Зменшення водного стресу та стимулювання розвитку цукрових буряків за допомогою ризобактерій (частина 2)

 

За матеріалами статті в галузі прикладної екології та екологічних досліджень на тему «Зменшення водного стресу та стимулювання росту цукрових буряків (Beta vulgaris L.) ризобактеріями» («Alleviation of water stress and promotion of the growth of sugar beet (Beta vulgaris L.) plants by multi-traits rhizobacteria») (листопад 2018).

Результати

Щодо сухої маси цукрових буряків обох зразків (урожай, зібраний на 65 день, та урожай, зібраний на 130 день), всі варіації, окрім P. fluorescens PF8/6, показали кращі результати, порівняно з контролем (без застосування бактерій та мінеральних добрив) (Таблиця 2). Відповідно до середнього рівня зрошення, найбільша суха маса кореня була досягнута завдяки P. putida RC310 та B. subtilis RC63 в обох досліджуваних зразках. Під час раннього збирання цукрових буряків було виявлено, що обмеження води суттєво зменшує масу кореня. Інокуляція RC310 та RC63 збільшила свіжу та суху масу листя, порівняно з контролем та внесенням добрив, але інші ризобактерії показали аналогічний результат, проте в поєднанні з внесенням мінеральних добрив. Штами RC310, RC63, RC11, T26 і RC21 виявилися найбільш ефективними в стимулюванні збільшення свіжої та сухої маси листя буряків в обох досліджуваних зразках. Більше того, ці штами виявились ефективними в збільшенні свіжої та сухої маси листя та кореня буряка під час зрошення обмеженою кількістю води (75%, 50% та 25% WHC). При надмірному застосуванні води в обох зразках інокуляції усіх бактерій, особливо P. polymyxa RC05 та R. erythropolis RC9, які продукують гетероауксин та фіксують N2, збільшили суху масу кореня та листя, а також кількість цукру на рослину, порівняно з контролем. Під час водного стресу інокуляції ризобактерій стимулювали ріст рослин у відношенні сухої маси кореня та накопичення цукру, порівняно з неінокульованими рослинами (Таблиця 2, Графік 1). У середньому, в умовах п’яти різних водних режимів інокуляції ризобактерій збільшили суху масу кореня на 0,3-41,5% (65 днів) та 2,1-45,6% (130 днів), тоді як азотно-фосфорні добрива збільшили масу кореня на 20,2% та 31,8%, відповідно (Таблиця 2). Під час зрошення 25% від WHC, інокуляції RC310 та RC11 викликали збільшення на 37,6%, 35,5% та 43,0%, 39,5% в обох досліджуваних зразках, порівняно з контролем та збільшенням на 6,1% та 9,2% завдяки внесенню азотно-фосфорних добрив.

Таблиця 2. Вплив ризобактерій, які стимулюють ріст рослин, та внесення добрив на суху масу листя та кореня цукрового буряка в умовах різних режимів зрошення

  Водні режими (ВР) першого зразка буряків, зібраних через 65 днів після посіву Водні режими (ВР) другого зразка буряків, зібраних через 130 днів після посіву
  ВР1 ВР2 ВР3 ВР4 ВР5 Сер. зн-ня ВР1 ВР2 ВР3 ВР4 ВР5 Сер. зн-ня
Суха маса кореня (г/рослину)

Контроль

Азотно-фосфорні добрива

RC9

T26

RC05

RC11

RC21

RC310

PF8/6

RC63

A21/3

Середнє значення

3,46

4,56

4,80

4,41

4,85

4,02

4,63

4,77

4,67

4,15

4,46

4,44 b

5,13

7,01

5,85

4,86

5,61

5,51

5,22

7,51

4,75

6,46

5,82

5,80 a

3,72

4,14

3,42

4,52

3,71

5,09

4,03

5,41

3,18

6,32

3,99

4,32 b

3,20

3,41

3,30

4,15

3,46

3,99

3,96

4,88

2,78

5,47

3,84

3,86 c

2,79

2,96

2,79

2,92

3,34

3,78

3,31

3,84

2,82

3,02

2,89

3,12 d

3,66 d

4,40 bc

4,03 c

4,17 bc

4,19 bc

4,48 b

4,23 bc

5,18 a

3,67 d

5,08 a

4,20 bc

4,31

45,9

55,8

60,2

55.3

60,6

50,4

58,0

57,4

58,7

52,0

55,8

55,5 b

56,7

89,3

73,2

60,8

70,3

69,2

64,2

90,7

59,5

83,6

73,0

71,9 a

44,4

63,4

42,3

55,3

43,4

56,5

49,3

67,2

39,0

68,0

49,3

52,6 с

37,4

43,6

40,1

51,6

43,7

48,2

47,7

59,6

33,6

60,1

46,6

46,5 d

28,6

34,1

33,0

32,0

39,0

39,9

38,5

40,9

30,6

35,0

31,9

35,3 e

43,4 d

57,2 b

49,8 c

51,0 c

51,4 c

53,0 bc

51,5 c

63,2 a

44,3 d

61,9 a

51,3 c

52,4

Суха маса листя (г/рослину)

Контроль

Азотно-фосфорні добрива

RC9

T26

RC05

RC11

RC21

RC310

PF8/6

RC63

A21/3

Середнє значення

5,68

7,43

7,76

7,75

7,76

6,41

8,38

7,76

7,78

6,69

7,14

7,32 b

7,94

11,52

10,00

8,71

8,93

9,37

9,00

11,54

9,25

10,01

10,22

9,68 a

5,93

9,05

5,54

7,62

5,84

8,09

6,73

9,65

6,35

9,19

7,17

7,38 b

5,23

6,43

5,91

7,29

5,48

6,72

6,45

8,02

5,50

8,59

6,97

6,60 c

4,58

5,05

4,70

5,03

5,43

5,69

5,29

6,60

4,65

5,89

5,00

5,26 d

5,87 e

7,89 b

6,78 cd

7,28 cd

6,69 d

7,28 cd

7,17 cd

8,71 a

6,73 cd

8,07 b

7,30 c

7,25

37,3

39,6

46,11

47,0

42,1

37,8

49,4

47,0

42,4

40,0

42,6

42,9 b

51,6

72,1

60,7

52,9

54,2

56,7

54,6

70,1

56,1

60,8

61,6

59,2 a

34,8

45,4

33,1

45,8

34,8

48,5

40,3

58,1

37,8

55,0

42,69

43,3 b

26,5

33,2

33,5

42,7

28,7

39,3

37,9

47,1

31,4

50,2

39,6

37,3 c

27,4

28,8

26,7

28,5

27,4

31,8

27,6

37,9

28,1

30,8

27,9

29,3 d

35,5 f

43,8 bc

40,0 cd

43,4 c

37,4 ef

42,8 cd

42,0 cd

52,0 a

39,2 d-f

47,3 b

42,9 cd

41,8

Графік 1. Вплив ризобактерій, які стимулюють ріст рослин, та мінеральних добрив на вміст хлорофілу та цукру в рослині в першому (65 днів) та  другому (130 днів) досліджуваному зразку в середньому при пяти водних режимах

Під впливом стресу від перезволоження (150% WHC) вміст хлорофілу в цукрових буряках значно збільшив рівень азотно-фосфорних добрив, інокуляції RC21, A21/3 та RC05. Максимальний вміст хлорофілу в листі цукрових буряків було виявлено в результаті інокуляцій RC21, RC11, RC310 та RC05 під впливом водного стресу в обох досліджуваних зразках при 75%, 50% та 25% WHC (Графік 1). Водний стрес зменшив вміст хлорофілу в цукрових буряках обох зразків, але інокуляції декількох штамів бактерій покращили його вміст у листі. Вміст хлорофілу був тісно пов’язаний (p ≤ 0,01) з сухою масою кореня (r = 0,35**), сухою масою листя (r = 0,36**) та вмістом цукру в рослині (r = 0,34**).

Інокуляції бактерій RC310 та RC63 викликали максимальне збільшення вмісту цукру в рослині, порівняно з контролем та мінеральними добривами, тоді як штами інших бактерій показали результат, аналогічний до дії мінеральних добрив. Ризобактерії RC63, RC310, RC11, і T26, які містили 1-аміноциклопропан-1-карбоксилат деаміназу, виявилися ефективними в збільшення вмісту цукру в рослині при зрошенні обмеженою кількістю води (75%, 50% та 25% WHC) (Графік 1). У середньому, при п’яти водних режимах інокуляції ризобактерій, які стимулювали ріст рослин, суттєво збільшили вміст азоту (N) та фосфору (P) в цукрових буряках, за винятком штамів бактерій RC9 та RC05. З іншого боку, всі штами бактерій помітно збільшили вміст K, Ca та Zn у листі буряків. Вміст N і K максимально збільшився завдяки інокуляціям RC310 та RC63, тоді як максимальний вміст P, Ca і Mg було отримано завдяки RC21 та A21/3 (Таблиця 3). Крім того, шість штамів бактерій (RC05, PF8/6, RC6/3, RC310, RC9 та RC21) суттєво збільшили вміст Mn у цукрових буряках, але не мали значного впливу на вміст Fe та Cu (Таблиця 3).


1346