Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Kvävgas kan inte tas upp direkt av växter men genom biologisk kvävefixering kan vissa symbiosbildande bakterier omvandla kvävgas till ammonium. Med bakteriens hjälp kan en växt tillgodogöra sig ammonium och på så sätt bilda protein. Ett exempel på denna typ av symbios är den som kan uppstå mellan en särskild grupp av bakterier, Rhizobium ssp och baljväxter, så kallad rotknölssymbios. Detta är ett exempel på en ekosystemtjänst, en fördelaktig interaktion mellan växt och mikroorganism, som gynnar alla parter, inklusive människan som odlar baljväxten. Hur allmän förekomsten av Rhizobium genotyper är i svenska odlingsjordar är ej klart dokumenterad och därför är frågan om behovet av inokulering av utsäden fortsatt aktuell. Syftet med denna studie är att undersöka den naturliga förekomsten av rotknölsbildande bakterier i några utvalda skånska jordar. Som metod har en försöksodling genomförts med två vanligt förekommande baljväxter, Brun böna (Phaseolus vulgaris L.) och Blå lupin (Lupinus angustifolius) i växthus vid Sveriges lantbruksuniversitet, Alnarp. Förodling av baljväxter i krukor kan vägleda odlare i val av växtslag för olika jordar och i valet ifall inokulering av utsädet kan behövas. Parallellt med försöksodlingen har även en litteraturstudie genomförts som ger underlag för analys och diskussion.

Förutsättningarna för rotknölsbildning ökar i en jord där det finns frilevande bakterier. Det var därför av intresse att jorden som skulle användas i försöket hade någon odlingshistorik med baljväxter de senaste 20 åren, allra helst lupin eller böna.

I detta försök ingick även en jord som inte hade någon känd odlingshistorik av baljväxter, och var därför intressant ur den aspekten. Vid avslutningen av försöksodlingen undersöktes plantornas rötter för att se om det bildats rotknölar. Rotknölarnas storlek och mängd uppskattades och rotknölarna delades för bedömning av färgen. En röd färg indikerar att aktiv kvävefixering pågår.

Resultaten av försöksodlingen visade på rotknölssymbios i alla fyra försöksjordarna. Detta ger en indikation av att det finns en naturlig förekomst av kvävefixerande bakterier i försöksjordarna. Sammanfattningsvis kan sägas att min metod med försöksodling enkelt kan genomföras av hobbyodlare och jordbrukare för att kunna konstatera om jorden är lämplig för den tilltänkta grödan och/eller om det finns behov för inokulering.

Nitrogen gas cannot be directly taken up by plants, but some bacteria can convert nitrogen into ammonium via biological nitrogen fixation. Through symbiotic association with such bacteria, the plant gets access to nitrogen in a form that it can take up and synthesize protein. Symbioses can occur between certain groups of bacteria Rhizobium ssp. and legumes, known to be the root nodule symbiosis. Symbiotic nitrogen fixation is an example of beneficial interactions between plants and microorganisms, an ecosystem service which benefits all parts, including the human being cultivating the leguminous plants. There is a lack of knowledge about what kind of Rhizobium genotype can be found naturally in Swedish soils.

The purpose of this study was to investigate the natural occurrence of root nodule bacteria in different soils and substrates. Trial cultivation was carried out with two common legumes, Brown bean (Phaseolus vulgaris L.) and Blue lupin (Lupinus angustifolius L.) in a greenhouse at the Swedish University of Agricultural Sciences, Alnarp. The trial cultivation has served as a pre-cultivation of legumes in pots, a method that can guide growers in the selection of plant species for different soils, but also in the choice of whether one should inoculate or not. The trial cultivation was carried out in parallel with a literature review that provided the basis for analysis and discussion.

The chance of root nodulation is expected to occur in a soil with a large population of Rhizobium bacteria, which may vary with cropping history and time since the selected host plant was last grown in the soil. The soils used in the trial were therefore selected to represented different history of growing lupin or bean in the last 20 years, including a soil that had no known history of cultivation of legumes. Upon the completion of the trial cultivation the general condition of the plant roots where examined in the different soils, in a first screening to see if it had formed any root nodules. Nodule sizes and quantity was examined, and nodules were cut in halves to asses if they were colored (usually reddish) inside, which indicates that active nitrogen fixation is in progress. The result of the trial cultivation experiment shows that there was natural occurrence of suitable nitrogen-fixing bacteria for Brown bean and Blue lupin in most studied trial soils. In summary my method of trial cultivation can easily be implemented by gardeners and growers in order to determinate whether the soil is suitable for the intended crop and whether there would be a need for inoculation.