View
231
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
UNIVERZITET U NOVOM SADU
POLJOPRIVREDNI FAKULTET
Studijski program: Zemljište i ishrana biljaka
Podgrupa: Mikrobiologija
Upotreba mikrobnih inokulanata (Azotobacter sp. i
Bacillus sp.) u organskoj proizvodnji kupusa
Master rad
Mentor: Kandidat:
Doc Dr.Simonida Djurić dipl.ing. Dragana Popović
Novi Sad, 2014. Godine
Dragana Popović Master rad
Komisija za ocenu i odbranu diplomskog – master rada
Prof.dr.Simonida Đurić,
redovni professor Poljoprivrednog fakulteta u
Novom Sadu,mentor
______________________________________
Prof.dr.Maja Manojlović
redovni professor Poljoprivrednog fakulteta u
Novom Sadu,predsednik komisije
______________________________________
Prof.dr.Žarko Ilin
redovni profesor Poljoprivrednog fakulteta u
Novom Sadu,član komisije
______________________________________
Dragana Popović Master rad
SADRŽAJ
1.UVOD.......................................................................................................................................1
2. PREGLED LITERATURE...................................................................................................3
2.1.PRIMENA BIOFERTILIZATORA U ORGANSKOJ POLJOPRIVREDI………..……4
2.2.BIOFERTILIZATORI KOJI POSPEŠUJU AZOTOFIKSACIJU..………………………..4
2.3.SLOBODNI AZOTOFIKSATORI KAO BIOFERTILIZATORI….....................................5
2.4. EFEKAT PRIMENE AZOTOBACTER SP. U BILJNOJ PROIZVODNJI……………..…6
2.5.MEHANIZMI DELOVANJA PGPR MIKROORGANIZAMA……………………......….8
2.6.EFEKAT PRIMENE BACILLUS SP. U BILJNOJ PROIZVODNJI …………………....…8
3.RADNAHIPOTEZA.............................................................................................................10
4.CILJ ISTRAŽIVANJA……………………………………...……………………..….......11
5.MATERIJAL I METOD RADA…………………………………….…………………....12
5.1.POSTAVLJANJE POLJSKOG OGLEDA…………….…………………………………12
5.2.ODREĐIVANJE BROJA MIKROORGANIZAMA U ZEMLJIŠTU…………………....13
5.3.ODREĐIVANJE AKTIVNOSTI DEHIDROGENAZE U ZEMLJIŠTU……………..….14
5.4.ODREĐIVANJE PARAMETARA BILJAKA…………………..……………………….14
5.5.ODREĐIVANJE VITAMINA C U BILJNOM MATERIJALU........................................15
5.6.AGROEKOLOŠKI USLOVI...............................................................................................15
5.6.1.ZEMLJIŠNI USLOVI………………………………..……………………………….…16
5.6.2.VREMENSKI USLOVI……………………………………………..…………………..17
6. REZULTATI I DISKUSIJA...............................................................................................22
6.1.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA UKUPAN BROJ BAKTERIJA
U ZEMLJIŠTU…………………………………………………………………….....…….…22
6.2.UTICAJ I EFEKAT NOKULACIJE NA BROJNOST GLJIVA U ZEMLJIŠTU ………23
Dragana Popović Master rad
6.1.3.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA BROJNOST AKTINOMICETA
U ZEMLJIŠTU………………………………………………………………………………..24
6.1.4.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA BROJ AMINOHETEROTROFA
U ZEMLJIŠTU………………………………………………………………………………..24
6.1.5.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA BROJNOST AZOTOBACTER SP.
U ZEMLJIŠTU…………………………………………………………………………….….25
6.2.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA AKTIVNOST DEHIDROGENAZE
U ZEMLJIŠTU……………………………………..…………………………………………26
6.3.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA PARAMETRE BILJAKA……...…………….27
6.4.UTICAJ I EFEKAT INOKULACIJE NA VITAMIN C
U BILJNOM MATERIJALU....................................................................................................28
7.ZAKLJUČAK.......................................................................................................................30
8.LITERATURA......................................................................................................................31
9.BIOGRAFIJA………………………………………………………………………….…..35
Dragana Popović Master rad
REZIME
Istraživanja uticaja mikrobnih inokulanata Azotobacter sp . i Bacillus sp. na
prinos i sadržaj vitamina C ubranih glavica kupusa obavljena su na mom placu u
Belom Potoku u okolini Beograda. Labaratorijske analize zemljišta i merenje sadržaja
vitamina C u kupusu rađene su u labaratoriji za Mikrobiologiju zemljišta Poljoprivrednog
fakulteta u Novom Sadu.
Tokom istraživanja ispitivan je uticaj unetih mikrobnih inokulanata Azotobacter
sp. i Bacillus sp. na : dužinu korena i nadzemnog dela biljke;brojnost mikroorganizama,
bakterija, gljiva, aktinomiceta, aminoheterotrofa i Azotobacter sp. u rizosferi kupusa i na
aktivnost dehidrogenaze u zemljištu.
Hemijskim analizama uzoraka zemljišta iz rizosfere kupusa urađenim na kraju
vegetacije utvrđeno je da je Azotobacter sp. povećao broj bakterija roda Azotobacter.,
broj aktinomiceta, a da je Bacillus sp. povećao broj aktinomiceta, aminoheterotrofa i
gljiva u odnosu na kontrolnu varijantu.
Na prinos kupusa i koncentraciju vitamina C u biljnom materijalu povoljno je
uticala primena mikrobnog inokulanata Azotobacter sp.
Ključne reči: mikrobni inokulanti, organska poljoprivredna proizvodnja , kupus
Dragana Popović Master rad
SUMMARY
Research on the effect of microbial inoculants of Azotobacter sp. and Bacillus
sp. on the yield and the vitamin C content of harvested cabbage, was conducted in my
plot in Beli Potok , near Belgrade. Laboratory soil analysis and measurements for the
content of vitamin C in cabbage, were performed in the laboratory of Microbiology,
Faculty of Agriculture in Novi Sad.
During the study, the effect of induced microbial inoculants of Azotobacter sp.
and Bacillus sp . on :the length of the roots and aboveground parts of the plant ; the
number of microorganisms, bacteria , fungi , actinomycetes , aminoheterotrophs and the
Azotobacter sp. in the rhizosohere of cabbage and dehydrogenase activity in soil.
Chemical analysis of soil samples from the rhizosphere of cabbage made on
the end of the growing season , was found that Azotobacter sp. increased the number
of bacteria of the genus Azotobacter, actinomycetes , and that the Bacillus sp. increased
number of actinomycetes ,fungi and aminoheterotrophs compared to the control.
On the yield of cabbage and the concentration of vitamin C in plant material
favorably influenced application of microbial inoculants of Azotobacter sp.
Key words: microbial inoculants, organic farming, cabbage.
s
Dragana Popović Master rad
1
1. UVOD
Organska poljopriveda je, prema definiciji FAO (Svetska organizacija za
poljoprivredu) i WHO (Svetska zdravstvena organizacija), sistem upravljanja proizvodnjom
koji podrazumeva ozdravljenje ekosistema, uključujući biodiverzitet i biološke cikluse i
preporučuje korišćenje metoda koje u najvećoj meri isključuju upotrebu inputa van farme
(Milošev, 1999).
O organskoj proizvodnji u Srbiji do septembra 2013 godine postoje podaci koje je dalo
Ministarstvo poljoprivrede, vodoprivrede i šumarstva. Oni obuhvataju zbirni pregled površina
i stočarstva po vrstama proizvodnje, a ministarstvo ih je prikupilo od ovlašćenih kontrolnih
organizacija. Pregled pokazuje da se organska proizvodnja trenutno odvija na površini od oko
7500 ha, bilo da se radi o proizvodima koji su već sertifikovani ili onima koji su u procesu
dobijanja sertifikata za organski proizvod. Navedenim brojem hektara nisu obuhvaćene
površine korišćene za sakupljanje divljeg jagodastog voća, pečuraka i lekovitog bilja. To je iz
razloga što u Srbiji ne postoji zvanična metodologija na osnovu koje se može dobiti podatak o
ukupnoj površini na kojoj se odvija sakupljanje divljih biljnih vrsta iz prirodnih staništa.
Ratarska proizvodnja je najzastupljenija sa 72%, ali se u taj procenat svrstavaju i livade
i pašnjaci, voćarska proizvodnja zauzima 25% površina, a povrće se proizvodi svega na 3%
površina od ukupne površine pod organskom proizvodnjom. Površine pod organskim statusom
prati gotovo ista površina u periodu konverzije.
Proizvodnja povrća je uglavnom namenjena domaćem tržištu. Organska proizvodnja
kupusnjača po konceptu organske proizvodnje hrane, uglavnom je prilagođena potrebama
seoskog domaćinstva i odvija se na malim površinama. Od kupusnjača najviše se gaji kupus,
koji je povrće visoke biološke i niske kalorijske vrednosti (24 kcal/100 g). Prosečno sadrži:
92,52 % vode, 1,21 % belančevina ,0,18 % masti i 2,3 dijetetskih vlakana.
Dragana Popović Master rad
2
Količina od 20 g lišća kupusa sadrži dnevnu potrebu kalcijuma, 25 % od potrebe
vitamina B1 i niacina, 30 % od potrebe vitamina B2 i trostruku količinu vitamina C
(Gvozdenović i sar., 2007)
Proizvodnja zdravstveno bezbedne hrane bez upotrebe pesticida, uz očuvanje
biodiverziteta i biološke aktivnosti zemljišta, osnovni je cilj organske poljoprivrede.
Kod ovakvog načina proizvodnje obavezno se iz proizvodnog ciklusa mora eliminisati
primena mineralnog đubriva. U ovakvim okolnostima, da bi se izbeglo smanjenje prinosa,
proizašla je potreba da se umesto mineralnih pristupi ozbiljnijem korišćenju mikrobioloških
đubriva, zaoravanju biljne mase, biljnih ekstrakata i dr. (Kovačević i Oljača, 2005).
Sve ovo ukazuje da se primenom mikrobioloških đubriva koja u sebi sadrže mešane populacije
mikroorganizama iz rodova Bradyrhizobium, Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas i dr. može
poboljšati snabdevanje biljaka neophodnim nutritijentima uz istovremeno očuvanje životne
sredine i proizvodnju zdravstveno bezbedne hrane .Bakterije iz rodova Bacillus i Azotobacter,
koje koristimo kao mikrobne inokulante u ogledu na kupusu, mogu sintetisati organske
kiseline i fosfataze koje će nepristupačan fosfor prevesti u biljkama pristupačnu formu.
Kalijum koji je u zemljištu zarobljen u obliku alumosilikata, zahvaljujući aktivnosti bakterija
iz roda Bacillus, postaje pristupačan biljkama. Sintezom biljnih hormona tipa giberelina i
auksina, dodatno se stimuliše biljni rast i utiče na otpornost biljaka.
Unošenjem mikrobioloških đubriva u zemljište utiče se na tok i usmeravanje
mikrobioloških procesa u zemljištu što će uticati na rast i razviće biljaka ali i na zemljište.
Dragana Popović Master rad
3
2.PREGLED LITERATURE
Zdravstveno bezbedna hrana se proizvodi bez upotrebe sintetičkih agrohemikalija, uz
očuvanje biodiverziteta i biološke aktivnosti zemljišta. Ovu obavezu svaki poljoprivredni
proizvodjač mora preuzeti pri uključivanju u koncept organske proizvodnje.
Kupus se u organskoj proizvodnji proizvodi na prvom mestu u plodoredu. Dobro
uspeva posle mahunjača, krastavca, krompira, pšenice i trave. Ne podnosi monokulturu ,a
zbog pojave bolesti i štetočina na istom mestu se može gajiti tek posle 3-4 godine. Kupus je
dobar predusev za većinu povrtarskih vrsta jer ostavlja značajnu organsku masu i zemljište sa
malo korova.
Prema dužini vegetacije sorte kupusa su rane (100-115 dana), srednje rane (115-125
dana) i kasne (vegetacija preko 150 dana). Veliki broj sorti i hibrida belog i crvenog kupusa
pripada odredjenom tipu sorti, po obliku i načinu korišćenja. Naše poznate sorte Futoški i
Srpski melez imaju prednost u gajenju u organskoj proizvodnji.
Kupus se najčešće proizvodi iz rasada, a ređe direktnom setvom semena.Vreme setve
zavisi od klimatskih uslova i cilja proizvodnje. Za ranu proizvodnju rasad dospeva za sadnju
za 45 dana (bez pikiranja) odnosno 70 dana sa pikiranjem, za srednje ranu 35-50 dana, a za
kasnu 30-40 dana. Rane sorte rasađuju se posle opasnosti od jačih mrazeva (kraj marta).
Sadnja je na rastojanje redova od 50 do 70 cm i u redove 30-50 cm.
Bez obzira na način proizvodnje, mere nege su iste. Nekoliko dana (3-5 dana) posle
sadnje vrši se kontrola rasađivanja i po potrebi popunjavanje praznih mesta zatim međuredna
obrada na dubinu 5-10 cm (faza 4-6 pravih listova). Ako zemljište nije malčovano folijom ili
organskim malčom, vrši se ogrtanje uz prvo okopavanje što pospešuje obrazovanje dopunskih
korenčića.
Dragana Popović Master rad
4
Kupus se proizvodi uz intenzivno zalivanje (svakih 5-7 dana) i to obilno (20 do 30
litara vode po m²). Sve kupusnjače se đubre sa oko 3-5 kg zgorelog stajnjaka na 1 m², uz
prihranjivanje, ili fertigacijom organskim i dozvoljenim mineralnim đubrivima (Lazić, 2011).
2.1. Primena biofertilizatora u organskoj poljoprivredi
Poljoprivredna proizvodnja zavisi od kruženja nutrijenata izazvanih
mikroorganizmima (Madigan i Martinko, 2005). Biofertilizatori su preparati koji sadrže
odabrane kulture mikroorganizama koji se koriste za inokulaciju semena i rasada ili se unose
u zemljište kako bi se intenzivirali određeni mikrobiološki procesi kojima se povećava sadržaj
pristupačnih hraniva za biljku (Jarak i Čolo, 2007).
Uticaj biofertilizatora zavisi od soja bakterija i koncentracije bakterijskih ćelija u
inokulantu biljne vrste, primenjenih agromeliorativnih mera i fizičko-hemijskih svojstava
zemljišta (Milošević i sar., 2003). Na ovaj način može se poboljšati snadbevanje biljaka
azotom,fosforom, kalijumom, gvoždjem,sumporom,ali i stimulisati rast korena.Unošenjem
ovih bakterija u rizosferu biljaka ubrzavaju se procesi transformacije organske materije i biljka
se snadbeva neophodnim nutrijentima (Jarak i Djurić, 2006).
2.2. Biofertilizatori koji pospešuju azotofiksaciju.
Biofertilizatori kojima se pospešuje azotofiksacija sadrže aktivne vrste simbioznih,
slobodnih i asocijativnih azotofiksatora. Bakterije iz rodova Rhizobium, Bradyrhizobium,
Sinorizobium, Mesorhizobium, Allorizobium i Azorhizobium, (sa zajedničkim imenom
rizobium) su mikroogranizmi koji učestvuju u simbioznoj azotofiksaciji, prodiru u koren ili
stablo leguminoznih biljaka, formirajući pritom izraštaje, koji se nazivaju nodule ili kvržice
(Garcia et al., 2004; Wang et al., 2000). Ove bakterije poseduju i mnoga PGP svojstva.
Rizobiumi mogu produkovati fitohormone, siderofore, HCN, mogu rastvarati organska i
neorganska jedinjenja fosfora. Nekoliko istraživanja ukazuje da su rizobiumi endofitni
Dragana Popović Master rad
5
mikroorganizmi i pojedinih neleguminoznih biljaka. Antoun et al. (1998) navodi da rizobiumi
kolonizuju koren mnogih neleguminoznih biljaka. Prinos zrna pšenice inokulisane sa
Rhizobium legumonisarum bv. trifolii bila je za 25% veća u odnosu na neinokulisanu pšenicu
(Hilali et al., 2001). McInroy i Kloepper (1995) su izolovali Bradirhizobium japonicum iz
korena pamuka i kukuruza šećerca. Takodje, Reiter et al. (2002) i Sturz et al. (1999) su
izolovali Rhizobium giardinii i Sinorhizobium meliloti iz korena paradajza. Prema ovim
autorima, u ovim slučajevima posebno dolaze do izražaja PGP svojstva simbioznih
azotofiksatora.
Asocijativni azotofiksatori žive u bliskoj asocijaciji sa biljkom, ali obično ne ulaze u
koren, ili ako uđu, ne stvaraju izraštaje tipa nodula. Primenjuju se pre setve na seme ili se
unose u zemljište u toku vegetacije. U ovu grupu spadaju bakterije Acetobacter diazotrophicus
i Herbaspirillum spp. (žive u asocijaciji sa pirinčom, šećernom trskom, ječmom i kukuruzom)
kao i Azospirillum, Bacillus, Enterobaccter, Klebsiella, Pseudomonas i Rhizobium (žive u
asocijaciji s pirinčom, kukuruzom i drugim ratarskim i povrtarskim biljkama).Sve fiksiraju
azot iz atmosfere i proizvode materije rasta (Jarak i Čolo,2007).
2.3. Slobodni azotofiksatori kao biofertilizatori
Slobodni azotofiksatori se koriste za proizvodnju mikrobiološkog đubriva kojim se
obezbeđuje i do 50 % potreba biljaka za azotom. U proizvodnji neleguminoznih povrtarskih i
ratarskih biljaka najveću primenu ima bakterija Azotobacter sp., a u proizvodnji pirinča
različite vrste cianobakterija. U proizvodnji pirinča koristi se mikrobiološko đubrivo koje
sadrži cianobakterije iz rodova Nostoc, Anabaena, Trichodersmium, Calontrix, Tolypotrix i dr.
Pored sposobnosti da fiksiraju oko dvadesetak do trideset kilograma azota po hektaru,ovi
mikroorganizmi sintetišu i mnoge biološki aktivne materije, proizvode organske kiseline koje
razlažu fosfate, aerišu zemljište i sintetišu velike količinu organske materije. Sve ovo rezultira
povećanjem prinosa pirinča za 10 do 15 %. Neke cijanobakterije se primenjuju i prilikom
remedijacije pustinjskih zemljišta jer se razvijaju na pokorici koristeći vodu iz rose. Tu
fiksiraju azot, sintetišu organsku materiju, povezuju čestice peska i tako, u toku dužeg
vremenskog perioda, mogu pomoći u prevođenju neplodnih pustinja u plodno zemljište.
Dragana Popović Master rad
6
Đubrivo se proizvodi u tečnoj i vlažnoj formi tako što se unosi u pirinčana polja koja su
prekrivena vodom (Jarak i Čolo, 2007).
2.4. Efekat primene Azotobacter sp.u bilnoj proizvodnji
Sl.1 Azotobacter sp. (Wikipedia)
Rod Azotobacter obuhvata 6 vrsta od kojih najčešće A.chroccocum naseljava razne
tipove zemljišta širom sveta (Martyniuk,2003). Azotobacter predstavlja glavnu grupu
heterotrofnih bakterija ,slobodnih azotofiksatora (Narula,2000) .One su gram pozitivne, velike
ovalne pleomorfne ćelije 1.5-2.0 µm ili više u prečniku. Azotobacter je zemljišna bakterija,a
sve vrste Azotobacter su aerobne.
Mlade ćelije Azotobacter su štapići, kasnije se transformišu u krupne koke. Kokoidne
ćelije su obično obavijene kapsulom. Štapićaste ćelije imaju treplje koje su pokretne, a pri
prelaženju u stadijum koka treplje se gube. Aktivne kulture fiksiraju 15-20 mg azota po gramu
organske supstance (Volk and Wheeler,1988).
Dragana Popović Master rad
7
Azotobacter spp. nisu samo poznati po svojoj sposobnosti azotofiksiranja, već su
primećeni zbog njihove sposobnost da proizvede različite hormone rasta (IAA i drugih
auksina, kao što su giberelini i citokini), vitamini i siderofore.
Azotobacter je u stanju da konvertuje azot u amonijak, što se uzima od strane biljke.
Azotobacter sp. takodje može proizvesti antifungalna jedinjenja za borbu protiv mnogih biljnih
patogena. (Jen-Hshuan, 2006). Azotobacter fiksira elementarni azot i proizvodi biološki
aktivne materije i vitamine grupe B. Ove materije povoljno deluje na klijanje semena,rast
klijanaca i razvoj biljke.Proizvodnja đubriva vrši se na odgovarajućim tečnim ili čvrstim
podlogama. Način primene zavisi od biljne vrste.
Akbar Peerzada Ishfaqi i saradnici (2009) su istraživali uticaj bio-organskih đubriva na
prinos kupusa pod zapadnim proizvodnim uslovima. Inokulacija kupusa sa Azotobacter-om sa
10 kg/ha mikrobiološkog preparata dala je rezultate u maksimalnoj visini biljaka ,prečniku
glavica ,maksimalnom broju listova stabla i glavice. Dužina glavica i prinos kupusa je bio
najveći inokulacijom Azotobacter-om sa 5 kg/ha mikrobiološkog preparata. Specifični ciljevi
istraživanja Basel. M. Salhia (2010) bila je upotreba A. chroococcum izolovanog iz zemljišta
da bi se upotrebio kao biofertilizator u proizvodnji krastavca. Ova studija pokazuju ulogu
fiksiranja azota A. chroococcum-a u podsticanju rasta biljaka krastavca. Bhadoria i sar. (2005)
u eksperimentu na paradajzu uključili su 3 metode inokulacije Azotobacter sp. (bez
inokulacije, u zemljištu i na sadnice) i pet nivoa azota (0, 25, 50, 75 i 100 kg/ha). Na ovaj
način smanjeno je pucanje plodova. Sa svakim porastom nivoa azota bilo je odgovarajuće
povećanje sveže mase i suve mase biljaka paradajza. Maksimalna vrednost kvalitetnih plodova
je bila pri primeni 100 kg N/ha, a maskimalan sadržaj askorbinske kiseline pri primeni 75 kg
N/ha.
Jarak i saradnici su u nedavnom oglednom istraživanju ispitali efekat primene
Azotobacter chroococcum u proizvodnji paradajza i paprike korišćenjem dva načina
inokulacije - inokulacija semena i inokulacija rasada (Jarak i Čolo,2007). Uticaj inokulacije
ispitivan je trideset dana posle setve, trideset dana posle rasađivanja i u fazi tehnološke
zrelosti. Ispitivani su visina biljaka, suva masa biljaka, broj plodova i masa svežih plodova.
Trideset dana posle setve nije bilo uticaja Azotobacter chroococcum na dužinu i suvu masu
biljaka. Inokulacija paradajza i paprike imala je značajan uticaj trideset dana nakon
rasađivanja. Bolji efekat imala je inokulacija rasada. Broj i težina plodova kod obe biljne vrste
Dragana Popović Master rad
8
bili su značajno veći na inokulisanim varijantama. Inokulacija rasada imala je bolji efekat kod
paradajza dok je kod paprike bolji efekat imala inokulacija semena. Primenom kvalitetnog
đubriva koje sadrži visok titar živih ćelija sa dobrim potencijaloma za azotofiksaciju,
omogućuje smanjenje primene azotnih mineralnih đubriva i do 50%, povećava se azotni bilans
zemljišta kao i visina i prinos biljke.
2.5. Mehanizmi delovanja PGP mikroorganizama
PGP mikroorganizmi utiču na rast biljke različitim direktnim i indirektnim
mehanizmima. Direktni mehanizmi uticaja na biljni rast podrazumevaju učešće u ciklusima
hranljivih elemenata (pri čemu se biljke snabdevaju ugljen-dioksidom, lakodostupnim azotom,
fosforom i sumporom), produkciju biljnih hormona (auksina, giberelina, citokinina), kao i
smanjenje nivoa biljnog etilena ( Loon et al.,1998;Glick et al.,1999;Perret et al, 2000).
Indirektni mehanizmi PGP mikroorganizama uključuju antibiotsku zaštitu od patogena
(Ownley et al.,1992) produkciju siderofora (Scher and Baker, 1982) i cijanida (Flaishman et
al., 1996), sintezu enzima koji katalizuju lizu ćelijskog zida gljiva i kompeticiju sa štetnim
mikroorganizmima (Weller et al., 2002).
2.6. Efekat primene Bacillus sp. u biljnoj proizvodnji.
Sl.2 Bacillus sp. (Wikipedia)
Dragana Popović Master rad
9
Bacillus sp. je najrasprostranjeniji rod bakterija u rizosferi, a njegova PGP aktivnost
poznata je već godinama. Brojnost bakterija ovog roda varira od 106 ćelija po gramu u
hladnijim i preko 108 ćelija u gramu zemljištu u toplijim oblastima (Alexander, 1977).
Bakterije ovog roda su štapićaste, pokretne, gram pozitivne, aerobne ili fakultativno
anaerobne, sposobne da formiraju endospore. Poznato je da ove bakterije sintetišu veliki broj
sekundarnih metabolita kojim utiču na svoju okolinu, povećavajući na taj način pristupačnost
hranljivih materija biljkama (Barriuso and Solano, 2008).
Bakterije roda Bacillus povećavaju prinos i rast različitih biljaka (Orhan et al.,2006).
Introdukcija bacilusa imala je pozitivne efekte na prinos pirinča (Sudha et al., 1999).
Unošenje Bacillus sp. u rizosferu paprike pokazalo se kao dobra alternativa mineralnim
đubrivima prilikom uzgajanja ove biljke u staklenicima (Garcia et al.,2004.). Kokalis-Burelle
et al. (2002) su utvrdili statistički značajno povećanje rasta paradajza u toku dve vegetacione
godine, inokulacijom sa Bacillus amyliquefaciens. Povećana je površina listova, broj listova,
kao i težina korena i stabla. Gül et al., (2008) su utvrdili da je aplikacija Bacillus
amyiloliquefaciens FZB24 i FZB42 povećala prinos paradajza na podlozi od perlita za 8-9 %.
Neki bacilusi proizvode fitazu što je utvrdjeno i u istraživanjima Idriss et al. (2002).
Autori su inokulisali seme kukuruza sa Bacillis amyloliquefaciens. Biljke su gajene u
uslovima sa limitiranim količinama fosfora. Inokulisane biljke su imale bolji rast nego ne
inokulisane. Garcia et al. (2004) su utvrdili pozitivan efekat inokulacije Bacillus
lichenoformis- om na prinos paradajza i paprike.
Dragana Popović Master rad
10
3. RADNA HIPOTEZA
Primenom mikrobioloških preparata koja sadrže efektivne PGP mikroorganizme
smanjuje se upotreba azotnih đubriva, omogućava se biljci lakše usvajanje fosfora, utiče se na
pravac i dinamiku mikrobioloških procesa koji utiču na održavanje i povećanje plodnosti
zemljišta. Primena ovakvih preparata kao dodatak ili zamena mineralnim đubrivima ili
pesticidima je posebno opravdana kod biljnih vrsta koje se gaje na velikim površinama kao što
je kupus.
U ovim istraživanjima očekuje se da će primena izolata roda Azotobacter i Bacillus
ispoljiti efekte na brojnost pojedinih sistematskih i fizioloških grupa mikroorganizama, kao i
dehidrogenaznu aktivnost u rizosferi kupusa (Brassica oleracea). Očekuje se da će unošenje
mikroorganizama slobodnog azotofiksatora, Azotobacter sp., koji fiksira elementarni azot,
proizvodi biološki aktivne materije i vitamine grupe B i promotora biljnog rasta, Bacillus sp.,
uticati na prinos kupusa. Rezultati ovih istraživanja bi trebalo da pokažu da se korišćenjem
PGP mikroorganizama koji pospešuju porast biljaka i obezbeđuju biljku neophodnim
hranivima, postižu pozitivni efekti u proizvodnji kupusa, što je posebno značajno sa ekološkog
ali i sa ekonomskog aspekta.
Dragana Popović Master rad
11
4.CILJ ISTRAŽIVANJA
Primena prevelikih količina mineralnih đubriva i pesticida dovodi do degradacije
zemljišta i narušavanja prirodne ravnoteže izmedju organizama u zemljištu. Da bi se ovi
negativni efekti smanjili, sve više se ukazuje potreba za primenom mikroorganizama koji bi
velikim delom mogli dopuniti mineralna đubriva i pesticide. Osim toga,njihovom primenom
povećavaju se mikrobni diverzitet, plodnost zemljišta i ishrana biljaka.
U ovom istraživanju treba da se izvrši ispitivanje uticaja mikrobnih inokulanata
(Azotobacter sp. i Bacillus sp.) na prinos i sadržaj vitamina C u kupusu. Tokom ovog
istraživanja praćen je uticaj primenjenih mikrobnih inokulanata na broj mikroorganizama u
rizosferi kupusa.
.
Dragana Popović Master rad
12
5.MATERIJAL I METOD RADA
5.1. Postavljanje poljskog ogleda
Istraživanja su vršena u toku 2013 godine na oglednoj parceli od 42 m², na sopstvenom
gazdinstvu u Belom Potoku. Kupus sorte Srpski melez je rasađen u 6 redova sa po dva reda za
svaku varijantu ogleda: 1. Azotobacter sp., 2. Bacillus sp. i 3. kontrola,bez đubriva. Istraživan
je uticaj mikrobnih inokulanata Azotobacter sp.i Bacillus sp. na mikrobiološku aktivnost
rizosfernog zemljišta kupusa i parametre prinosa biljke i sadržaj C vitamina u listovima.. U
toku vegetacije određivana je brojnost grupa mikroorganizama u rizosferi kupusa.
Sl.3.Ogledna sorta kupusa ,,Srpski melez”
Dragana Popović Master rad
13
5.2. Određivanje broja mikroorganizama u zemljištu
Mikrobiološke analize su rađene u laboratoriji za Mikrobiologiju Departmana za
ratarstvo i povrtarstvo, Poljoprivrednog fakulteta u Novom Sadu.
Uzorci rizosfernog zemljišta za mikrobiološke analize uzimani su tri puta u toku
vegetacije kupusa: I – pre inokulacije; II – 7 dana posle inokulacije i III – na kraju vegetacije
kupusa.
Brojnost mikroorganizama određena je metodom decimalnog razređenja,od 10-1
do
10-6
, zasejavanjem odgovarajuće suspenzije zemljišta na selektivne hranljive podloge za
određene vrste mikroorganizama:
- ukupan broj mikroorganizama na agarizovanom zemljišnom ekstraktu,iz 10-6 razređenja,
- broj aktinomiceta na sintetičkom agaru sa saharozom po Krasiljnikovu,iz 10-4 razređenja,
- broj gljiva na podlozi po Čapeku,iz 10-4 razređenja,
- broj aminoheterotrifa na mesopeptonskom agaru,iz 10-6 razređenja i
-broj Azotobacter sp. na Fjodorovoj podlozi,iz 10-2 razređenja.
Zasejavanje je vršeno sterilnom pipetom sa 0.5 ml suspenzije odgovarajućeg
razređenja u praznu Petri kutiju i preliveno sa 10 ml rastopljene selektivne hranljive podloge
uz lagano rotiranje kutije. Zasejana podloga inkubirana je u termostatu na 280C
odgovarajući broj dana. Nakon tog perioda kolonije su prebrojane i broj je preračunat na 1 g
apsolutno suvog zemljišta ( Jarak i Đurić, 2006).
Broj mikroorganizama se određivao tako što se broj kolonija pomnožen sa 2 i
razređenjem delio sa apsolutno suvom masom zemljišta.Za Azotobacter sp.broj kolonija se
množio sa 5.
Dragana Popović Master rad
14
Rezultati uticaja i efekta inokulacije Azotobacter sp. i Bacillus sp (nakon 7 dana i na
kraju vegetacije) na brojnost mikroorganizama i Azotobacter sp. u rizosferi kupusa.
predsatavljeni su u tablicama za uticaj i efekat inokulacije na :brojnost gljiva u zemljištu
(broj x 104 g
-1 apsolutno suvog zemljišta);ukupan broj bakterija u zemljištu (broj x 106
g-1
apsolutno suvog zemljišta);brojnost aminoheterotrofa u zemljištu (broj x 106 g
-1 apsolutno
suvog zemljišta);brojnost gljiva u zemljištu (broj x 104 g
-1 apsolutno suvog zemljišta) i
brojnost Azotobacter sp. u zemljištu (broj x 102 g
-1 apsolutno suvog zemljišta).
5.3. Određivanje aktivnosti dehidrogenaze u zemljištu
Dehidrogenazna aktivnost u zemljištu određuje se spektrofometrijski,merenjem
apsorbance crvene boje TPF-a.Enzim dehidrogenaza ima sposobnost da vodonik sa supstrata
prenosi na bezbojni TTC (1,3,5 trifeniltetrаzolijum hlorid),pri čemu gа redukuje i prevodi u
crveno obojeni TPF (trifenil formаzаn). Nа osnovu merenjа аpsorbаnce crvene boje TPF-а
odredjuje se aktivnost dehidrogenaze i izrаžаvа se u µg TPF-a nа g zemljištа.
5.4. Određivanje parametara biljaka
U toku ogleda uzimano je 15 biljaka rasada iz tri varijante nakon 21 dan i pri tome su
određivani sledeći parametri:
- dužina nadzemnog dela biljke (cm)
- dužina korena (cm)
- masa suve biljke (g)
Na kraju vegetacije izmeren je prinos u kg/ha kupusa sa sve tri varijante ogleda.
Dragana Popović Master rad
15
5.5. Određivanje vitamina C u biljnom materijalu
Koncentracija vitamina C u uzorcima lista kupusa izmerena je metodom preko
Jagota i Dani (1982).Precipitirano je 0,2 g macerta 5 minuta na ledu sa 0,8 ml
trihlorsirćetne kiseline i nakon toga isceđen sledeđih 5 minuta na 1000 g.Ukupno je 0,5
mL supernatanta razređeno destilovanom vodomu volumenua 2 ml.Uzorcima je dodano
200 μL reagensa Folin-Ciocalteu razređenog u razmeri 1:10 destilovanom vodom i
odmah pomešano.Nakon 10 minuta spektofometrijski je izmerena apsorbanca od 760
nm.Koncentracije uzoraka upoređene su sa standardnim uzorcima askorbinske kiseline i
pripremljeni u destilovanoj vodi.Linearnost određena za koncetracije vitamina C bila je
u rasponu od 2-40 mg/ml,% tačnosti,iskorišćenja bio je 93-100 %,UV je iznosio 2,5%
(unutar serije).
5.6.Agroekološki uslovi
Kupus je rasadjen na oglednoj parceli gde mu uslovi uspevanja odgovaraju, na
gajnjači, pH 6,5. U toku izvodjenja ogleda, praćeni su meterološki elementi bitni za
sprovodjenje ovog istraživanja, a u tu svrhu korišćeni su podaci Meteterološke opservatorije
Beograd.
Dragana Popović Master rad
16
5.6.1. Zemljišni uslovi
Ogledna parcela kupusa postavljena je u Belom Potoku. Geografska širina i dužina na
ovom lokalitetu iznose 44˚42’22 N i 20˚31’ E. Nadmorska visina je 221 m. Ogled je
postavljen na zemljištu tipa gajnjača. Gajnjače se javljaju u Šumadiji do oko 400 metara
nadmorke visine.Gajnjače su smedje, rumenkaste ili crvene boje u zavisnosti od primesa
aluminijuma, gvoždja i dr. Bogate su humusom oko 5 %, pa spadaju u veoma plodna tla.
Moćnost gajnjača je oko 70 do 150 santimetara. Ovo je vrsta tla karakteristična za umerene
krajeve i javljaju se u oblastima gde ima više padavina nego u zoni černozema.
Beli Potok karakteriše dobar vodni režim, izvori i potoci tako da se razvilo povrtarstvo
za potrebe domaćinstva, naročito za gajenje kupusa.
Sl.4. Gajnjača
Dragana Popović Master rad
17
5.6.2. Vremenski uslovi
Lokalitet oglednog polja u Belom Potoku nalazi se u području umereno kontinentalne
klime.
Prosečna godišnja temperatura vazduha za period 1961–1990. za područja sa
nadmorskom visinom do 300 m iznosi 10,9˚C. Apsolutni maksimum temperature u periodu
1961–1990. izmereni su u julu, i kreću se u intervalu od 37.1 do 42.3˚C u nižim predelima,
dok se u planinskim područjima kreću od 27.6 do 34.0˚C. U avgustu je takodje veoma toplo,
sa izmerenim maksimalnim temperaturama u inetrvalu od 37.4 do 40.3˚C.
Godišnje sume padavina u proseku rastu sa nadmorskom visinom. U nižim predelima
godišnja visina padavina se kreće u intervalu od 540 do 820 mm. Najkišovitiji je juni, kada u
proseku padne 12 do 13 % od ukupne godišnje sume padavina. Najmanje padavina ima mesec
oktobar.
Srednje,maksimalne i minimalne temperature i sume padavina za vegetacioni period
tokom 2013.godine u odnosu na period 1961-1990.godine prikazane su slikama (5 – 11).
Slika 5. Tromesečni hod srednje, maksimalne i minimalne temperature vazduha u Beogradu u toku
proleća 2013.
Dragana Popović Master rad
18
jun jul avgust
Slika 6. Tromesečni hod srednje, maksimalne i minimalne temperature vazduha u Beogradu u toku
leta 2013. godine
septembar oktobar novembar
Slika 7. Tromesečni hod srednje, maksimalne i minimalne temperature vazduha u Beogradu u toku
jeseni 2013. godine
Dragana Popović Master rad
19
METEROLOŠKA OPSERVATORIJA BEOGRAD
(KUMULATIVNE KOLIČINE PADAVINA ZA PERIOD PROLEĆE-JESEN 2013.GODINE)
∙
∙izmerene količine padavina za period mart-april maj ∙kumulativne količine padavina za period mart-april-maj ∙kumulativne količine padavina za april 2013.god. ∙kumulativne količine padavina za maj 2013.god. ∙kumulativne količine padavina za niz mart-april-maj 1961-1990.god. ∙kumulativne količine padavina za niz april 1961-1990.god.
∙kumulativne količine padavina za niz maj 1961-1990.god.
Sl.8 Kumulativne količina padavina za Beograd,proleće 2013godine
∙
Dragana Popović Master rad
20
Jun Jul Avgust
∙izmerene količine padavina za period jun-jul-avgust
∙ kumulativne količine padavina za period jun-jul-avgust
∙kumulativne količine padavina za jul 2013.god. ∙kumulativne količine padavina za avgust 2013.god. ∙kumulativne količine padavina za niz jun-jul-avgust 1961-1990.god
∙kumulativne količina padavina za niz jul 1961-1990.god.
∙kumulativna količina padavina za niz avgust 1961-1990.god.
Sl.9. Kumulativne količina padavina za Beograd,leto 2013godine
Dragana Popović Master rad
21
Septembar Oktobar Novembar
∙izmerene količine padavina za period septembar-oktobar-novembar ∙kumulativne količine padavina za period septembar-oktobar-novembar ∙kumulativne količine padavina za period oktobar
∙kumulativne količine padavina za period novembar ∙kumulativne količine padavina za niz septembar-oktobar-novembar 1961-1990.god. ∙kumulativne količine padavina za niz oktobar 1961-1990.god. ∙kumulativne količine padavina za niz novembar 1961-1990.god.
Sl.10. Kumulativne količina padavina za Beograd,jesen 2013godine
Tokom vegetacionog perioda 2013. bilo je 310,7 l/ m² padavina.Najmanja suma
padavinau toku vegetacionog perioda bila je u julu (2,9 l/ m²),a najveća u maju (104,4 l/ m²)
U toku vegetacionog perioda majviša minimalna temperature izmerena je u oktobru (15,3 ˚ C),a najviša u avgustu (25,3 ˚ C).
Dragana Popović Master rad
22
6.REZULTATI I DISKUSIJA
6.1. Uticaj i efekat inokulacije na brojnost mikroorganizama u zemljištu
Proces unošenja korisnih mikroorganizama, direktno u zemljište ili indirektno preko
površine semena odnosno klijanaca, a sa ciljem da se stimuliše rast i razviće biljaka, označava
se kao inokulacija. Mikroorganizmi koji promovišu rast i razviće biljaka snabdevanjem biljaka
lakodostupnim fosforom, sumporom, azotom, produkcijom biljnih hormona ( auksina,
giberelina, citokinina) nazivaju se biofertilizatori. Primena PGP mikroorganizama kao
biofertilizatora u proizvodnji različitih biljaka omogućuje bolje iskorišćenje potencijala za
razvoj kako biljaka tako i mikroorganizama (Frame, 2005; Avis et al., 2008).
U ovom istraživanju labaratorijski je ispitivan uticaj primene mikrobnih inokulanata
Azotobacter sp. i Bacillus sp. na ukupan broj bakterija ,broj gljiva, aktinomiceta,
aminoheterotrofa i azotobaktera u rizosferi organski proizvedenog kupusa. Merenja su radjena
i za kontrolnu varijantu, bez djubriva.
6.1.1. Uticaj i efekat inokulacije na ukupan broj bakterija u zemljištu
Ukupan broj mikroorganizama u odredjenom ekosistemu može se smatrati jednim od
glavnih pokazatelja njegove biogenosti. Pod ukupnim brojem mikroorganizama se
podrazumeva ustvari ukupan broj bakterija koje izrastu na zemljišnom agaru (Govedarica i
Jarak, 1999). U zavisnosti od tipa zemljišta ukupan broj bakterija se kreće od nekoliko stotina
hiljada do nekoliko stotina miliona u gramu zemljIšta ( Govedarica i Jarak, 1995).
Dragana Popović Master rad
23
U ovom istraživanju ukupan broj bakterija kretao se od 53,48 do 2469,14 x 106.
Najbolji efekat na povećanje ukupnog broja bakterija imala je primena inokulacije Bacillus
sp., i to nakon sedam dana. Na kraju ispitivanog perioda ista varijanta uticala je na statistički
značajno smanjenj ukupnog broja bakterija. U kontrolnoj varijanti je takodje došlo do
značajnog povećanja ukupnog broja bakterija ako se posmatraju različiti periodi vegetacije
kupusa. Ostale razlike nisu bile statistički značajne (Tab. 1).
Varijante 7 dana nakon inokulacije na kraju vegetacije
Azotobacter sp. 312,63 b 953,10 a,b
Bacillus sp. 1113,25 a,b 608,45 b
Kontrola 512,15 b 1474,63 a *Ista slova ukazuju na postojanje homogenosti varijansi posle Fisherovog LSD testa za P = 0,05
Tab.1: Uticaj i efekat inokulacije na ukupan broj bakterija u zemljištu (broj x 106 g
-1
apsolutno suvog zemljišta)
6.1.2. Uticaj i efekat inokulacije na brojnost gljiva u zemljištu
Gljive spadaju u heterotrofne mikroorganizme koji zahvaljujući svom diferenciranom
enzimatskom sistemu imaju značajnu ulogu u zemljištu, budući da imaju sposobnost
razgradnje raznovrsnih organskih supstrata. Na brojnost i aktivnost gljiva u zemljištu utiču
fizičko-hemijska svojstva zemljišta, obrada zemljišta, biljna vrsta i dr. (Govedarica i
sar.,1996.; Jarak i sar.1997). Veoma su rasprostranjeni u rizosferom zemljištu biljaka (Jarak i
sar., 2008).
Ukupan broj gljiva kretao se od 33,79 do 127,44x 104. Primena mikrobni inokulanti
nisu uticali na statistički značajnu promenu broja gljiva tokom vegetacije kupusa. Jedino je na
kraju vegetacije primena Azotobacter sp. uticala na povećanje broja gljiva, i u odnosu na
kontrolu i u odnosu na inokilaciju sa Bacillus sp. (Tab. 2).
Tab.2: Uticaj i efekat inokulacije na brojnost gljiva u zemljištu (broj x 104 g
-1 apsolutno suvog
zemljišta)
Varijante 7 dana nakon inokulacije na kraju vegetacije
Azotobacter sp. 70,19 a,b 107,63 a
Bacillus sp. 69,99 a,b 70,29 a,b
Kontrola 42,42 b 69,98 a,b *Ista slova ukazuju na postojanje homogenosti varijansi posle Fisherovog LSD testa za P = 0,05
Dragana Popović Master rad
24
6.1.3. Uticaj i efekat inokulacije na brojnost aktinomiceta u zemljištu
Aktinomicete su heterotrofni mikroorganizmi sa razvijenim enzimatskim sistemom koji
im omogućuje iskorištavanje različitih, kako jednostavnih organskih molekula (organske
kiseline, šećeri), tako i kompleksnih (proteini, polisaharidi) (Alexander, 1977). Naročito im je
značajna sposobnost da razlažu humus, hitin, celulozu i druge materije koje su znatno
otpornije na mikrobiološku razgradnju. Aktinomicete predstavljaju grupu mikroorganizama
koja je obično široko rasprostranjena u zemljištu. Po zastupljenosti u mnogim zemljištima su
odmah iza pravih bakterija (Takisawa et al., 1993), pri čemu najveći broj vrsta pripada rodu
Streptomyces (Goodfellow and Simpson, 1987).
Tab.3: Uticaj i efekat inokulacije na brojnost aktinomiceta u zemljištu (broj x 104 g
-1
apsolutno suvog zemljišta)
Varijante 7 dana nakon inokulacije na kraju vegetacije
Azotobacter sp. 29,60 a,b,c 37,03 a
Bacillus sp. 36,34 a,b 15,36 c
Kontrola 20,23 a,b,c 19,91 b,c *Ista slova ukazuju na postojanje homogenosti varijansi posle Fisherovog LSD testa za P = 0,05
U ovom istraživanju broj aktinomiceta kretao se od 14,97 do 51,49 x 104. Pozitivan
efekat u ovom istraživanju na broj aktinomiceta imala je su oba mikrobna inokulanta sedam
dana nakon primene, ali to povećanje nije statistički značajno. Na kraju vegetacije kupusa
inokulacija rasada sa Azotobacter sp. uslovila je značajno povećanje broja aktinomiceta (Tab.
3).
6.1.4. Uticaj i efekat inokulacije na brojnost aminoheterotrofa u zemljištu
Aminoheterotrofi obuhvataju veliku grupu bakterija, gljiva i aktinomiceta koji
učestvuju u procesu amonifikacije tj. procesu razgradnje proteina do amonijaka. Raznovrsnost
i nespecifičnost aminoheterotrofa je razlog da je ova grupa mikroorganizama u zemljištu
brojna. Za ovu grupu mikroorganizama je zajedničko da imaju sposobnost stvaranja
ekstracelularnih proteolitičkih enzima koji uzrokuju hidrolitičku razgradnju velikih proteinskih
Dragana Popović Master rad
25
lanaca na manje jedinice, koje ćelija može usvojiti. Prema Alexanderu (1977) broj ovih
mikroorganizama u površinskim horizontima se kreće od 100.000 do 10.000.000 po gramu
zemljišta, a njihov broj zavisi od količine i vrste supstrata, tipazemljišta i uslova koji tu
vladaju.
Broj aminoheterotrofa kretao se od 27,81 do 1613,17 x 106. Najizrazeniji efekat na
promenu broja aminoheterotrofa imala je primena Bacillus sp. U prvom roku uzimanja
uzoraka zabeleženo je povećanje, a u drugom roku, smanjenje broja ove grupe
mikroorganizama. U ostalim varijanatama ogleda nije utvrdjeno značajno povećanje broja
aminoheterotrofa (Tab. 4).
Tab.4: Uticaj i efekat inokulacije na brojnost aminoheterotrofa u zemljištu (broj x 106 g
-1
apsolutno suvog zemljišta)
Varijante 7 dana nakon inokulacije na kraju vegetacije
Azotobacter sp. 93,61 b 816,66 a
Bacillus sp. 498,49 a,b 101,81 b
Kontrola 199,73 b 798,21 a *Ista slova ukazuju na postojanje homogenosti varijansi posle Fisherovog LSD testa za P = 0,05
6.1.5. Uticaj i efekat inokulacije na brojnost Azotobacter sp. u zemljištu
Rod Azotobacter je najviše ispitivan od svih slobodnih azotofiksatora i jedan je od
najznačajnijih rodova iz ove grupe mikroorganizama.Brojnost i aktivnost azotobaktera zavisi
prvenstveno od pH reakcije, sadržaja humusa i lakopristupačnog fosfora (Govedarica i Jarak,
1995). Plodna zemljišta karakteriše visoka brojnost azotobaktera. U istraživanjima Jarak i sar.
(1998) brojnost azotobaktera bila je najveća u zemljištu koje je imalo najpovoljnija hemijska
svojstva.
U ovom istraživanju broj azotobaktera se kretao od 6,32 do 475,21 x 102. Na početku
ispitivanog perioda zabeleženo je statistički značajno smanjenje azotobaktera, u rizosferi
kupusa, gde primenjen inokulamz sa Azotobacter sp. Ovo se može pripisati postojanju
kompeticije između autohtonih i introdukovanih izolata Azotobacter sp. Najbolji efekat na
brojnost azotobaktera dala je primena Bacillus sp., naročito na kraju vegetacije (Tab. 5).
Dragana Popović Master rad
26
Tab.5: Uticaj i efekat inokulacije na brojnost Azotobacter sp. u zemljištu (broj x 102 g
-1
apsolutno suvog zemljišta)
Varijante 7 dana nakon inokulacije na kraju vegetacije
Azotobacter sp. 84,00 b 35,97 b
Bacillus sp. 321,97 a 253,87 a,b
Kontrola 317,51 a 29,13 b *Ista slova ukazuju na postojanje homogenosti varijansi posle Fisherovog LSD testa za P = 0,05
6.2. Uticaj i efekat inokulacije na aktivnost dehidrogenaze u zemljištu
Dehidrogenazna aktivnost zemljišta određena je spektrofotometrijskom metodom po
metodi Lenhard-a (1956) modifikovаnа po Thalmann-u (1968). Dehidrogenaze su enzimi koji
katalizuju reakciju odvajanja vodonika od različitih organskih jedinjenja tipa ugljenih hidrata,
organska kiselina, alkohola, amino kiselina i njegovo prenošenje do kiseonika (aerobne
dehidrogenaze) ili do organskih jedinjenja (anaerobne dehidrogenaze). Dehidrogenazna
aktivnost u zemljištu je pokazatelj biološke aktivnosti mikrobne populacije u zemljištu, jer su
u zemljištu dehidrogenaze uglavnom mikrobiološkog porekla. Veća aktivnost dehidrogenaze
ukazuje na veći intezitet disanja, odnosno na intezivniju mineralizaciju sveže organske
materije.
Na dehidrogenaznu aktivnost mikroorganizama u ovom istraživanju na kupusu
pozitivno je uticala primena mikrobnih inokulanata Azotobacter sp. i Bacillus sp. u oba
ispitivana perioda. Na žalost, to povećanje nije statistički značajno (Tab. 6).
Tab.6: Uticaj i efekat inokulacije na aktivnost enzima dehidrogenaze. u zemljištu (µg
TPF/100 g apsolutno suvog zemljišta)
Varijante 7 dana nakon inokulacije na kraju vegetacije
Azotobacter sp. 452,33 a,b 613,55 a
Bacillus sp. 478,21 a,b 602,14 a
Kontrola 401,55 a 528,63 a,b *Ista slova ukazuju na postojanje homogenosti varijansi posle Fisherovog LSD testa za P = 0,05
6.3. Uticaj i efekat inokulacije na parametre biljaka
Dragana Popović Master rad
27
Biljke rasada kupusa iz ovog istraživanja uzetu su nakon 21 dan , po 5 iz svake
varijante ogleda. Utvrđeno je da je u varijanti gde je primenjen mikrobni inokulant Bacillus sp.
bila najveća prosečna masa suve biljke, 3,08% teža nego na kontroli. Za razliku od Bacillus
sp., inokulacija sa Azotobacter sp uslovila je smamnje težine biljke kupus za 23,84% u
početnom period vegetacije (Tab. 7).
Tab. 7: Uticaj i efeket inokulacije na masu suve biljke (g) 21 dana nakon inokulacije
Varijante
Masa suve biljke (g)
cm %
Azotobacter sp. 9,9 -23,84
Bacillus sp. 13,4 103,08
Kontrola 13,0 100,00
Primena izolata Azotobacter sp. delovala je pozitivno na dužinu korena kupusa i
uslovila njegovo povećanje za 8,51%. Bacillus sp. je imao slabiji efekat na ovaj parametar pa
je povećanje iznosilo svega 1,49% u odnosu na kontrolu (Tab. 8).
Oba primenjena mikrobna inokulanta uticala su na smanjenje dužine nadzemnog dela
biljke kupusa od 2,45 – 16,06% (Tab. 8).
Tab. 8: Uticaj i efeket inokulacije na dužinu korena i nadzemnog dela kupusa (cm)
Varijante
Dužina korena Dužina nadzemnog dela
cm % cm %
Azotobacter sp. 10,20 108,51 28,68 -2,45
Bacillus sp. 9,54 101,49 24,68 -16,05
Kontrola 9,40 100,00 29,40 100,00
Dragana Popović Master rad
28
Primenom mikrobnih inokulanta Azotobacter sp. i Bacillus sp postignut je najbolji
efekat na povećanje prinosa glavica kupusa (Tab. 9). Primenom izolata Azotobacter sp prinos
kupusa povećan je za 23,27%, dok je sa izolatom Bacillus sp. to povećanje iznosilo 12,93%.
Tab. 9: Uticaj i efeket inokulacije na prinos kupusa (kg po glavici)
Varijante Prosečna masa kupusa (kg)
% povećanja prinosa
Azotobacter sp. 1,43 123,27
Bacillus sp. 1,31 112,93
Kontrola 1,16 100,00
6.4. Uticaj i efekat inokulacije na vitamin C u biljnom materijalu
Vitamin C je, snažan antioksidans. On ispoljava pozitivan efekat u svim bolestima i
stanjima povezanim sa pojačanim oksidativnim stresom (proces starenja, dijabetes, oboljenja
kardiovaskularnog sistema, hipertenzija, tumori, Alchajmerova bolest, katarakta). Osim toga,
olakšava apsorpciju gvožđa u digestivnom traktu i ubrzava zarastanje rana, opekotina i
sprečava krvarenje desni
Vitamin C nije samo askorbinska kiselina već kompleks u koji ulaze i brojni
bioflavonoidi, rutin, faktor K. Postoji u 4 stereo-izomerne forme (LL, DD, LD, DL). Sve četiri
forme su aktivne u oksido-redukcionim reakcijama, ali stepen aktivnosti zavisi i od stereo-
izomerne forme (LL oblik je najaktivniji). Neophodan je u reakcijama hidroksilacije u kojima
omogućuje uvođenje hidroksilnih grupa (OH) u druge molekule (npr. nastanak adrenalnog
hormona i kolagena). Ima specijalnu ulogu u hidroksilaciji prolina u kolagenu. Lako se
oksidiše do dehidro oblika i oba su fiziološki aktivna. Endiolna grupa vitamina C, za koju se
pretpostavlja da je odgovorna za funkciju, učestvuje u sistemu prenosa vodonikovih jona
To je jedina supstanca koja ispoljava redukcionu moć u kiselom rastvoru. Potrebna je
svuda u metabolizmu. Ima poluživot od 16 dana (da bi se razvio skorbut potrebno je 3 – 4
meseca).
U ovim istraživanjima primena mikrobnih inokulanata uslovila je povećanje sadržaja C
vitamina u svežem listu kupusa (Tab. 10). Azotobacter sp. obezbedio je povećanje od 6,14% ,
a Bacillus sp. za 2,91%
Dragana Popović Master rad
29
Tab. 10: Uticaj i efeket inokulacije na sadržaj C vitamina u listu kupusa (mg/100 g
sveže materije)
Varijante Saržaj C vitamina % povećanja
Azotobacter sp. 63,12 106,14
Bacillus sp. 61,20 102,91
Kontrola 59,47 100,00
Dragana Popović Master rad
30
7.ZAKLJUČAK
Na osnovu dobijenih rezultata mogu se izvesti sledeći zaključci:
Brojnost pojedinih sistematskih i fizioloških grupa mikroorganizama kao i enzimatska
aktivnost u rizosferi kupusa, zavisila je od primenjenih inokulanata:
Na promenu ukupnog broj mikroorganizama, broja gljiva i aktinomiceta, u proseku,
primenjeni mikrobni inokulanti nisu statistički značajno uticali.
Na brojnost aminoheterotrofa, najizraženiji efekat imala je primena izolata Bacillus sp.
Brojnost azotobaktera u rizosferi kupusa smanjena je introdukcijom selekcionisanih
izolata Azotobacter sp.
Na povećanje dehidrogenazne aktivnosti uticala je primena izolata Azotobacter sp. i
Bacillus sp., ali povećanje nije statistički značajno.
Inokulacija rasada sa Bacillus sp. povećala je suvu masu biljke za 3,08%, dok je
inokulacija sa Azotobacter sp. smanjila za 23,84%.
Primenjeni inokulanti pozitivno su uticali na dužinu korena kupusa, a negativno na
visinu nadzemnog dela biljke.
Primena izolata Azotobacter sp. i Bacillus sp. povećala je prinos glavica kupusa za
12,93 – 23,27%.
Sadržaj vitamina C povećan je za 2,91 – 6,14% inokulacijom kupusa u fazi
rasađivanja.
Rezultati istraživanja su pokazali da se korišćenjem mikrobnih inokulanata
Azotobacter sp. i Bacillus sp. biljka kupusa obezbedjuje neophodnim hranivima,
povećava njen prinos i kvalitet, što opravdava njihovu primenu u organskoj
poljoprivrednoj proizvodnji ove povrtarske kulture.
Dragana Popović Master rad
31
8.LITERATURA
Alexander, M. (1977.) : Introduction to Soil Microbiology, John Wiley and Sons,
New York.
Antoun, H., Beauchamp, C. J., Goussard, N., Chabot, R., Lalande, R. (1998):
Potential of Rhizobium and Bradyrhizobium species as plant growth promoting
rhizobacteria on nonlegumes : effect on radishes (Raphanus sativus L.). Plant Soil,
204:57- 67.
Avis, J.T., Gravel, V., Antoun, H., Russell J., Tweddell, J.R. (2008): Multifaceted
beneficial effects of rhizosphere microorganisms on plant health and productivity.
Soil Biology & Biochemistry, 40:1733–1740.
Barriuso, J., Solano, B.R. (2008): Ecology, Genetic Diversity and Screening strategie of
Plant Growth Promoting Rizobacteria
Bhadoria S. K. S., Dwivedi Y C. and Kushwal S. S. (2005) : Effect of Azotobacter
inoculation with nitrogen levels on quality characters of tomato, Department of
Horticulture, College of Agriculture, Jablpur, short edition
Flaishman, M. A., Eyal, A., Zilberstein, C., Voisard, C., Hass, D. (1996): Suppression of
Septoria tritici blotch and leaf rust of wheat by recombinant cyanide producing
strains of Pseudomonas putida. Mol. Plant - Microbe Interact, 9 :642-645.
Frame, J. (2005): Forage legumes for temperate grassland, Science Publishers,
Inc.,Enfield (NH), USA - Plymouth, UK, 13-17.
García, J.A.L., Probanza, A., Ramos, B., Palomino, M.R., Mañero, F.J.G. (2004):
Effect of inoculation of Bacillus licheniformi s on tomato and pepper. Agronomie for
Sustainable Development, 24 (Suppl 4) : 169-176.
Dragana Popović Master rad
32
Glick, B. R. (1995) : The enhancement of plant growth by freeliving bacteria. Canadian
Journal of Microbiology, 41 : 109-117.
Goodfellow, M., Simpson, K.E. (1987): Ecology of Streptomycetes. Front Appl.
Microbiol., 2: 97–125.
Govedarica, M., Jarak, M., Milošević, N. (1996.): Uloga mikroorganizama u zemljištu i
proizvodnji voća. U : Mikrobiologija voća i proizvoda od voća. Ed. Škrinjar, M.,et al.,
Tehnološki fakultet, Novi Sad, pp. 49-64.
Gül A., Kıdog˘lu K, Tüzel Y and Tüzel I.H (2008) : Effects of nutrition and Bacillus
amyloliquefaciens on tomato (Solanum lycopersicum L.) growing in perlite,Department
of Horticulture. Faculty of Agriculture,Department of Farm Structures and
Irrigation.,Faculty of Agriculture. Ege University. Bornova (Izmir). Turkey.
Gvozdenović, Đ., Bugarski, D., Gvozdanović-Varga, Čеrvenski, Takač (2007) Posebno
povrtarstvo, Megatrend univerzitet, Beograd.
Idriss, E. E. S., Makarewicz, O., Farouk , A., Rosner , K., Greiner, R., Bochow, H., Richter,
T., Borriss, R. (2002) : Extracellular phytase activity of Bacillus amyloliquefaciens
FZB 45 contributes to its plantgrowth - promoting effect. Microbiology, 148 :
2097- 2109.
Ishfaq A.P., Vijai K. and Faeem M.M. (2009) Effect of Bio-Organic Fertilizers on the
Performance of Cabbage Under Western U.P.Conditions,Department of Horticulture, Ch.
Shivnath Singh Shandilya (PG.) College Machhra, Meerut-250 106 (U.P),. Microbiology,
148:2097-2109.
Jarak, M., Protić, R., Govedarica, M., Milošević, N., Djurić, N. (1997b): Mikrobiološka
aktivnost u zemljištu pod pšenicom inokulisanom diazotrofima, Zbornik naučnih
radova,. 3.br.1: 39-45.
Jarak, M., Djurić, S., (2006) Praktikum iz mikrobiologije, Poljoprivredni fakultet Novi Sad.
Jarak, M., Čolo, J.,(2007) Mikrobiologija zemljišta, Poljoprivredni fakultet Novi Sad.
Jarak, M., Djurić, S., (2008) Mikroorganizmi u zemljištu u funkciji održive poljoprivrede.
U:Djubrenje u održivoj poljoprivredi, Manojlović, M., Poljoprivredni fakultet Novi Sad,
98-117.
Dragana Popović Master rad
33
Chen, Jen – Hshuan , The Combined Use of Chemical and Organic Fertilizers And/or
Biofertilizer for Crop Growth and Soil Fertility, Food and Fertilizer Technology
Center.
Kokalis - Burelle, N., Vavrina, C. S., Rosskopf, E.N., Shelby, R.A. (2002) : Field evaluation
of plant growth - promoting rhizobacteria amended transplant mixes and soil
solarization for tomato and pepper production in Florida. Plant Soil, 238 : 257-266.
Kovačević, D.,Oljača, S., (2005) Organska poljoprivredna proizvodnja, Univerzitet u
Beogradu, Poljoprivredni fakultet Zemun, Beograd.
Lazić, B., (2011) Organsko povrtarstvo, Zadužbina Andrejević ,Beograd.
Loon, L.C. van, Bakker, P.A.H.M., Pieterse, C.M.J. (1998), Annual review of
Phytopathology ,volume.36 (98), p.p. 453-483.
Madigan, M., Martinko, J. (2005): Brock Biology of Microorganisms (11t ed.),
Prentice Hall.
Martyniuk, S., Martyniuk, M..(2003) : Occurrence of Azotobacter species in Some Polish
Soils
McInroy, J.A., Kloepper, J.W. (1995): Survey of indigenous bacterial endophytes from cotton
and sweet corn. Plant and Soil, 173:337-342.
Milošev, D. (1999) : Biljna proizvodnja – principi ekološkog ratarenja EAEČE.Poljoprivredni
fakultet, Novi Sad, 43-48 str.
Milošević,N.,Govedarica,M.,Jeličić,Z.,Protić,R.,Kuzevski,J.,Krstanović,S.(2003):Mikrobni
inokulanti kao biofertilizatori-testiranje,mogućnost i značaj u održivoj
poljoprivredi,Zbornik radova Instituta PKB Agroekonomik,vol.9,br.1,str.89-98
Narula,N.(2000):Azotobacter in Sustainable Agriculture, New Delhi.
Orhan, E., Esitken, A., Ercisli, S., Turan, M., Sahin, F. (2006): Effects of plant growth
promoting rhizobacteria (PGPR) on yield, growth and nutrient contents in
organically growing raspberry. Scientia Horticulturae, 111 (suppl 1) : 38-43.
Ownley, B. H., Weller, D. M., Thomashow. L. S. (1992) : Influence of in situ and in vitro
pH on suppression of Gaeumannomyces graminis var. tritici by Pseudomonas
fluorescens 2- 79. Phytopathology, 82:178-184.
Perret, X., Staehelin, C., Broughton, W.J. (2000) : Molecular basis of symbiotic promiscuity.
Microbiology and Molecular Biology Reviews, 64: 180–201.
Dragana Popović Master rad
34
Reiter, B., Pfeifer, U, Schwab, H., and Sessitsch, A. (2002): Response of endophytic bacterial
communities in potato plants to infection with Erwinia carotovora subsp. Atroseptica,
Appl. Environ. Microbiol., 68:2261-2268. Rennei .
Salhia M.B,(2010) The Effect of Azotobacter on the growth and yield of Cucimicus
sativus,The Islamic University – Gaza, Deanery of Higher Education, Faculty of Science,
Master of Biological Sciences, Botany.
Scher, F. M., Baker, R. (1982): Effect of Pseudomonas putida and a synthetic iron chelator on
induction of soil supressiveness to Fusarium wilt pathogens. Phytopathology 72:
1567-1573.
Sturz, A.V., Christie, B. R., Matheson, B. G., Arsenault, W. J., and Buchanan, N. A., (1999):
Endophytic communities in the periderm of potato tubers and their potential to improve
resistance to soil-borne plant pathogens, Plant Pathol., 48:360-369.
Sudha, S.N., Jayakumar, R., Sekar, V. (1999): Introduction and expression of the cry1Ac gene
of Bacillus thuringiensis in a cerealassociated bacterium, Bacillus polymyxa. Curr.
Microbiol., 38:163-167.
Takisawa, M., Colwell, R.R., Hill, R.T. (1993): Isolation and diversity of actinomycetes in the
Cheapeake Bay. Appl. Environ. Microbiol. 59, 997–1002..
Wang, R., Guegler, K., La Brie, S .T., Crawford, N. M. (2000) : Genomic analysis of a
nutrient response in Arabidopsis reveals diverse expression patterns and novel
metabolic and potential regulatory genes that are induced by nitrate. Plant Cell,
12: 1491–1510.
Wheeler M.and Volk W.A , (1988) Basic Microbiology (paperback).
Jagota SK, Dani HM. (1982) A new colorimetric technique for the estimation of vitamin C
using Folin phenol reagent. Anal Biochem;127:178-82.
Weller, D.M., Raaijmakers, J.M., McSpadden Gardner, B.B., Thomashow, L.S. (2002):
Microbial populations responsible for specific soil suppressiveness to plant pathogens.
Annual Review of Phytopathology. ,40:308–348.
=
Dragana Popović Master rad
35
BIOGRAFIJA
Dragana Popović, dipl.inž poljoprivrede, rođena je 1977. godine u Beogradu. Osnovnu
školu je završila u Belom Potoku,a gimnaziju IV Beogradsku, prirodno-matematički smer u
Beogradu.
Diplomirala je na Fakultetu za biofarming u Bačkoj Topoli sa temom: „Perspektive
organske proizvodnje u pčelarstvu“ ,2012 godine. Master studije, studijski program Organska
poljoprivreda upisuje 2013 godine na Poljoprivrednom fakultetu u Novom Sadu.
Recommended