INOVATIVNÍ BAKTERIÁLNÍ BIOINOKULANTY NA BÁZI BIOPOLYMERŮ

INNOVATIVE BACTERIAL BIOINOCULANTS BASED ON BIOPOLYMERS

abstract

Czech

Udržitelné hospodářství klade velký důraz na dosažení shodných polních výnosů při použití menšího množství konvenčních hnojiv. Toto úsilí směřuje k ochraně životního prostředí a prevenci ireverzibilního poškození úrodné půdy. Zájem o používání bioinokulantů, tedy produktů na bázi mikroorganismů aplikovatelných do půdy rovněž roste. V rámci této problematiky byl proveden výzkum zaměřený na bakterie podporující růst rostlin (PGPR), které se běžně nacházejí v rhizosféře rostlin. Jedna z vybraných PGPR, Azotobacter vinelandii, se vyznačuje několika zajímavými mechanismy, které podporují růst rostlin. Mezi tyto mechanismy patří produkce sideroforů a fytohormonů. Kromě toho tato bakterie tvoří ochranný exopolysacharid, alginát a intracelulární polyhydroxyalkanoáty ve formě granulí, které slouží jako zásoba uhlíkového zdroje. Pro ověření konceptu samo-enkapsulace byla bakterie Azotobacter vinelandii podrobena gelačním experimentům se síťovacím činidlem CaCl2 2 % hm. Byla spektrofotometricky ověřena produkce kyseliny indol-3-octové. Kvalitativně byla ověřena také produkce sideroforů. Pilotní pěstební experimenty na modelové rostlině (Lactuca sativa) byly provedeny s přídavkem kapalné i gelové nosné kompozice PGPR a jako negativní kontrola byla rostlina ponechána bez přídavku PGPR kompozice. Výsledky experimentu ukázaly pozitivní růstový účinek obou nosných PGPR kompozic na rostliny. Na konci pěstebního experimentu bylo po aplikaci obou nosičových forem PGPR na rostliny zaznamenáno zvýšení délky listů a kořenového systému, v porovnáním s negativní kontrolou. Tedy byl zaznamenán asi dvojnásobný nárůst délky listů a 30 % nárůst délky kořenů. Taktéž hmotnost sušiny rostlin u obou skupin s přídavkem kapalné i gelové PGPR kompozice byla 4,5krát zvýšena v porovnáním s negativní kontrolou. Nejvyšší obsah chlorofylu a, chlorofylu b a karotenoidů v listech byl spektrofotometricky zjištěn u rostlin pěstovaných s přídavkem kapalné kompozice PGPR, konkrétně byl zjištěn 58 % nárůst chlorofylu a, 30 % nárůst chlorofylu b a 105 % zvýšení obsahu karotenoidů.

Sustainable farming places a strong emphasis on achieving consistent field yields using less conventional fertiliser. These efforts aim to protect the environment and prevent irreversible damage to fertile soil. There is also a growing interest in the use of bioinoculants, i.e. products based on micro-organisms applied to the soil. In this context, research has been carried out on plant growth promoting bacteria (PGPR), which are commonly found in the rhizosphere of plants. One of the selected PGPR, Azotobacter vinelandii, has several interesting mechanisms that promote plant growth. These mechanisms include the production of siderophores and phytohormones. In addition, this bacterium produces a protective exopolysaccharide, alginate, and intracellular polyhydroxyalkanoates in the form of granules that serve as a carbon source pool. To test the concept of self-encapsulation, Azotobacter vinelandii was subjected to gelation experiments with the crosslinking agent CaCl2 2 wt.%. The production of indole-3-acetic acid was verified spectrophotometrically. The production of siderophores was also qualitatively verified.Pilot growth experiments on a model plant (Lactuca sativa) were performed with the addition of both liquid and gel PGPR carrier compositions and as a negative control the plant was left without the addition of PGPR composition.The experimental results showed positive growth effect of both PGPR carrier compositions on the plants.At the end of the growth experiment, an increase in leaf and root length was observed after application of both carrier forms of PGPR to the plants, compared to the negative control.Thus, about a twofold increase in leaf length and a 30% increase in root length were recorded.Also, the dry weight of plants in both groups with the addition of liquid and gel PGPR composition was increased 4.5 times compared to the negative control.The highest leaf chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid contents were spectrophotometrically detected in plants grown with the addition of the liquid PGPR composition, specifically a 58% increase in chlorophyll a, a 30% increase in chlorophyll b and a 105% increase in carotenoid content.

Azotobacter vinelandii; polyhydroxyalkanoáty; alginát; Lactuca sativa

Azotobacter vinelandii; polyhydroxyalkanoates; alginate; Lactuca sativa

SÚKENÍK, M.;ČERNAYOVÁ, D.;SEDLÁČEK, P.;KALINA, M.;OBRUČA, S.

4. 7. 2024

Univerzita Pardubice

Pardubice

978-80-7560-510-8

ROSTEME S CHEMIÍ II. ročník

1.

první

41

41

1

https://e-shop.upce.cz/epub/9008272/sbornak-ii-conference-rosteme-s-chemia