Nitrogen Fixing Efficiency of Native Rhizobium Symbiosis with Mungbean Cultivars Grown in Central Region of Thailand

ประสิทธิภาพการตรึงไนโตรเจนของไรโซเบียมสายพันธุ์ท้องถิ่นที่อาศัยร่วมกับถั่วเขียวหลายสายพันธุ์ที่ปลูกในภาคกลางของประเทศไทย

Name: Chatprawee Dechjiraratthanasiri

LCSH: rhizobium

LCSH: Mung bean -- Genetics

LCSH: Nitrogen -- Fixation

Abstract: This study selected an area at Prince Chakrabandh Pensiri Center for Plant Development, Saraburi Province, central of Thailand. This research area conducted the soil properties with pH ranging from 7.22 to 7.77 and 1.80 to 2.20 %OM in topsoil (0-15 cm) and subsoil (15-30 cm), respectively. This area is one of the fields that produce mungbean in central Thailand. In order to reach the target of finding more efficient rhizobium inoculation application and fertilizers managements for increasing the yield and quality of mungbean plantation, this study was undertaken. The main objective of the study focused on the suitable variety of mungbean that provides the highest nitrogen fixation, the nitrogen fixing efficiency of native thizobium strains, and the management of organic fertilizers and triple superphosphate (TSP) application in combination with native rhizobium on mungbean production. Rhizobia were isolated from three mungbean varieties (Maejo 3: MJU 3. Khampangsan 2: KPS 2, and Chainat 72: CN 72), collected from 10 undamaged fresh nodules at Prince Chakrabandh Pensiri Center for Plant Development, Saraburi Province, Thailand. The 16S rDNA analysis identified the three rhizobia isolates as Bradyrhizobium sp. (SB1), Bradyrhizobium elkanii (SB2) and Rhizobium sp. (SB3). In a Leonard jar trial, the study consisted of 5 treatments and 4 replications with a completely randomized design as follows: 1.) control, 2.) applied potassium nitrate 3.) SB1 4.) SB2 and 5.) SB3. MJU 3 inoculation with isolate SB2 resulted in the highest shoot fresh and dry biomass of mungbean host. Further, the mungbean inoculated with SB2 had the highest number of root nodules, nodule fresh dry weight, chlorophyll content index, nitrogen content in shoot and root. The effect of different rhizobium strains on nitrogen fixation of mungbean was assessed by ureide and 15N abundance methods. The study consisted of 12 treatments and 4 replications with split-plot in a completely randomized design. Three genotypes of mungbean (MJU 3, KPS 2, and CN 72) were used as the main plot factor and 1.) without rhizobium (-Rh), 2.) SB1, 3.) SB2 and 4.) SB3 as the sub-plot factor. Nodule fresh and dry weight were significantly reported with the peak by inoculated rhizobium SB2 strain at R7 stage. Rhizobium SB2 gave the maximum of total nitrogen whereas SB3 gained the highest shoot fresh and dry weights both at R3.5 and R7, respectively. Macjo 3 variety trended to prove with the high-level of %Ndfa both by ureide technique and IsN abundance. The largest percentage of nitrogen derived from the air was significantly determined by SB2 inoculation at R3.5 and R7 stages. The estimation of N2 fixation of mungbean by ureide technique and 15N abundance showed the regression coefficient metric at R2-0.7184 (R3.5) and R2=0.7671 (R7). This result indicated that the ureide technique and ISN abundance could use for estimation of nitrogen fixation and assimilation by mungbean native rhizobia strain in Thailand. The efficiencies of SB2 and the MJU 3, the best strain and variety, were determined under field experiment. This experiment consisted of 8 treatments and 4 replications with split-plot in the randomized complete block design. Triple superphosphate (TSP) fertilizer application (20 kg/rai) and without TSP fertilizer application were used as main plot factor ; Rhizobium strains 1.) without Rhizobium (-Rh), 2.) SB2, 3.) Rhizobium mixed strains (SB1+SB2+SB3: SBMix) and 4.) Rhizobium from the department of agriculture (DOA)) were used as the subplot factor. Triple superphosphate combined with rhizobium SB2 provided the highest nodule fresh and dry weights, ureide, amino acid, %RUI (73.51%), %Ndfa (86.33%), total N, amount of nitrogen fixed by mungbean (37.15 kg N/rai), thousand grains weight, number of seeds per pod, grain and yield (182 kg/rai) at R7 stage. Besides, to find the appropriate method for fertilizers management combined with rhizobium inoculation in low available phosphate and organic matter were investigated. Randomized in a complete block design (RCBD) with 4 replications and 5 treatments as follows: 1.) control (without TSP and organic fertilizer), 2.) TSP at the low rate (20 kg/rai), 3.) TSP at the high rate (40 kg/rai), 4.) TSP at low rate (20 kg/rai) plus organic fertilizer (1,000 kg/rai) and 5.) TSP at the high rate (40 kg/rai) plus organic fertilizer (1,000 kg/rai) was taken in this experiment. Rhizobium SB2 was inoculated for 3 mungbean varieties as MIU 3, KPS 2, and CN 72. Particularly, the TSP low rate mixed with organic fertilizer proved the highest yield (195 kg/rai), in MJU 3 variety. The soil management in this research can inform farmers for choosing additional phosphate fertilizer at 20 kg/rai with organic fertilizer (1,000 kg/rai) inoculated with native rhizobium. This tool could provide a higher benefit-cost that was not significantly different from applying phosphate fertilizer at 40 kg/rai.

Abstract: การศึกษาครั้งนี้ได้ทำการศึกษาในพื้นที่ของศูนย์พัฒนาพันธุ์พืชจักรพันธ์เพ็ญศิริ จังหวัดสระบุรีโดยพื้นที่ดังกล่าวมีค่าความเป็นกรด-ด่างของดินอยู่ในช่วง 7.22-7.77 และปริมาณอินทรียวัตถุ 1.80-2.20% ของดินระดับบน (0-15 เซนติเมตร) และดินระดับล่าง (15-30 เซนติเมตร) ตามลำดับ พื้นที่ดังกล่าวเป็นแหล่งผลิตถั่วเขียวในเขตพื้นที่ภาคกลาง สำหรับการศึกษาครั้งนี้มีเป้าหมายในการหาเชื้อไรโซเบียมร่วมกับการจัดการปุ๋ยชนิดต่างๆ เพื่อเพิ่มผลผลิตและคุณภาพของการผลิตถั่วเขียว โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อทดสอบประสิทธิภาพการตรึงไนโตรเจนของไรโซเบียมสายพันธุ์ท้องถิ่นและศึกษาผลของปุ๋ยอินทรีย์และปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟตร่วมกับการใช้เชื้อไรโซเบียมในการผลิตถั่วเขียว ไรไซบียมถูกคัดเลือกมาจากปมถั่วเขียว 3 สายพันธ์ (แม่โจ้ 3, กำแพงแสน 2 และ ชัยนาท 72) ที่ได้จากการตัดเลือกปมจำนวน 10 ปมที่สมบูรณ์ที่สุดในพื้นที่ของศูนย์พัฒนาพันธุ์พืชจักรพันธ์เพ็ญศิริ จังหวัดสระบุรี ถูกตรวจสอบด้วยวิธีการหาลำดับเบสของชิ้นส่วนยืน 16S rDNA พบว่าเชื้อไรไซเบียมทั้ง 3 ไอโซเลทคือ Bradyrhizobium sp. (SB1) Bradyhizobium ekanii (SB2) และ Rhizobium sp.(SB3) การทดสอบปลูกถั่วเขียวสายพันธุ์แม่โจ้ 3 ร่วมกับไรโซเบียมทั้ง 3 ไอโซเลทในโหลเหลียวหนาด โดยวางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ ประกอบไปด้วย 5 กรรมวิธี 4 ซ้ำ 1.) กรรมวิธีควบคุม 2) ใส่โพแทสเซียมไนเตรท 3) คลุกเชื้อไรโซเบียม SB1 4) คลุกเชื้อไรโซเบียม SB2 และ 5) คลุกเชื้อไรโซเบียม SB3 พบว่าการคลุกเชื้อไรโซเบียมสายพันธุ์ SB2 ส่งผลให้ความสูงของต้น จำนวนปมน้ำหนักสด น้ำหนักแห้งของปม ปริมาณคลอโรฟิลล์ และปริมาณใน โตรเจนในรากและส่วนเหนือดินสูงที่สุด การศึกษาการตรึงไนโตรเจนของไรโซเบียมสายพันธุ์ท้องถิ่นต่อถั่วเขียวสายพันธุ์ต่าง ๆ โดยวิธียูริไอค์และ 15N ที่มีอยู่ในธรรมชาติ ประกอบไปด้วย 12 กรรมวิธี 4 ซ้ำ วางแผนการทดลองแบบสปลิทพลอท โดยการสุ่มสมบูรณ์ถั่วเขียว 3 สายพันธุ์ (แม่โจ้ 3, กำแพงแสน 2 และ ชัยนาท 72) ถูกกำหนดเป็นปัจจัยหลัก ส่วนปัจจัยรองคือ 1) ไม่คลุกเชื้อไรไซเบียม (-Rh) 2) Bradyhizobium sp. (SB1) 3) Bradyhizobium eikani (SB2) และ 4) Rhizobium sp. (SB3) ผลการทดลองพบว่าการคลุกเชื้อไรโซเบียมสายพันธุ์ SB2 ส่งผลให้น้ำหนักปมสด น้ำหนักปมแห้ง และปริมาณในโตรเจนส่วนเหนือดินสูงที่สุดที่ระยะ R7 ขณะที่การคลุกเชื้อไรไซเบียมสายพันธุ์ SB3 ส่งผลให้น้ำหนักสดและน้ำหนักแห้งส่วนเหนือดินสูงที่สุดที่ระยะ R3.5 และ R7 สำหรับการคลุกเชื้อไร โซเบียมสายพันธุ์ SB2 ร่วมกับถั่วเขียวแม่ใจ้ 3 ทำให้เปอร์เซ็นต์ในโตรเจนที่ใด้จากการตรึงจากอากาศด้วยวิธีการวิเคราะห์ยูริไอด์และ 15N ที่มีอยู่ในธรรมชาติสูงที่สุดทั้งในระยะ R3.s และ R7 ความสัมพันธ์ระหว่างวิธีการหาปริมาณการตรึงในโตรเจนจากอากาศด้วยวิชียูริไอด์และ 15N ที่มีอยู่ในธรรมชาติพบคำสหสัมพันธ์กันอยู่ที่ R2-0.7184 (R3.5) และ R2-0.7671 (R7) ผลการประเมินการตรึงในโตรเจนด้วยวิธียูริไอด์และ 15N ที่มีอยู่ในธรรมชาติ สามารถนำมาวิเคราะห์หาไนโตรเจนที่ได้จากการตรึงของไรโซบียมสายพันธุ์ท้องถิ่นในประเทศไทย จากประสิทธิภาพที่ดีที่สุดของไรโซเบียมสายพันธุ์ท้องถิ่นสายพันธุ์ SB2 และถั่วเขียวแม่โจ้ 3 ถูกคัดเลือกเพื่อนำมาศึกมาในสภาพไร่นา วางแผนการทดลองแบบสปลิทพลอท โดยการสุ่มภายในบล็อคสมบูรณ์ ประกอบไปด้วย 8 กรรมวิธี 4 ซ้ำ 1) การใส่ปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต และ 2) ไม่ใส่ปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต ถูกกำหนดเป็นปัจจัยหลัก ส่วนปัจจัยรองคือ 1) การไม่คลุกเชื้อไรโซเบียม (-Rb) 2.) คลุกเชื้อไรโชเบียม Bradyhizohium elkani (SB2), 3) คลุกเชื้อไรโซเบียมสายพันธุ์ผสม (Bradyrhizobium sp. (SB1), Bradyhizobium elkani (SB2) และ Rhizobium sp. (SB3)) (SBMix)และ 4) คลุกเชื้อไรโซเบียมจากกรมวิชาการเกษตร (DOA) โดยการใส่ปุยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟตร่วมกับการคลุกเชื้อไรโซเบียมสายพันธุ์ SB2 ส่งผลให้น้ำหนักปมสด น้ำหนักปมแห้ง ปริมาณยูริไอด์ไนเตรทในน้ำเลี้ยง เปอร์เซ็นต์ยูริไอด์สัมพัทธ์ (73.51% เปอร์เซ็นต์ ไนโตรเจนที่ได้จากการตรึงจากอากาศ (86.33%) ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด การตรึงในโตรเจน (37.15 กก.N/ไร่) น้ำหนัก 1,000 เมล็ดจำนวนเมล็ดต่อฝึก และผลผลิต (182 กก./ไร่) สูงสุดที่ระยะ R7 สำหรับการจัดการชนิดปุ๋ยร่วมกับการใช้เชื้อไรโซเบียมในดินที่มีสภาพปริมาณฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์และปริมาณอินทรียวัตถุในระดับต่ำ วางแผนการทดลองแบบสุ่มภายในบล็อคสมบูรณ์ประกอบไปด้วย 5 กรรมวิธี 4 ซ้ำ ดังนี้ 1.) กรรมวิธีควบกุม (ไม่ใส่ปุ๋ย), 2) กรรมวิธีที่ใส่ปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต อัตรา 20 กก/ไร่ 3.) กรรมวิที่ใส่ปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต อัตรา 40 กก./ไร่, 4.) กรรมวิธีที่ใส่ปุยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต อัตรา 20 กก./ไร่ + ปุ๋ยอินทรีย์ 1,000 กก./ไร่ และ 5) กรรมวิธีที่ใส่ปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต อัตรา 40 กก/ไร่ + ปุ๋ยอินทรีย์ 1,000 กก./ไร่ โดยคลุกเชื้อไรโซเบียม SB2 (Brodvhizobiun clani) ในถั่วเขียวทั้ง 3 สายพันธุ์คือแม่โจ้ 3, กำแพงแสน 2 และชัยนาท 72 พบว่าการไส่ปุ๋ยทริปเปิลซุปเปอร์ฟอสเฟต อัตรา 20 กก./ไร่ ร่วมกับปุ๋ยอินทรีย์ 1,000 กก./ไร่ ทำให้ปริมาณผลผลิตของถั่วเขียวแม่โจ้ 3 สูงที่สุดคือ 193 กก./ไร่ ทั้งนี้การจัดการดินของงานทดลองทำให้เกษตรกรสามารถเลือกใช้ปุ๋ยที่มีส่วนประกอบของฟอสฟอรัสในอัตรา 20 กก./ไร่ และ ปุ๋ยอินทรีย์ในอัตรา 1,000 กก./ไร่ ร่วมกับการคลุกเชื้อไรโซเบียมสายพันธุ์ท้องถิ่น ซึ่งทำให้ได้ผลตอบแทนสุทธิมีค่าไม่แตกต่างจากการใช้ปุ๋ยฟอสฟอรัสในอัตรา 40 กก./ไร่

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Pathipan Sutigoolabud

Role: Chairman

Name: Choochad Santasup

Role: Member

Name: Jirapom Inthasan

Role: Member

Name: Fapailin Chaiwan

Role: Member

Created: 2021

Modified: 2022-12-16

Issued: 2022-12-16

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: ปริญญาเอก

Descipline: Environmental Soil Science

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	610851014.pdf	543.89 MB	3	2025-11-28 15:34:01

ใช้เวลา

0.040977 วินาที