVAG-104 O 363 nolu prj. 3. Gelişme Raporu. (Yayınlanmamış).
22. GÖK, M., MARTIN, P., 1993. Farklı Rhizobium Bakterileri ile Aşılamanın Soya, Üçgül ve Fiğde Simbiyotik Azot Fiksasyonuna Etkisi. Doğa-Tr. J. of Agricultural and Forestry 17, 753-761.
23. GÖK, M., SAĞLAMTİMUR, T., COŞKAN, A., İNAL, İ., ONAÇ, I., TANSI, V., 2001. Organik ve Mineral Gübrelemenin Tarla Koşullarında Toprakta Azot Transformasyonuna ve Denitrifikasyonla Azot Kaybına Etkisi. Kesin Sonuç Raporu, Proje No:TARP-1785, TÜBİTAK.
24. HAKTANIR, K., ARCAK, S., 1997. Toprak Biyoşojisi. Toprak Ekosistemine Giriş. Ankara Üniversitesi Zir. Fak. Toprak Böl. Yayın No: 1486. Ders Kitabı: 447. ANKARA
25. JORDAN, D.C., 1984. Rihizobiaceae: Bergey’s Manual of Systematik Bacteriology. Vol 1(Krieg, N.R., Holt, J.G., Murray, R.G.E., Brenner, D.J., Bryant, M.P., Moulder, J.W., Pfennig, N., Sneath, P.H.A., Staley, J.T. “ eds”). Williams and Wilkins Company, Baltimore. London.
26. JUNIOR, M.A.L., LIMA, A.S.T., ARRUDA, J.R.F. and SMITH, D.L., 2005. Effects of Root Temperature on Nodule Development of Bean, Lentil and Pea. Soil Biology & Biochemistry 37, 235-239.
27. KAHNT, G., 1985. Welchen Vorfruchtwert haben Körnerlegüminosen ? DLG Mitteilungen, Nr. 3, 138-140.
28. KAYA, Z., 1982. Çukurova Bölgesinde Yaygın Bazı Toprak Serilerinde Fosforun Statüsü ve Toprak-Bitki Sistemindeki Dinamiği. Doçentlik Tezi. Adana. s 103.
29. KEYSER, H.H. ve F. LI, 1992. Potential for Increasing Biological Nitrogen Fixation in Soybean. Plant and Soil. 141: 119-135.
30. LINDSAY, W.L. and NORVELL, W.A., 1978. Development of DTPA Soil Test Zinc, Iron, Manganese and Copper. Soil Sci. Am.J. 42:421-428.
31. LINDSAY, W.l., and W.L. NORVELL, 1969. Equilibrium Relationship of Zn, Fe, Ca and H with EDTA and DTPA in Soils. Soil. Sci. Soc. Amer. Proc.33:62-68.
32. OLSEN, S.R., V. COLE, F.S. WATANABE And L.A. DEAN, 1954. Estimation of Available Phosphorus in Soils by Extraction with Sodium Bicarbonate. U.S. Dept. of Agric. Circ. 939.
33. SANTOS, P.C.; DEAN, D.R.; HU, Y.; RIBBE, M.W., 2004. Formation and insertion of the nitrogenase iron-molybdenum cofactor. Chem. Rev 104, 1159–1173.
34. SCHLICHTING, E., BLUME, E., 1966. Bodenkundliches Prakticum. Paul Parey Verlag, Hamburg, Berlin.
35. SHIBATA, R. And YANO, K., 2003. Phosphorus acquasition from non-labile Source in peanut pigonpea with mycorrhizal interaction. Science Direct. Applied Soil Ecology 24 (2003) 113-141.
36. WERNER, D., 1987. Pflanzliche und Mikrobielle Symbiosen. Georg Thieme Verlag Stuttgart. New York.
37. ZEHR, J. P., JENKINS, B. D., SHORT, S. M., and STEWARD, G. F., 2003. Nitrogenase gene diversity and microbial community structure: a cross-system comparison, Environmental Microbiology, 5,539–554.