Mikrobielle interaktioner i rodzonen og betydningen for næringsstoffer Iver Jakobsen og Mette Grønlund Dorette Müller-Stöver Simon Fiil Svane Fabio Battini Institut for lante og Miljøvidenskab
lanters forsyning med fosfor () er en særlig udfordring: -behovet er stort, men -tilgængeligheden er lav Institut for lante og Miljøvidenskab lantens behov: 10-40 kg /ha/år - men op til 1 kg/ha/dag i handels- og husdyrgødning 0-30 kg/ha/år 0,01-0,1 kg /ha Adsorberet 5-10% Svært tilgængeligt ~90% ~1,5 t /ha er der ophobet siden 1900 Hvordan får vi fat i det? Dias 2 Hurtig proces (timer dage) 10-100 kg /ha 1000-2000 kg /ha Langsom proces (mdr. - år)
Institut for lante og Miljøvidenskab Ugeskrift for Agronomer 1978 Sigurd Larsen skrev: Der ER skaffet masser af viden om tilgængelighed af siden 1978, men udnytter vi den viden godt nok i planteavlen? Hovedpunkter i dette indlæg: De vigtigste mikroorganismer (MO) Baggrunden for MOs evne til at frigøre i jord og i restprodukter Hvordan kan MO styres for at gøre fosforkredsløbet mere bæredygtigt? Dias 3
Mikroorganismer i rhizosfæren et komplekst og dynamisk miljø Institut for lante og Miljøvidenskab Saprotrofe bakterier og svampe Arbuskulære Mykorrhiza svampe Dias 4
Institut for lante og Miljøvidenskab Mykorrhiza-svampe (mykor-rhiza = svampe-rod) Dias 5
% af rodlængde med mykorrhiza Antal genotyper Institut for lante og Miljøvidenskab Er mykorrhiza almindelig i dyrket jord? Mykorrhiza hos majs Ært, 18 marker Indavlede linjer 8 uger 4 uger Hybrider Vårbyg, 12 marker Landracer Fosfortal X10 % af rodlængde med mykorrhiza An et al, lant Soil 2010 Dias 6
Hvordan fungerer mykorrhiza? lanter har to systemer til fosforoptagelse optagelse via mykorrhiza-svampe Rodbark celle i Soil i i Rodbark Rodens direkte optagelse 7 18/6/2014
Institut for lante og Miljøvidenskab Hvor stor betydning har mykorrhiza for planters fosforoptagelse og vækst? Forsøg med 6 indavlede majslinjer giver et svar Dias 8
Institut for lante og Miljøvidenskab Mykorrhiza øger væksten, især ved lave fosfortal Oh43, uden mykorrhiza Oh43, med mykorrhiza t: 0,8 1,6 5,3 t: 0,8 1,6 5,3 Dias 9
Biomasse i top (g) Biomasse i top (g) Majslinjer tolererer lave fosfortal i forskellig grad. lanter er dyrket uden mykorrhiza Institut for lante og Miljøvidenskab Dias 10
Biomasse i top (g) Biomasse i top (g) Institut for lante og Miljøvidenskab Mykorrhiza øger væksten, især ved lave fosfortal Dias 11
Fosforoptagelsen gennem mykorrhizasvampe kan være skjult Institut for lante og Miljøvidenskab Fire majslinjer Dias 12
Majs under markforhold: Vækstrespons på podning med bakterier og svampe Institut for lante og Miljøvidenskab seudomonas fluorescens og Myk-svampe enicillium oxalicum Gong et al, J Microbiol 2014 Dias 13 Berta et al, Mycorrhiza 2014
Institut for lante og Miljøvidenskab mobiliserende mikroorganismer (MM) hvordan virker de? Opløsning eller mineralisering af svært-tilgængeligt vha syrer, siderophorer og fosfataser Det virker, når MM dyrkes i næringsrige medier Men svært at kvantificere effekten i jord roduktion af hormoner, fx IAA, der stimulerer rodvækst Dette er påvist, også hos planter dyrket i jord Stimulering af mykorrhizasvampes vækst/funktion Er påvist, men kvantitativ betydning kendes ikke Dias 14
Bakterier isoleret fra mykorrhizasvampe kan øge væksten af majs Institut for lante og Miljøvidenskab 32 Dias 15 B0 B1 B2 B3 Uden bakterie-podning Sinorhizobium meliloti A Sinorhizobium meliloti B Bacillus sp.
Shoot DW (g) Institut for lante og Miljøvidenskab Kan mikroorganismer øge tilgængeligheden af i restprodukter (aske/biokoks) fra bioenergi-produktion? Byg, biomasse i top (g) Uden gødning Slam aske Halm aske Uden gødning gødning Halm aske Slam aske Dias 16
Institut for lante og Miljøvidenskab Samspil mellem mobiliserende mikroorganismer (MM), mikrofauna og mykorrhizasvampe MM: mobiliserende mikroorganismer Syrer Fosfataser Siderophorer Hormoner Mikrofauna Mykorrhiza svampe Uorganisk i aske/biokoks flow Org./uorg. Dias 17 Forgasning Organiske restprodukter; slam, gyllefibre, halm
Institut for lante og Miljøvidenskab erspektiver En styret sammensætning af rhizosfærens microbiom vil kunne erstatte en del af gødningen Tiltrække ønskede MO via sortsvalg og jordbehandling (ph); Introducere udvalgte MO eller konsortier af MO Virkningen af kommercielle inocula og deres persistens i jorden skal optimeres KU samarbejder med Novozymes for at opnå en molekylær forståelse af virkningen af Jumpstart (enicillium bilaii) Forfrugten har stor betydning for mykorrhizas effekt i den tidlige vækstfase Bør undersøges nærmere hos majs, hvor den tidlige optagelse er kritisk lanteforædling for effektiv optagelse vil bidrage til bæredygtig udnyttelse af i jord og gødning Selektion for vigtige rod-karakterer, deriblandt mykorrhiza, vil øge tolerancen for lave tal Dias 18
Tak for jeres opmærksomhed Vores forskning modtager støtte fra - Det Frie Forskningsråd Teknologi og roduktion - Det Strategiske Forskningsråd - EUD - Villum Fonden