Investigating the seed germination and plant growth promoting capacity on water spinach of some bacterial strains capable in nitrogen fixation and IAA synthesis

Le Thi Xa * , Do Thanh Luan and Nguyen Khoi Nghia

* Corresponding author (ltxa@nomail.com)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 16 Jan 2020
Revised: 10 Apr 2020
Accepted: 11 May 2020
Published: 11 May 2020
Title: Investigating the seed germination and plant growth promoting capacity on water spinach of some bacterial strains capable in nitrogen fixation and IAA synthesis
DOI: 10.22144/ctu.jsi.2020.067
Views
495
Downloads
496
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
How to Cite
Xã, L. T., Luân, Đ. T., & Nghĩa, N. K. (2020). Investigating the seed germination and plant growth promoting capacity on water spinach of some bacterial strains capable in nitrogen fixation and IAA synthesis. CTU Journal of Science, 56(CĐ Khoa học đất), 37-46. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2020.067
Issue
Vol. 56 No. Special issue on Soil Science (2020)
Section
Agriculture

Abstract

The study was aimed to investigate the seed germination and growth promoting capacity of eight bacterial strains capable in both nitrogen-fixation and IAA synthesis for water spinach under the laboratory and pot condition. The seed germination promotion test was carried out by soaking water spinach seeds in a bacterial suspension (~106 cfu/mL) for 4 hours, then inoculated seeds were placed on petri dish and glass tube containing 1% agar medium. The pot experiments were conducted with five selected bacterial strains introduced into the soil with two levels of the chemical nitrogen fertilizer dose application (75% and 50% of recommended chemical N fertilizer fomular). Results showed that five out of eight tested bacterial strains showed their significantly higher capacity in seed germination rate of water spinach (varied from 82.3% to 85.5%) compared to other bacterial strains and the control treatment without bacterial inoculation. In addition, height, root length and fresh biomass of the seedling of the treatments inoculated with these five bacteria were also significantly higher than other remaining treatments. Among them, Paenibacillus cineris TP-1.4 was the best strain in stimulating the growth of water spinach and especially in reducing up to 25% of recommended chemical nitrogen fertilizer formula in two consecutive crops under the pot condition. The plant height, diameter, content of chlorophyll, fresh and fry biomass of water spinach in the treatment with TP-1.4 strain and together with 25%N reduced were not ignificantly different from those in the recommended chemical nitrogen fertilizer fomula treatment.
Keywords: IAA synthesizing bacteria, nitrogen fixing bacteria, plant growth promotion, seed germination stimulation, water spinach

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng lên rau muống của 8 dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA ở điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới. Khả năng kích thích nảy mầm được đánh giá bằng cách ngâm hạt rau muống với dung dịch vi khuẩn (~106 cfu/mL) trong 4 giờ, sau đó chuyển hạt sang đĩa petri có giấy lọc ẩm và ống nghiệm chứa 10 mL agar 1%. Thí nghiệm nhà lưới được bố trí với 5 dòng vi khuẩn được chủng vào đất kết hợp giảm 25% và 50% phân đạm khuyến cáo. Kết quả cho thấy 5 trong tổng số 8 dòng vi khuẩn giúp gia tăng tỷ lệ nảy mầm hạt cao hơn có ý nghĩa (p
Từ khóa: đạm, kích thích nảy mầm, kích thích sinh trưởng, rau muống, vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn tổng hợp IAA

Article Details

References

Adesemoye, A.O., Torbert,H.A. and Kloepper, J.W., 2009. Plant growth-promoting rhizobacteria allow reduced application rates of chemical fertilizers. Microbial Ecology, 58(4):921-929.

Akbari, G., Sanavy, S.A. and Yousefzadeh, S., 2007. Effect of auxin and salt stress (NaCl) on seed germination of wheat cultivare (Triticum aestivum L.). Pakistan Journal of Biological Sciences. 10(15):2557-2561.

Alves, B.J.R., R.M. Boddey and S. Urquiaga, 2004. The success of BNF in soybean in Brazil. Plant Soil. 252:1-9.

Bakonyi, N., Bott, S., Gajdos, E. et al., 2013. Using Biofertilizer to Improve Seed Germination and Early Development of Maize. Polish Journal of Environmental Studies. 22(6):1595-1599.

Cao Ngọc Điệp, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Vân Anh và Trần Thị Giang, 2011. Hiệu quả của phân hữu cơ – vi sinh trên năng suất và chất lượng rau xanh trồng trên đất phù sa tại tỉnh Long An. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ.18b:18-28.

Hanapi, S.Z., Supari, N., Alam, S.A.Z.,et al., 2014. Microbial effects on seed germination in Malaysian rice (Oryza sativa L.). Proceeding of the Asia-Pacific Advanced Network 2014v. 37:42-51.

Hoben,H.J. and Somasegaran, P., 1982. Comparison of the pour, spread, and drop plate methods for enumeration of Rhizobium spp. in inoculants made from presterilized peatt. Applied and Environmental Microbiology. 44(5):1246-1247.

Hungria, M., Nogueira M.A. and Araujo, R.S., 2013. Co-inoculation of soybeans and common beans with rhizobia and azospirilla: strategies to improve sustainability. Biology Fertility Soils. 49(7): 791-801.

Hungria, M., Campo, R.J. Souza E.M. and Pedrosa, F.O., 2010. Inoculation with selected strains of Azospirillum brasilense and A. lipoferum improves yields of maize and wheat in Brazil. Plant and Soil. 331:413-425.

Kiều Phương Nam, Bùi Văn Lệ, Trần Minh Tuấn, Hồ Lê Trung Hiếu và Quách Việt Duy, 2010. Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn Methylobacterium ssp. trong việc gia tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt giống cây trồng. Báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu khoa học đề tài cấp Đại học Quốc gia. Trường Đại học Khoa học Tự nhiện, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.

Lai Quốc Chí, Nguyễn Thị Dơn và Cao Ngọc Điệp, 2012. Tuyển chọn và nhận diện vi khuẩn cố định đạm (có khả năng hòa tan lân và kali) phân lập từ vật liệu phong hóa của vùng núi đá hoa cương tại núi cấm, tỉnh An Giang. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 10:605 – 618.

Malik, K.A., and Zafar, Y., 1985. Quantification of root associated nitrogen fixation in kallar grass as estimated by 15N isotope dilution. Nitrogen and the Environment (Malik. M.A., S.H.M. Nagvi. and M.I.H Aleem. Eds), (NIAB. Faisalabad, Pakistan). 21:161-171.

Nguyễn Khởi Nghĩa, Nguyễn Thị Kiều Oanh, Đỗ Hoàng Sang, Lâm Tử Lăng, Dương Minh Viễn, 2015. Gia tăng tốc độ phân hủy sinh học hoạt chất propoxur trong môi trường nuôi cấy lỏng bằng vi khuẩn Paracoccus sp. P23-7 cố định trong biochar. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 39:44-51.

Nguyễn Thị Ngọc Trúc, 2011. Tuyển chọn các dòng vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân, tổng hợp IAA, để làm phân bón cho rau ở Tiền Giang. Luận án Tiến sĩ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ.

Nguyễn Thị Pha, Trần Đình Giỏi và Nguyễn Hữu Hiệp, 2014. Ảnh hưởng của hai dòng vi khuẩn vùng rễ PH27 và TN20 đến sinh trưởng, phát triển và năng suất giống lúa OM10424 ở điều kiện ngoài đồng. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 32:27-32.

Stinner, D.H., 2007. The Science of Organic Farming. In William Lockeretz. Organic Farming: An International History. Oxfordshire, UK & Cambridge, Massachusetts: CAB International (CABI):978-981.

Trần Bảo Trâm, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Hương Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Võ Thu Giang và Phạm Thế Hải, 2017. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn sinh tổng hợp IAA (Indole Acetic Acid) từ đất trồng sâm Việt Nam ở Quảng Nam, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. 33(2S):219-226.

Vũ Thành Công, 2009. Phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn tổng hợp indole-3-acetic acid (IAA) cao trong rễ cây rau muống (Ipomoea aquatica) ở tỉnh Đồng Tháp. Đề tài nghiên cứu khoa học.

Xa, L.T. and N.K. Nghia, 2019. Isolation and selection of biological nitrogen fixing and indole-3-acetic acid synthesizing bacteria from different cropping systems in Soc Trang province, Vietnam. International Journal of Innovative Studies in Sciences and Engineering Technology (IJISSET) (Online) www.ijisset.org.5(11):15-23.