poljoprivredni fakultet - university of novi...

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

______________________________________


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


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


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


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


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.


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.


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.


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


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.


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).


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


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)


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.


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.


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.

.


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”


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.


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.


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.


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


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.


18

jun jul avgust


leta 2013. godine

septembar oktobar novembar


jeseni 2013. godine


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

∙


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


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).


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).


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)


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


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



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


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



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).


26

Tab.5: Uticaj i efekat inokulacije na brojnost Azotobacter sp. u zemljištu (broj x 102 g

-1



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)


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


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


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


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%


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


Kontrola 59,47 100,00


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.


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.


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.


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.


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.

=


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.

poljoprivredni fakultet - university of novi...

Documents