Enhanced plant nutrient use efficiency with PGPR and AMF in an integrated nutrient management system

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Abstract:

A 3 year field study was conducted with field corn from 2005 to 2007 to test the hypothesis that microbial inoculants that increase plant growth and yield can enhance nutrient uptake, and thereby remove more nutrients, especially N, P, and K from the field as part of an integrated nutrient management system. The field trial evaluated microbial inoculants, which include a commercially available plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), arbuscular mycorrhiza fungi (AMF), and their combination across 2 tillage systems (no-till and conventional till) and 2 fertilization regimes (poultry litter and ammonium nitrate). Data were collected on plant height, yield (dry mass of ears and silage), and nutrient content of corn grain and silage. In addition, nutrient content of soil was determined, and bioavailability of soil nutrient was measured with plant root simulator probes. Results showed that inoculants promoted plant growth and yield. For example, grain yields (kg·ha-1) in 2007 for inoculants were 7717 for AMF, 7260 for PGPR+AMF, 7313 for PGPR, 5725 for the control group, and for fertilizer were 7470 for poultry litter and 6537 for NH4NO3. Nitrogen content per gram of grain tissues was significantly enhanced in 2006 by inoculant, fertilizer, and their interactions. Significantly higher amounts of N, P, and K were removed from the plots with inoculants, based on total nutrient content of grain per plot. These results supported the overall hypothesis and indicate that application of inoculants can lead to reduction in the build up of N, P, and K in agricultural soils. Further studies should be conducted to combine microbial inoculants with reduced rates of fertilizer.

Une étude de terrain d’une durée de 3 ans a été réalisée sur des champs de maïs entre 2005 et 2007, afin de vérifier l’hypothèse voulant que des inoculants microbiens qui augmentent la croissance des plants et leur récolte puissent augmenter la captation des nutriments, prélevant ainsi plus de nutriments du sol, notamment le N, le P et le K dans le contexte d’un système intégré de gestion des nutriments. L’étude de terrain comportait l’évaluation d’inoculants microbiens, dont des rhizobactéries favorisant la croissance des plants disponibles commercialement, des champignons mycorrhizes arbusculaires et leur combinaison, parallèlement à deux systèmes de labour (sans labour et labour conventionnel) et 2 régimes de fertilisation (fumier de poulet et nitrate d’ammonium). Des données ont été recueillies sur la hauteur des plants, le rendement (masses sec d’épis et de fourrage) et sur le contenu en nutriments de grains de maïs et du fourrage. De plus, le contenu en nutriments du sol a aussi été déterminé et la biodisponibilité des nutriments du sol a été mesurée à l’aide de sondes PRS (« plant root stimulator »). Les résultats ont démontré que les inoculants ont favorisé la croissance et le rendement des plants. Par exemple, en 2007, les rendements en grains (kg·ha-1) en présence d’inoculants étaient de 7717 avec les mycorrhizes arbusculaires, 7260 avec des rhizobactéries favorisant la croissance combinées aux mycorrhizes arbusculaires, 7313 avec les rhizobactéries favorisant la croissance comparativement à 5725 pour le groupe contrôle; alors que le rendement des fertilisants était de 7470 avec le fumier de poulet et de 6537 avec le NH4NO3. En 2006, le contenu en azote par gramme de tissu de grains était significativement augmenté par les inoculants, les fertilisants et leurs combinaisons. Des quantités significativement plus élevées de N, de P et de K ont été prélevées des parcelles avec inoculants, selon le contenu total en nutriments des grains par parcelle. Ces résultats appuient l’ensemble de nos hypothèses et indiquent que l’application d’inoculants peut conduire à une réduction de l’accumulation de N, de P et de K dans les terres agricoles. D’autres études devraient être réalisées en combinant les inoculants microbiens et des quantités réduites de fertilisants.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2008

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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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