圃場における窒素固定エンドファイト接種サトウキビの固定窒素量の推定

元データ 2009-01-30

概要

While the nitrogenous fertilizer produced industrially brought the significant increase of crop harvests, it also caused problems by excess fertilizer application, such as groundwater pollution. We investigated the inoculation effect of the nitrogen-fixing endophytic bacteria (diazotrophic endophytes) on nonleguminosae plants sugarcane in field condition, using diazotrophic endophytes as one means for realizing fertilization nitrogen reduction. Two diazotrophic endophytes, Enterobacter sp. No. 35 and Herbaspirillum sp. B501, were inoculated into two sugarcane cultivars (NiF8, Ni15), and change of the plant growth and the fixed nitrogen contribution by 15N dilution method were measured. Although the plant growth was promoted for both inoculated sugarcanes immediately after inoculation, a difference was not observed at a crop season. It was suggested that the utilization rate of nitrogen fertilization would become high and a possibility that growth by an inoculated diazotrophic endophyte would be promoted in Herbaspirillum sp. B501 inoculated sugarcanes. But, in Enterobacter sp. No. 35 inoculated sugarcanes, the contributing rate of fixed nitrogen was not difference. When the infection and fixing in sugarcane were investigated using the GFP-labeled diazotrophic endophytes, being infected and fixed to the root one month after inoculation was observed. Moreover, high activity of nitrogen fixation was observed in sugarcane which inoculated diazotrophic endophytes.工業的に生産された窒素肥料は農作物の飛躍的な増収をもたらしたが, 一方で, 過剰施肥による地下水汚染が問題となっている. そこで, 農耕地へ投入した施肥窒素による地下水汚染を逓減させる効果的な手段として, 非マメ科植物に内生し, 窒素固定活性を持つ細菌 (窒素固定エンドファイト) の活用が注目を集めている. 本研究は, 窒素固定エンドファイトを接種した圃場植サトウキビの固定窒素の寄与率を明らかにし, 窒素肥料削減の可能性を探ることを目的として行った. 供試したサトウキビ2品種 (NiF8, Ni15) に, 窒素固定エンドファイト Enterobacter sp. No.35 とHerbaspirillum sp. B501を各々接種し, 生育量の経時的変化を追うと共に, 収穫後15N同位体希釈法による固定窒素の寄与率を測定した. 両接種区とも接種直後は生育量が促進されたが, 収穫期には差が見られなかった. Enterobacter sp. No. 35接種区では, 無接種区と同等の重窒素含有率を示し, 接種菌による固定窒素の寄与率は圃場レベルで差が出るほど高くはなかった. 一方, Herbaspirillum sp. B501接種区では, 施肥窒素の利用率が高くなっており, 接種菌によって草勢が強まる可能性が示唆された. またGFP標識した窒素固定エンドファイトの接種試験を行い, 接種直後のサトウキビにおける感染, 定着ならびに窒素固定活性を調査した. その結果, 接種1ケ月で根などに感染, 定着していることが観察され, 窒素固定活性も接種サトウキビにおいて無接種区より高い傾向が得られた.

著者

佐伯 雄一 宮崎大農
赤尾 勝一郎 宮崎大学農学部応用生物科学科生物機能科学講座
赤尾 勝一郎 宮崎大学農学部
赤尾 勝一郎 生物資源研
佐伯 雄一 宮崎大学農学部
中村 和美 宮崎大学農学部応用生物科学科生物機能科学講座
谷田 将人 宮崎大学・農
鵜戸西 夏奈 宮崎大学・農
山本 昭洋 宮崎大農
山本 昭洋 宮崎大学農
谷田 将人 宮崎大学農学部応用生物科学科生物機能科学講座
園田 誠一郎 宮崎大学農学部応用生物科学科生物機能科学講座
鵜戸西 夏奈 宮崎大学農学部応用生物科学科生物機能科学講座
鵜戸 西夏奈 宮崎大学
赤尾 勝一郎 宮崎大学 農学部
佐伯 雄一 宮崎大学農

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