การประเมินการตรึงไนโตรเจนโดยเอนโดไฟติกแบคทีเรียในอ้อยด้วยวิธีสมดุลไนโตรเจน

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความสามารถในการตรึงไนโตรเจนของแบคทีเรียเอนโดไฟท์สายพันธุ์ CMU-NRU #1ในอ้อยอู่ทอง 3 ด้วยวิธีสมดุลไนโตรเจน และศึกษาผลการปลูกเชื้อแบคทีเรียเอนโดไฟท์ตรึงไนโตรเจนในอ้อย รวมไปถึงวิธีการที่เหมาะสมในการปลูกอ้อย/ใส่เชื้อแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนในอ้อย ดำเนินการปลูกในกระถางบรรจุทราย รดด้วยสารละลายอาหารที่ปราศจากไนโตรเจน วางแผนการทดลองแฟคทอเรียล ปลูกด้วยท่อนพันธุ์อ้อย มีระดับไนโตรเจนที่แตกต่างกัน 2 ระดับ คือต่ำ (C30) และสูง (C40) และได้แบ่งเก็บตัวอย่างเพื่อวัดปริมาณไนโตรเจนในท่อนที่จะใช้ปลูกไว้แล้ว ปลูกอ้อยโดยเพาะท่อนพันธุ์ก่อนปลูกอ้อยและปลูกเชื้อ 1 สัปดาห์ (P+) และไม่เพาะ ท่อนพันธุ์ก่อนปลูก (P0) เก็บข้อมูลคลอโรฟิลล์สัปดาห์ละครั้ง ด้วยเครื่องวัดคลอโรฟิลล์ที่ใบอ่อนที่แผ่ขยายเต็มที่ตำแหน่งบนสุดทุกสัปดาห์ ที่ 4 - 8 สัปดาห์ เก็บตัวอย่างต้น ราก ใบ วัดความเข้มข้นธาตุไนโตรเจน และปริมาณ ธาตุไนโตรเจน ในส่วนต่างๆ ของต้นอ้อย และประเมินการตรึงไนโตรเจนด้วยสมดุลไนโตรเจน (ปริมาณไนโตรเจนในต้นหลังปลูก – ปริมาณไนโตรเจนในท่อนก่อนปลูก) พบว่า การปลูกเชื้อแบคทีเรียเอนโดไฟท์ตรึงไนโตรเจน มีผลในการเพิ่มปริมาณคลอโรฟิลล์ในใบ เพิ่มน้ำหนักแห้ง เพิ่มความเข้มข้นและปริมาณไนโตรเจนในต้นอ้อย ในขณะที่วิธีการเพาะท่อนพันธุ์ก่อนปลูกและไนโตรเจนในท่อนพันธุ์ที่ใช้ปลูกมีผลเพียงเล็กน้อย การปลูกเชื้อมีผลในการเพิ่มการ ตรึงไนโตรเจนจากอากาศอย่างชัดเจน โดยทำให้สมดุลไนโตรเจนในอ้อยเพิ่มขึ้นมากกว่าหนึ่งเท่าตัว การปลูกด้วย ท่อนพันธุ์ที่มีไนโตรเจนต่ำ จะให้สมดุลไนโตรเจนสูงกว่าเมื่อปลูกด้วยท่อนพันธุ์ที่มีไนโตรเจนสูงถึง 24% และการเพาะท่อนพันธุ์ก่อนปลูกให้สมดุลไนโตรเจนสูงกว่าไม่เพาะ 28%

สรุปได้ว่า การปลูกเชื้อแบคทีเรียเอ็นโดไฟท์ตรึงไนโตรเจน CMU-NRU #1 มีผลในการเพิ่มการตรึงไนโตรเจน ในอ้อย นอกจากนี้วิธีการปลูกอ้อย/ใส่เชื้อโดยการเพาะท่อนพันธุ์ก่อนปลูกอ้อยเป็นวิธีที่เหมาะสมและมีผลในการ เพิ่มการตรึงไนโตรเจน และอ้อยที่ปลูกจากท่อนพันธุ์ที่มีไนโตรเจนสูง จะทำให้ตรึงไนโตรเจนได้ต่ำกว่าอ้อยที่ปลูก จากท่อนพันธุ์ที่มีไนโตรเจนต่ำ

Evaluating Nitrogen Fixation by Endophytic Bacteria in Sugarcane with Nitrogen BalanceMethod

Tanawit  Tiyaphan^1*,  Benjawan  Rerkasem¹  and  Rataya  Yanaphan²

¹Department of Plant Science and Natural Resources, Faculty of Agriculture, Chiang Mai University, Chiang Mai 50200

²Highland Research and Development Institute Public Organization, Chiang Mai 50200 

The objectives of this experiment were to evaluate nitrogen (N) fixation by endophytic bacteria (strain CMU-NRU #1) on sugarcane (cv. U-Thong 3) with nitrogen balancemethod and the effect of N status of the sugarcane cutting and method of inoculation. A pot experiment was conducted in sand culture supplied with N-free nutrient solution. Sugarcane plants were grown with a factorial combination of two levels of N in the cutting (low, C30 and high, C40) that were (P+) and were not (P0) pre-planted, inoculated (I+) and uninoculated (I0) with the endophytic N fixing bacteria. Nitrogen content of the planting material was determined before planting. Chlorophyll content in YEB (youngest emerged leaf blade) was recorded by a chlorophyll meter every week from 4 to 8 weeksafter planting. At 8 weeks plants were harvested to measure shoot dry weight, root dry weight, nitrogen concentration and nitrogen content in plant parts.  Nitrogen fixation was determined with N balancemethod (N contentbefore planting – N contentafter planting). Inoculation  with endophytic bacteria CMU-NRU #1 increased N content in YEB, plant dry weight, nitrogen concentration and nitrogen content in sugarcane, with some slight effects of pre-planting and nitrogen status of the sugarcane cuttings.  Nitrogen balance was more than doubled by inoculation with the N fixing endophyte, while it was 24% higher when planted with cuttings from low N than high N plants, and 28% higher when the cuttings were preplanted compared with not preplanted.

It is concluded that inoculation with endophytic bacteria (strain CMU-NRU #1) increased nitrogen fixation in sugarcane. Moreover,pre-planting sugarcane cuttings before inoculation had a stimulatory effect on N fixation and planting with cuttings from low N plants was more beneficial to N fixation than cuttings from high N plants.