Development of Plant Growth-Promoting Bacteria Based Bio-formulations Using Liquid and Solid Carrier and Evaluation of their Influence on Growth Parameters and Enzyme Activity of Tea Plants

Year 2016, Volume: 25 Issue: ÖZEL SAYI-2, 313 - 321, 31.12.2016

Ramazan Çakmakçı , Yaşar Ertürk Ali Atasever Recep Kotan Mustafa Erat Atefeh Varmazyari Kubilay Türkyılmaz Remzi Sekban Ayhan Haznedar

Abstract

The objective of
this study was to evaluate possible effects of mineral  fertilizer, one commercial and five N₂-fixing
and/or P-solubilizing microorganism based bio-fertilizers (F1: B. atrophaeus 55/6+B. megaterium 63/1+P. fluorescens
9/7; F2: B. simplex 6/4+ B. subtlis B2/8+P. putida 3/10; F3: B.
pumilus 35/6+P. polymyxa 2/2+Pseudomonas sp.27/3; F4: B. pumilus RC19+P. polymyxa RC35+P. putida 29/2; F5: B. lentus
29/6+P. polymyxa RC14+P. putida RC06), developed in seven
organic and inorganic solid carriers
(tea waste, peat, perlite, leonardite,
zeolite, and vermiculite) and liquid carriers
based formulations were evaluated for their growth and  enzyme activities of tea under natural soil
conditions of Rize, in two years. The experiment was arranged as a completely
randomized two-factor design seven carriers, eight
treatments, and five replications (each having four saplings). Bacterial
combinations efficiency was variable and depended on the inoculants strain, carrier
material and parameters evaluated. Bio-fertilizers formulations stimulated
overall plant growth, including shoot development, plant height, trunk diameter, leaf yield, chlorophyll and anthocyanin content, and
activities of oxidative, catalytic,
hydrolytic and anti-oxidative enzymes of
Turkish registered tea clones Hayrat. Bacterial combinations improved for enhanced plant growth promotion will
enable reductions in inputs of chemical fertiliser, had a potential to
be used as a bio-fertilizer in sustainable and organic tea production.

Keywords

Tea (Camellia sinensis L.), plant-growth-promoting bacteria, solid and liquid carriers

Katı ve Sıvı Taşıyıcı Kullanılarak Bitki Gelişmesini Teşvik Edici Bakteri Esaslı Formülasyon Geliştirilmesi ve Çay Gelişme Parametreleri ve Enzim Aktivitesine Etkisinin Değerlendirilmesi

Abstract

Bu araştırma,
mineral gübre, bir ticari biyolojik gübre ve organik
ve inorganik kaynaklı katı (çay artığı, torf, perlit, leonardit, zeolite ve
vermikülit) ve sıvı taşıyıcılarda geliştirilen azot fikseri ve fosfat çözücü
mikroorganizma esaslı beş farklı biyolojik gübre formülasyonunun (F1: Bacillus atrophaeus 55/6+Bacillus megaterium 63/1+Pseudomonas fluorescens 9/7; F2: Bacillus simplex 6/4+Bacillus subtlis B2/8+Pseudomonas putida 3/10; F3: Bacillus pumilus 35/6+Paenibacillus polymyxa 2/2+Pseudomonas sp.27/3; F4: Bacillus pumilus RC19+Paenibacillus polymyxa RC35+Pseudomonas putida 29/2; F5: Bacillus lentus 29/6+Paenibacillus polymyxa RC14+Pseudomona putida RC06), çay gelişmesi
ve enzim aktivitesi üzerine etkisini değerlendirmek amacıyla Rize’de doğal
koşullar altında iki yıl süreyle yürütülmüştür. Araştırma, yedi
taşıyıcı, sekiz uygulama ve her bir tekerrürde dört fidan olmak üzere beş
tekerrürlü olarak tesadüf parselleri deneme desenine göre düzenlenmiştir.
Bakteriyel formülasyon etkinliği aşılanan strain, taşıyıcı materyal ve ele
alınan parametrelere göre değişmiştir. Biyolojik gübre formülasyonu Hayrat Türk
çay klonunda gövde gelişmesi, bitki yüksekliği, gövde çapı, yaprak verimi,
klorofil ve antioksidan içeriği, yaprak alanı, oksidatif, katalitik, hidrolitik
ve antioksidan enzim aktivitesi dahil gelişmeyi teşvik etmiştir. Araştırmada
test edilen bakteri kombinasyonlarının bitki gelişmesini teşvik ettiği,
kimyasal gübre gereksinimini azaltabildiği, organik ve sürdürülebilir tarım
uygulamalarında biyolojik gübre olarak kullanılabilecek potansiyele sahip
olduğu belirlenmiştir.

Keywords

Çay (Camellia sinensis L.), bakteri, katı ve sıvı taşıyıcı

References

• Çakmakçı R., Dönmez M.F., Ertürk Y., Erat M., Haznedar A. and Sekban R., 2010 a. Diversity and metabolic potential of culturable bacteria from the rhizosphere of turkish tea grown in acidic soils. Plant and Soil, 332 (1-2):299-318
• Çakmakçı R., Ertürk Y., Dönmez M.F. and Sekban R., 2010 b. Research of plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers to enhance organic tea production. International Conference on Organic Agriculture in Scope of Environmental Problems, 3-7 February 2010 in Famagusta/K.Kıbrıs. Book of Proceedings, 371-376
• Çakmakçı R., Ertürk Y., Dönmez M.F., Sekban R. and Haznedar A., 2010 c. Farklı çay klonlarında biyolojik gübrelemenin kullanım olanakları. Türkiye 4. Organik Tarım Sempozyumu, 28 Haziran 1 Temuz 2010 Erzurum, 777-782
• Çakmakçı R., Ertürk Y., Atasever A., Ercişli S., Şentürk M., Erat M., Haznedar A. and Sekban R., 2011. The use of plant growth promoting rhizobacteria for organic tea production in Turkey. Proceedings of Tea- Organic-Low Carbon İnternational Symp. Guangyuan/China. 6-9, 89-97
• Çakmakçı R., Ertürk Y., Dönmez F., Erat M., Haznedar A. and Sekban R., 2012. Tea growth and yield in relation to mixed cultures of N2-fixing and phosphate solubilizing bacteria. 23rd İnternational Scientific-Experts Congres on Agriculture and Food Industry, September 2-29, 2012, The Journal of Ege University Faculty of Agriculture Special Issue Vol 1.17-21, İzmir
• Ertürk Y., Çakmakçı R., Dönmez M.F., Sekban R. and Haznedar A., 2011. Fener -3 çay klonu fidanlarında enjeksiyon ve daldırma metotları ile PGPR uygulamalarının verim üzerine etkilerinin incelenmesi. GAP VI. Tarım Kongresi, 09-12 Mayıs 2011, Şanlıurfa, 29-34
• Han W.Y., Ma L.F., Shi Y.Z., Ruan J.Y. and Kemmitt S.J., 2008. Nitrogen release dynamics and transformation of slow release fertiliser products and their effects on tea yield and quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 88:839-846
• Liu Z., Yang J., Yang Z. and Zou J., 2012. Effects of rainfall and fertilizer types on nitrogen and phosphorus concentrations in surface runoff from subtropical tea fields in Zhejiang, China. Nutrient Cycling Agroecosystems, 93: 297-307
• Xue D., Yao H. and Huang C., 2006. Microbial biomass, n mineralization and nitrification, enzyme activities, and microbial community diversity in tea orchard soils. Plant and Soil, 288: 319-331