Search Results

Üvegházi körülmények között savanyú barna erdotalajban nevelt fehér here (Trifolium repens L.) növények rizoszférájának sókezelés hatására bekövetkezo változását ellenoriztük. Megvizsgáltuk a különbözo sókoncentrációknak (0, 0,2, 0,4, 0,6 és 0,8 tömeg %) a baktériumnépesség összetételére és a különbözo talajenzimek aktivitására gyakorolt hatását.  Megállapítottuk, hogy a talaj sótartalma közvetlenül befolyásolta a rizoszférában található fluoreszkáló pszeudomonaszok csíraszámát. A legsurubb populáció a 0,2% NaCl-ot tartalmazó talajban volt mérheto, ahol a fluoreszkáló pszeudomonaszok között a Pseudomonas putida és a P. fluorescens fordultak elo a legnagyobb számban. A pszeudomonaszok ily módon jól tolerálják a talaj magas NaCl-tartalmát, és gyökérkolonizáló tevékenységet képesek kifejteni a magas NaCl-tartalmú talajban is. A sókoncentráció növelésével kezdetben (a 0,2-0,4%-os tartományban) jelentosen növekedett a dehidrogenáz, kataláz, és ureáz enzimek aktivitása. A proteáz enzimek aktivitásmaximuma a 0,1-0,2% NaCl-koncentráció tartományba esett. A 0,4%-nál magasabb koncentrációkban a kontrollhoz hasonló mértékure csökkent mind a négy enzim aktivitása, és a baktériumok száma is. A foszfatáz- és a b-glükozidáz-tevékenység viszont a NaCl-dózis növelése következtében a koncentrációval arányosan, jelentosen csökkent a kontrollhoz viszonyítva.  Feltételezésünk szerint az enzimaktivitások változását is a sókezelés hatására bekövetkezo mikrobióta összetételének megváltozása okozta.

Üvegházi körülmények között, a Gödöllői-dombságból származó Ramann-féle barna erdőtalajon (Dystri-Chromic Cambisol; WRB, 1998) nevelt étkezési szárazbab (Phaseolus vulgaris L.) növény három, Magyarország eltérő ökológiai adottságú területein is biztonsággal termeszthető, azonos tenyészidejű fajtája (Diana, Albamax és Perle) rizoszférájának NaCl-kezelés hatására bekövetkező változását követtük nyomon. Megvizsgáltuk a különböző sókoncentrációknak (0, 0,2, 0,4, 0,6 és 0,8 tömegszázalék) a baktériumnépesség összetételére és a különböző talajenzimek aktivitására gyakorolt hatását. Megállapítottuk, hogy a talaj sótartalma közvetlenül befolyásolta a rizoszférában található fluoreszkáló Pseudomonas ok csíraszámát. A legsűrűbb populáció a 0,2% NaCl-ot tartalmazó talajban jött létre, ahol a fluoreszkáló Pseudomonas ok között a Pseudomonas putida és a P. fluorescens fordultak elő a legnagyobb számban. A Pseudomonas ok ily módon jól tolerálják a nagy NaCl-koncentrációt a talajban, tehát gyökérkolonizáló tevékenységet képesek kifejteni erősen sós talajban is. A talaj sóval történt kezelésének hatására szignifikánsan megváltozott mind a hat vizsgált enzim aktivitása, ennek mértéke ugyanakkor nem azonos módon nyilvánult meg. A sókoncentráció növelésével kezdetben (a 0,2-0,4%-os tartományban) jelentősen növekedett a dehidrogenáz, kataláz, és ureáz enzimek aktivitása a barnabab rizoszférájában, míg a többi fajtáéban nem. A proteáz enzimek aktivitásának maximuma a 0,1-0,2% NaCl-koncentráció tartományba esett mindhárom vizsgált fajta esetében. A 0,4%-nál magasabb koncentrációkban a kontrollhoz hasonló mértékűre csökkent mind a dehidrogenáz és a kataláz aktivitása (a többi enzimé szignifikánsan még kisebb volt), és a baktériumok száma is. A foszfatáz- és a b-glükozidáz-aktivitás viszont már a legkisebb NaCl-adag következtében jelentősen csökkent a kontrollhoz viszonyítva, illetve, annál mindvégig szignifikánsan kisebb volt. Feltételezésünk szerint az enzimaktivitások változását is a mikrobióta összetételének a sókezelés hatására bekövetkező változása okozta.

A szennyvíziszappal kezelt talajok minőségének meghatározásához elengedhetetlen a biológiai mutatók jellemzése. Jelen tanulmány célja az volt, hogy modellkísérlet segítségével megvizsgáljuk a talajokhoz (barna erdőtalaj és réti csernozjom) különböző arányban (0, 20, 40, 60 és 100% iszap:talaj) hozzáadott szennyvíziszap hatását a talaj pH-értékére, nedvességtartalmára és légzésére, valamint termőképességére (növényi szárazanyag-tartalom), enzimatikus tulajdonságaira és az ott élő mikrobiális közösségekre.Modellkísérletben, eltérő arányú iszap/talaj keveréken termesztettünk lucernát 63 napon keresztül. Mértük a relatív növényi szárazanyag-tartalmat, valamint a talaj pH-értékének és nedvességtartalmának a változását. Megvizsgáltuk továbbá a rizoszféra mikrobiális összetételét (aerob heterotróf baktériumok, aerob heterotróf spórások, cellulózbontók és foszfátoldók, fuorescens Pseudomonas ok, Sinorhizo-biummeliloti , aktinomicéták, fonalas gombák, valamint élesztők csíraszámát) és a különböző enzimek (FDA, dehidrogenáz, kataláz, ureáz, proteáz, foszfatáz, β-glükozidáz és aril-szulfatáz) aktivitását. Ugyancsak meghatároztuk a kibocsátott CO ₂ alapján a talajlégzés mértékét.Eredményeink azt mutatják, hogy a szennyvíziszap hozzáadásával a talaj hosszabb ideig megőrizte nedvességtartalmát, mint a kontroll (100% talaj/0% iszap), valamint emelkedett a talaj pH-értéke is. A növények egészséges fejlődésén és növekedésén kívül, a legnagyobb növényi szárazanyag-tömeget is a nagy szennyvíziszap tartalmú minták (60–100% iszap) esetében mértük. A minták szennyvíziszap- koncentrációjának emelésével jelentősen nőtt a tenyészthető mikrobiális populációk sűrűsége is a lucerna rizoszférájában.A leggyakrabban előforduló baktériumok a következő genus okhoz tartoztak: Acinetobacter, Azotobacter, Bacillus, Brevundimonas, Cellulomonas, Chromo-bacterium, Corynebacterium, Enterobacter, Escherichia, Flavobacterium, Klebsiella, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Sinorhizobium, Serratia, Stenotrophomonas, Streptococcus, Streptomyces és Zooglea . A legmagasabb fonalasgomba-populációkat a barna erdőtalajban mértük, mindkét (hódmezővásárhelyi és nyíregyházi) szennyvíziszap jelenlétében. A leggyakoribb izolátumok az Altenaria, Aspergillus, Cephalosporium, Cladosporium, Fusarium, Geotrichum, Mucor, Penicillium, Rhizopus és _s

Az utóbbi években egyre több tanulmány született a mikroorganizmusok nehézfém akkumulációjáról. A mikroszervezetek nehézfémekkel szembeni tűrőképességére és nehézfém felvételére a bioremediációs hasznosíthatóságuk miatt egyre nagyobb figyelmet fordítanak. A mikroorganizmusok tulajdonságai nagyon jól hasznosíthatóak a talajszennyezés monitorozásánál. A toxikus nehézfémek komoly ökológiai problémát jelentenek környezetünkben, ezért kiemelkedő fontosságú a nehézfémekkel szennyezett talajok tisztítása. In vitro , két S. cerevisiae törzs (NSS5099 és NSS7002) nehézfémekkel szembeni toleranciáját vizsgáltuk. A két törzs szaporodási kinetikáját olyan táptalajon tanulmányoztuk, amelyhez 50 µM koncentrációban adtunk Cu ²⁺ -, Pb ²⁺ -, Cd ²⁺ - vagy Ni ²⁺ -ionokat. A vizsgált nehézfémek élesztőtörzsekre gyakorolt toxicitása csökkenő sorrendben: Cu ²⁺ > Pb ²⁺ > Cd ²⁺ > Ni ²⁺ . A 350 µM koncentrációjú Cu ²⁺ , Pb ²⁺ vagy Cd ²⁺ és 450 µM koncentrációjú Ni ²⁺ 48 órás inkubációt követően 50%-kal csökkentette az élősejtek számát. Amikor a nehézfémek táptalajba történő adagolása előtt 50 mM Ca(HCO ₃ ) ₂ , 75 mM MgSO ₄ , vagy 150 mM K ₂ SO ₄ -ot adtunk a közeghez csökkent a nehézfémek sejtekre gyakorolt toxicitása, és több sejt maradt életben. A 350 és 450 µM koncentrációban lévő nehézfémek toxicitását a fémsók 40%-kal csökkentették. A kapott eredmények alapján az NSS7002 törzs sokkal alkalmasabbnak bizonyult a nehézfémekkel szennyezett talajok tisztítására, mint az NSS5099._

A növények oltására is felhasználható Pseudomonasok, azaz a PGPR (növényi növekedést serkentő) rhizobaktériumok sziderofor- (vaskelát) képző tulajdonságuk miatt, a talajeredetű kórokozók távoltartásával, a növénytermesztésben is hasznosuló tevékenységet fejthetnek ki. A szideroforok képződésére ható tényezők ily módon hatással vannak a törzsek antagonista jellegének a kialakulására, és ezáltal az irányított biológiai védekezés hatásosságára is.

Laboratóriumi körülmények között ezért hazai talajokban nőtt különböző mezőgazdasági növények rizoszférájából származó, BIOLOG gyorsteszttel azonosított 11 Pseudomonas rhizobaktérium törzs nehézfém-érzékenységét tanulmányoztuk. A szaporodási képesség mellett a PGPR hatásban szerepet játszó sziderofor-termelő képesség ellenőrzése is megtörtént AgNO₃, CoSO₄∙7H₂O és CrK(SO₄)∙12H₂O vegyületek 10, 40, 160 és 640 μM mennyiségeinek a hatására folyékony és táplemezes eljárásokkal.

Megállapítást nyert, hogy az alkalmazott nehézfémek nemcsak a törzsek szaporodási képességét, hanem a kórokozok távoltartásában fontos sziderofortermelő képességet is befolyásolták. Ezek mértéke és tendenciája ugyanakkor különbözőképpen nyilvánult meg a fémek típusától és az alkalmazott dózisoktól függően. A növekvő koncentrációk fokozatos toxikussága mellett a fémszennyezettségnek serkentő, szinergista módon kedvező tulajdonságai is előfordultak. A vizsgált, különböző élettani funkciók, azaz a Pseudomonasok szaporodása és vaskelátképző tulajdonságai a nehézfémekkel szemben eltérő érzékenységet mutattak. Az alkalmazott laboratóriumi technikák a rhizobiológiai monitoring alkalmas eszközeinek bizonyultak a nehézfémek károsító hatásainak megfelelő színtű detektálására is.

Munkánk során a dísznövénytermesztésben jelentos szerepet játszó szegfu produkciós képességének változását mértük a Pseudomonas fluorescens baktériumtörzsekkel történt rizoszférakezelés hatására. Célunk volt a rizoszféra-kezelés módszertani vizsgálata is, ezen okból a beoltott növényeket különbözo módokon - steril, valamint nem steril talajban - neveltük. Az alkalmazott szegfufajták: Dianthus caryophyllus cv. Scania; cv. Lena; cv. White sim és cv. Arthur sim. Megállapítottuk, hogy a baktériumkezelés hatására a vizsgált szegfufajták virághozama mindegyik módszer esetében megnott a kontrollnövényekéhez képest. Az I. osztályú virágok hozama steril talajban történo neveléskor a kontrollnövények hozamához viszonyítva mintegy megduplázódott. A legjobb eredményt a P. fluorescens Z₂, C₉, L₁₂ és L₁₃ törzsekkel történt kezelés mutatta. Nem sterilizált talajkeverékben a White sim, aszeptikus nevelési módszer esetében az Arthur sim szegfufajta adta a legtöbb I. osztályú virágot. A hozam szerinti sorrend a fajták között normál talajkörülmények között a következonek bizonyult: White sim, Arthur sim, Lena, Scania, aszeptikus talajkeverékben pedig Arthur sim, White sim, Scania és Lena. A szegfutövek elonevelése a kertészeti gyakorlatban elfogadott módszer. Abban az esetben, ha a szaporítóanyag eloállítása során a kertészetek szelektált, a növényi növekedést, illetve egészséget biztosító baktériumtörzsekkel történo kezelést alkalmaznak, akkor lényegesen hosszabb lehet a produktív, hozamot biztosító idoszak a szegfutermesztésben.

A rizoszféra-kezelés olyan mikrobiológiai, talaj-biotechnológiai módszer, amely - a takarmánynövények között jelentős szerepet betöltő - kukorica termesztése során is sikerrel alkalmazható. A módszer széleskörű nagyüzemi alkalmazása nehézkes lehet, a kukoricanemesítés során történő felhasználása azonban eredményesnek ígérkezik. Szántóföldi növénytermesztés esetében a vetőmagoltás költséghatékony módszerét szükséges kidolgozni.  Megállapítást nyert, hogy a vetőmagkezelés az alkalmazott baktériumtörzsek, valamint kukorica hibrid fajták szerint eltérő módon eredményes volt. A termés mennyisége és nedvességtartalma a kezeletlen kontrollhoz képest javulást mutatott, midőn az aszeptikus körülmények között nevelt növények igazolhatóan nagyobb száraz tömegű termést adtak. A mérések eredményei mindazon-által nem minden kezelés során bizonyultak szignifikánsan eltérőnek a kontrollállományhoz képest, a nedvességtartalom csökkenése viszont jelentős szárítási költség-megtakarítást eredményezhet. A szelektált PGPR törzsekkel történő magoltás nemcsak a termés tömegének területegységre vetített növekedését jelenti, hanem - a jobb növényi “fitnesz” révén - a termesztés biztonságát is fokozza. Nagyüzemi felhasználás során ez a fajlagos változó költségek csökkenésével jár, így a vetőmag értékesítésekor jelentős árbevétel-növekedés érhető el.

Üvegházi modellkísérletben neveltünk búzanövényeket szennyvíziszapot különböző arányban tartalmazó talajkultúrákban, és 50 napi tenyészidő után a talajmikrobiota állapotjelzőit elemeztük tavaszi búza jelzőnövénnyel. Megállapítottuk, hogy az iszapadagolás minden esetben növelte a kontrollhoz képest az összes csíraszámot, különösen 30% iszaptartalom felett. A kitenyészthető mikrobák között a rizoszférában minden szennyvíziszap-adagnál a baktériumok, különösen a Gram-negatív típusúak dominálták. A mikroszkopikus gombák közül leggyakrabban az élesztők fordultak elő. Az iszapadagolás következtében megnövekedett a redox és hidrolitikus talajenzimek aktivitása (dehidrogenáz, kataláz, proteáz, ureáz, β-glukozidáz és foszfatáz), s ezt a jelenlévő nehézfémek nem befolyásolták. Az iszapkezelés kedvezően hatott a növények fejlődésére, különösen a magasabb iszapkoncentrációknál nőtt meg a hajtás/gyökér arány, azaz a zöldtömeg felhalmozás fokozódott. Az iszapok rövidtávú alkalmazásával ily módon a talaj-termékenységre és a talajok fizikai-kémiai-biológiai tulajdonságaira kedvezően ható módszerhez juthatunk.

Tenyészedény-kísérletet folytattunk egy kommunális szennyvíziszap növény-talaj rendszerben való alkalmazási lehetőségeinek modellezésére egy Magyarországon köztermesztésben lévő, ellenálló étkezési szárazbabfajtával, mivel a szennyvíziszapok nagy tápelemtartalmuk miatt a növénytápláláshoz kedvezően járulhatnak hozzá. Üvegházi modellkísérletben neveltünk ellenálló Albamax fajtájú étkezési szárazbab (Phaseolus vulgaris L.) növényeket; szennyvíziszapot különböző arányban tartalmazó talajkultúrákban, majd 50 napos tenyészidőszak után a talaj mikroorganizmus-közösségének állapotjelzőit elemeztük, az említett bab jelzőnövénnyel. Megállapítottuk, hogy az iszapadagolás minden esetben növelte a kontrollhoz képest az összes csíraszámot, különösen 30% iszaptartalom felett. A kitenyészthető mikrobák között a rizoszférában minden szennyvíziszap-adagnál a baktériumok, különösen a Gram-negatív típusúak dominálták, mely jelenség azzal magyarázható, hogy e csoportban sok fermentatív (fakultatív anaerob) mikroszervezet fordul elő. Az iszapadagolás következtében megnőtt a redoxpotenciál és a hidrolitikus talajenzimek aktivitása (dehidrogenáz, kataláz, proteáz, ureáz, β-glükozidáz és foszfatáz), s ezt a jelenlévő nehézfémek számottevően nem gátolták. Az iszapkezelés kedvezően hatott a növények fejlődésére, különösen a magasabb iszapkoncentrációknál (70-80%) nőtt meg a hajtás/gyökér arány, azaz fokozódott a zöldtömeg felhalmozása. Az iszapok rövid távú alkalmazásával ily módon a talaj termékenységére és fizikai, kémiai, valamint biológiai tulajdonságaira kedvezően ható módszerhez juthatunk.

A talajok eredményes szennyvíziszap-kezelése érdekében szükséges vizsgálni a talaj biológiai tulajdonságait, melyek szoros összefüggésben vannak a talaj minőségével. A talajok biokomponensei általában gyorsabban reagálnak a változó talajkörülményekre, mint a talaj fiziko–kémiai tulajdonságai, ezért a talajban élő mikrobapopulációk és az enzimaktivitás mértéke bioindikátorként szolgál a talaj termőképességét illetően. Kísérletünkben vizsgáltuk a nyíregyházi és hódmezővásárhelyi eredetű kommunális szennyvíziszappal (100:0, 20:80, 40:60, 60:40, 0:100%, talaj:iszap) kezelt réti csernozjom talaj, kovárványos barna erdőtalaj és agyagbemosódásos barna erdőtalaj – kontrolhoz viszonyított – fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságait, valamint összemértük a kezelt és kezeletlen (kontroll) talajok termőképességét a paradicsomnövény példáján 63 napos termesztést követően. Eredményeink azt mutatják, hogy a szennyvíziszap-kezelés növelte a talaj pH(KCl)-értékét, szervesanyag-tartalmát, CO ₂ -termelését (talajlégzést) és nedvességtartó idejét is meghosszabbította. A terméshozamot illetően a kezelt talajoké minden esetben felülmúlták a kontrolltalajokét. A legmagasabb terméshozamot a 60% nyíregyházi eredetű szennyvíziszappal kezelt kovárványos barna erdőtalaj esetében (1,5–2-szeres) kaptuk. A kezelt talajok esetében ugyancsak szignifikáns növekedés volt tapasztalható a heterotróf bakériumok, aerob heterotróf spórások, cellulózbontók és foszfátoldók, Bacillus , fluorescens Pseudomonas -ok, aktinomicéták, fonalas gombák, valamint élesztőket illetően. Ennek köszönhetően nőtt a kezelt talajok FDA, dehidrogenáz, kataláz, ureáz, proteáz, foszfatáz, β-glükozidáz, invertáz és aril-szulfatáz aktivitása is. Jelen enzimek aktivitása lineárisan emelkedő korrelációt mutat a talaj szervesanyag-tartalmával, mely a talajokhoz adagolt szennyvíziszapnak köszönhető. Összefoglalásképpen, a talajok szennyvíziszappal való kezelése serkenti a növényi növekedést, javítja a rizoszféra fizikai, biokémiai és mikrobiális tulajdonságait, segít megőrizni a talaj nedvességtartalmát, valamint emeli a talaj pH-értékét, amely ugyancsak kedvező a növények növekedése szempontjából.