效果的杀菌剂和Bioinoculants Pisum一

文摘

杀菌剂拌种剂通过防止真菌感染提供了好处,相反,损害非目标生物包括植物及其共生细菌。在这项研究中,两种杀菌剂的效果,多菌灵和甲基托布津,评估对豌豆的生长及其共生细菌,根瘤菌leguminosarum。体外研究表明,推荐杀菌剂的浓度并不影响测试细菌的生长,直到晚固定相。进行现场试验评估杀菌剂的效果和bioinoculants应用有节和豌豆荚产量。总的来说,有节和豆荚产量显著提高了组合应用杀菌剂和bioinoculants相比单独bioinoculants或杀真菌剂的应用。最大提高184%的结节数量是通过联合应用r . leguminosarum PS-II和甲基托布津,而最大根瘤干重的156%,r . leguminosarum PS-I和甲基托布津之间的控制和最高不同的治疗方法。另一方面,结合应用r . leguminosarum PS-I最好多菌灵被发现通过增加43% podyield控制权。共生菌的研究显示有能力抵御杀菌剂处理环境和综合应用杀菌剂和bioinoculants豌豆是一个有用的策略来改善发展。

关键字

杀真菌剂,Pisum一豆荚产量,共生细菌。

介绍

不断增长的世界人口的需求大量增加作物产量。虽然,农业产出在过去四十年翻了一倍,主要是因为合成化学肥料和农药的广泛使用以及改进灌溉技术。但这增加作物生产是不可持续的当前实践(由于环境的影响1]。可持续农业寻求增加作物产量,同时减少与环境相关的成本。综合病虫害管理的农业实践中推广使用生物以及化学手段提高植物生长和控制疾病2]。

杀菌剂拌种剂是一种很常见的做法被认为是一个有用的策略来对付seed-born病原体和幼苗腐烂代理。在巴基斯坦,Darosal(多菌灵)和托布津(甲基托布津)被广泛用于控制真菌疾病。系统杀真菌剂,多菌灵和甲基托布津属于benzimidazol组。这些杀菌剂用于控制广泛的真菌疾病包括眼点、模具、霉菌、枯萎、腐烂和枯萎病在各种作物(3]。这些化学物质的抗真菌活性是基于核分裂的堵塞在真菌细胞的有丝分裂和不稳定结构,最终导致生殖管发展的抑制,appresoria形成和菌丝生长4]。

当前的理解的性质和大小可能杀菌剂应用程序对豆科作物的影响是不完全的,在某些情况下研究结果有些争议。杀真菌剂可能会影响植物的生长通过影响共生细菌,植物生长或交互双方的5,6]。杀真菌剂主要模仿天然生化药剂在根际,从而干扰共生的根瘤菌之间的信号和主机豆类。抑制或延迟招聘根瘤菌宿主植物根系,可怜的有节,低利率的固氮作用和植物生物量和产量的减少可能的有害影响的杀菌剂1,7,8]。不愉快的结果杀菌剂应用程序主要是由于穷人的理解各种因素包括fungicide-inoculant兼容性、作物品种、环境和这些因素的相互作用。良好的认识这些因素将在使适当的接种体策略指导rhizobia-legume协会的好处最大化。在这项研究中,我们评估的影响多菌灵和甲基托布津杀菌剂根瘤菌的生长和土壤杆菌属,有节和豌豆荚产量。

材料和方法

实验在实验室和领域的国家生物技术和基因工程研究所(NIBGE),费萨尔巴德,巴基斯坦。植物生长促进rhizobacterial菌株,根瘤菌leguminosarumPS-I,根瘤菌leguminosarumPS-II和农杆菌属sp。Ca-18从BIRCEN获得文化收藏,NIBGE。所有菌株都单独生长在酵母提取物甘露醇(YEM)肉汤28±2°C。豌豆品种的种子Mateore买来阿尤布农业研究所(AARI),费萨尔巴德,巴基斯坦9]。多菌灵杀菌剂包含活性成分(Darosal^®500 sc,安内特,巴基斯坦作物科学,巴基斯坦(Pvt)有限公司)和甲基托布津(TOPSIN-M^®70 wp, Arresta农业,巴基斯坦(Pvt)有限公司),被用于这项研究。

细菌生长在杀菌剂补充媒体

在体外杀真菌剂对细菌生长的影响评估根据辛格和莱特做了一些调整。YEM补充多菌灵和甲基托布津浓度为0.7毫升/ L, 1 g / L,分别YEM没有任何修改(控制)准备在100毫升瓶含有24 ml媒体。媒体是接种1毫升细菌培养维持在107 cfu /毫升和孵化28±2°C 150 rpm。生长的细菌以周期性的潜伏期为光密度(OD)与分光光度计波长650 nm的校准与未经变质处理的空白。

现场鉴定细菌菌剂在杀菌剂的应用程序

豌豆田间试验在2009年进行。有十五治疗和三个复制安排随机完全区组设计(RCBD)。选择杀菌剂多菌灵和甲基托布津对豌豆品种mateore结合细菌菌剂。所有选中的细菌被用来作为单一菌株接种复合剂。种子表面消毒0.1%氯化汞10分钟,然后用无菌蒸馏水洗6次。表面消毒种子第一次用杀真菌剂治疗推荐率,托布津@ 2克/公斤种子和Darosal @ 2μl /公斤种子。种子干燥后,细菌菌剂维持在107 cfu /毫升蒸馏水的速度应用10毫升/ 100 g种子和每个治疗播种的一块2米×6米。实验区的土壤是准备播种前通过应用推荐剂量的一半肥料、磷酸氢二铵(25公斤的DAP每英亩)。播种4-5th一周,植物收获记录有节,在成熟的植物收获后四个月创纪录的种子产量。数据统计分析使用MSTAT软件。 Analysis of variance was computed and means were compared employing LSD test [10]。

结果与讨论

超过90%的合成化学杀虫剂到达目的地以外的目标,造成严重破坏环境的生物和非生物成分。这些化学物质在农业、严重影响植物生长直接通过扰乱植物新陈代谢和间接通过杀死plant-pollinating昆虫和扰乱固氮系统(1]。共生固氮是打乱了化学杀虫剂的应用通过他们在plant-microbe信号干扰或影响植物和/或细菌的代谢活动。一般来说,农药领域遇到的水平上有轻微的不利影响细菌或植物的生长和发育,但其浓度超过阈值水平极其有害的(11]。这种有害的效果更加明显,当这些化学物质损害共生信号至关重要的豆科作物(1]。

在这项研究中,观察到PS-I仍未受影响的发展与应用杀菌剂到固定相(图1)。增长PS-II也表现出类似的趋势(图1 b)。多菌灵和甲基托布津没有表现出任何增长的抑制作用PS-I PS-II。增长模式的土壤杆菌属sp。观察Ca-18定期后6 h。同时发现杀菌剂对Ca-18的生长没有抑制作用,直到后期固定相(图1 c)。总的来说,结果在体外杀真菌剂的毒性菌株显示两种杀菌剂不抑制所有测试细菌的生长(11]。此外,它被发现在早期发展阶段的杀真菌剂显示出一些毒性对所有测试细菌(图1 a-1c)。一般测试杀菌剂是兼容细菌和没有显著影响经济增长。微生物是关键组件从环境中污染物的去除。这就是为什么,微生物能够承受fungicide-stressed环境和生物修复中发挥重要作用12]。这可能是细菌不是伤害的原因大多数测试杀菌剂fungicide-polluted环境甚至可以茁壮成长。

有一个非常重要的治疗对根瘤数量的影响(图2一个)。Bioinoculants应用显著增加根瘤数量与杀菌剂相比治疗。的菌株在bio-inoculant治疗r . leguminosarumPS-I PS-II导致增加根瘤数量比土壤杆菌属sp。Ca-18和财团接种。在接种bioinoculants和杀真菌剂治疗相结合,r . leguminosarumPS-I和PS-II显示结节数量增加。PS-II +杀菌剂进行比PS-I +杀菌剂。结合bioinoculants和杀真菌剂的应用表现更好增加根瘤数量相比bio-inoculant或独自杀菌剂。的应用r . leguminosarumPS-II +甲基托布津显著提高根瘤数量最高(122),并在不同的治疗方法。最近,帕蒂尔报道了植物生长增加,蛋白质,碳水化合物和叶绿素含量的甜叶菊rabaudiana化肥和生物肥料的结合应用13]。较小的根瘤土壤杆菌属中sp。Ca-18治疗。根瘤干重也显著增加了不同的治疗(图2 b)。有一个类似的趋势结节的结节干重数字,除了接种的总和r . leguminosarumPSI +杀真菌剂,大大提高根瘤干重。的应用r . leguminosarumPS-I +甲基托布津显著提高根瘤干重(34.5毫克),最好在不同的治疗方法。一般来说,有一个显著的改善有节的细菌菌剂的应用,但独自杀真菌剂治疗的增加不是统计不同un-inoculated控制(图2 a和2 b)。这bioinoculants有节的改善是由于共生固氮和增长促进活动rhizobial菌剂(14]。然而,一个微不足道的观察增加根瘤干重农的接种Ca-18相比un-inoculated控制。有节在农Ca-18和un-inoculated控制是由于本土rhizobial人口的存在。也观察到结节数量无关紧要的改进仅在杀真菌剂治疗,这可能是由于细胞分裂素像增长监管活动的苯并咪唑杀菌剂(15]。

有高度显著的影响治疗的豌豆荚产量(图2 c)。结合的应用r . leguminosarum和杀真菌剂更好的执行。r . leguminosarum独自PS-I inoculantion bioinoculants治疗中产生更好的豆荚产量。的应用r . leguminosarumPS-I + carbedazim最好被发现在不同治疗与豆荚产量增长43%相比un-inoculated控制。总的来说,bioinoculants和杀真菌剂的治疗和bioinoculants单独表现更好改善有节和植物产量(13,16]。在这些治疗方法中,rhizobial接种显示作物产量高于农Ca-18财团和混合文化接种治疗。没有有害影响豌豆microsymbiont杀菌剂,r . leguminosarum,在体外。场的结果也依照在体外化验,有节有显著的改善和豆荚产量相比,联合治疗的杀菌剂和bioinoculants bio-inoculant孤单。杀菌剂单独也提高了籽粒产量控制相比,但低于接种治疗。显著增加34% - -43%的豆荚产量的综合治疗r . leguminosarum和杀真菌剂相比un-inoculated控制(图2 c)。以前,学到等人报道,联合应用杀菌剂和bioinoculants提高生物量和产量里生根发芽。因此,结合应用杀菌剂和bio-inoculants控制真菌疾病的能力,满足植物的营养需求,最终促进植物生长。数据推荐联合使用杀菌剂和兼容的细菌菌剂的基础上,合理选择杀菌剂和有益微生物(17]。

结论

大量的证据是可用的细菌有能力抵御杀菌剂污染环境(6,18]。以同样的方式,有很多数据显示,化学杀虫剂破坏根瘤菌与豆科植物之间的共生信号,最终减少有节和粮食产量1,19]。因此,合成农药应该避免在种植豆类或使用基于详细了解各种因素包括fungicide-inoculantcrop兼容性。在目前的研究中,我们首次报告,豌豆共生细菌抵抗benzimidazol杀菌剂和显著提高豌豆有节和豆荚产量组合应用程序。

确认

作者要感谢Asghar阿里先生和生物团队的帮助,开展现场试验。这项研究是由农业连锁计划(高山),巴基斯坦。

引用

1. 狐狸我,et al .农药减少symbioticefficiency nitrogen-fixingrhizobia和寄主植物。科学学报theNationalAcademy美方的美国。2007;104:10282 - 10287。
2. 瓦林福德AK, et al。丑角Bug BrassicaceousCrops生物学和害虫管理。J Integ害虫Mngmt。2011;在内,一共
3. CycoAM, et al。Biodegradationkinetics苯并咪唑的杀菌剂thiophanate-methylby isolatedfromloamysandsoil细菌。生物降解。2011;22:573 - 583。
4. 罗伯茨TR, et al . Metabolicpathways农用化学品:杀虫剂和杀真菌剂。皇家化学学会的,伟大的Britain.1998; 1134 - 1137。
5. Martensson。影响农药和重金属Fast-GrowingRhizobia和Small-SeededLegumes TheirSymbiosis。土壤生物。物化学。1992;24:435 - 445。
6. 辛格G和赖特d .体外研究根瘤菌的三个城市从底子除草剂。列托语:Microbiol。2002; 35:12-16。
7. 狐狸我等al.Phytoestrogen disruptedbyendocrine-disruptingchemicals信令和共生基因激活。EnvironHealthPerspect。2004;112:672 - 677。
8. 狐狸我,et al . Nitrogenfixation。Endocrinedisrupters和类黄酮信号。大自然。2001;413:128 - 129。
9. 文森特JM (1970)。一个手动forthePracticalStudy theRoot-Nodule细菌。BlackwellScientificPublications。伦敦。
10. 钢铁RGD和Torrie JH。协方差分析,在:统计原则和程序:BiometricalApproach。麦格劳-希尔,纽约,1980年。
11. Bikrol, et al .响应Glycinemax relationtonitrogenfixation influencedbyfungicideseedtreatment。生物科技误判率J》。2005; 4:667 - 671。
12. Kalwaslińska,等。多菌灵的降解byepiphytic eutrophicChełmzyńskie湖和neustonic细菌。波尔J Microbiol。2008; 57:221 - 230。
13. 帕蒂尔纳米。Biofertilizereffect对经济增长、蛋白质和汽车bohydratecontent Steviarebaudianavarbertoni。最近的Res Sci抛光工艺。2010;2:42-44。
14. 下榻的饭店MAH等接种与Bradyrhizobium药效学研究的设计和方法nodulationpattern, nodulesenescence sizedistribution绿豆。孟加拉国J Agril杂志2007;32:269 - 282。
15. Debergh PC,等。多菌灵analternativeplantgrowthregulator在组织培养系统。体外细胞。Dev-Pl。1993;29:89 - 91。
16. Kumar V, et al .疗效fly-ashbasedbio-fertilizers vs perfectedchemicalfertilizers小麦(小麦)。Int J Eng Sci抛光工艺。2010;2:31-35。
17. 学到年代,等等。生存的bio-inoculants fungicides-treatedseeds小麦、豌豆、鹰嘴豆和subsequenteffect chickpeayield。J环境科学健康b . 2007; 42:663 - 668。
18. Mubeen F, et al .体外investigationsto探索thetoxicity fungicidesforplantgrowthpromoting rhizobacteria。Pak J机器人。2006;38:1261 - 1269。
19. 狐狸我。非传统的目标endocrinedisruptingchemicals: theroots激素信号。IntegrComp杂志。2005;45:179 - 188。