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The effect of Penicillium fungi on plant growth and phosphorus mobilization in neutral to alkaline soils from southern Australia

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Abstract:

The phosphate solubilizing fungi Penicillium radicum, Penicillium bilaiae (strain RS7B-SD1), and an unidentified Penicillium sp. designated strain KC6-W2 were tested for their ability to increase the growth and phosphorus (P) nutrition of wheat, medic, and lentil in three soils of neutral to alkaline pH reaction. The strongest plant growth promoting (PGP) strain was Penicillium sp. KC6-W2, which stimulated significant increases in shoot growth and dry mass in seven of the nine experiments conducted. Levels of PGP by Penicillium sp. KC6-W2 ranged from 6.6% to 19% and were associated with increased uptake of P to the shoot. The PGP properties of Penicillium sp. KC6-W2 were evident on each of the three different plant species and soil types, a level of reliability not observed in other strains tested. Inoculation of seed with P. radicum increased lentil growth by 5.5% (P < 0.05) in soil from Tarlee but did not affect plant growth in the eight other experiments. Inoculation of plant seed with P. bilaiae RS7B-SD1 resulted in significant PGP in two of the nine experiments conducted. However, when significant, stimulation of PGP by P. bilaiae RS7B-SD1 was strong and resulted in increases in medic dry matter (19%) and lentil shoot dry matter (15%). A soil microcosm experiment investigated the effect of Penicillium fungi on cycling of soil P. Penicillium bilaiae RS7B-SD1 was the only fungus to significantly increase HCO3-extractable P (23% increase; P < 0.05). Production of phosphatase enzymes was not associated with increased HCO3-extractable P. Addition of carbon in the form of ryegrass seed significantly increased microbial respiration and movement of P to the microbial biomass (P < 0.05), but these parameters were irrespective of Penicillium treatment. This work has established the potential for use of Penicillium inoculants to increase plant growth on alkaline soils in Australia. The role of Penicillium fungi in plant P uptake and soil P cycling requires further exploration.Key words: Penicillium, phosphorus, plant growth promotion, phosphatase, rhizobia.

Des champignons capables de solubiliser le phosphate, Penicillium radicum, Penicillium bilaiae (souche RS7B-SD1), ainsi qu'une souche de Penicillium non identifiée (souche KC6-W2), ont été testés relativement à leur capacité d'augmenter la croissance et l'apport nutritif en phosphore (P) du blé, de la luzerne et de la lentille cultivés dans trois types de sols de pH neutre à alcalin. La souche la plus active à promouvoir la croissance des plantes était Penicillium sp. KC6-W2 qui a stimulé la croissance des pousses et augmenté le rendement en poids sec dans sept des neuf expériences réalisées. L'activité promotrice de la croissance exercée par Penicillium sp. KC6-W2 allait 6,6 % à 19 % et était associée à une augmentation de la captation du P par les pousses. Les propriétés de Penicillium sp. KC6-W2 étaient évidentes pour chacune des trois espèces de plantes et chacun des types de terres, soit un niveau de fiabilité non observé chez les autres souches testées. L'inoculation de graines avec P. radicum a augmenté la croissance de la lentille de 5,5 % (P < 0,05) dans une terre de la région de Tarlee mais n'a pas affecté la croissance des plantes lors des huit autres expériences. L'inoculation de graines avec P. bilaiae RS7B-SD1 a résulté en une augmentation significative de la croissance dans deux des neuf expériences réalisées. Cependant, lorsque significative, la stimulation de la croissance par P. bilaiae RS7B-SD1 était forte et a résulté en une augmentation de 19 % et de 15 % de la production en poids sec de pousses de luzerne et de lentilles respectivement. Une expérience en microcosme sur les différents types de sols s'est penchée sur les effets des Penicillium sur le cycle du P. Penicillium bilaiae RS7B-SD1 était le seul champignon à augmenter significativement la quantité de P pouvant être extrait par le HCO3 (23 % d'augmentation; P < 0,05). La production de phosphatase n'était pas associée à l'augmentation du P extrait par le HCO3. L'ajout de C sous forme de graines d'ivraie vivace a significativement augmenté la respiration microbienne et le mouvement de P vers la biomasse microbienne (P < 0,05), mais ceux-ci n'ont pas été affectés par le traitement au Penicillium. Ce travail a établi le potentiel d'utilisation d'inocula de Penicillium afin d'augmenter la croissance de plantes dans les sols alcalins de l'Australie. Le rôle de Penicillium dans la captation de P par les plantes et le cycle du P dans la terre requiert plus ample exploration.Mots clés : Penicillium, phosphore, stimulation de la croissance des plantes, phosphatase, rhizobiums.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2007-01-01

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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