Néhány mikrobacsoport klórszulfuron herbicid-érzékenysége laboratóriumi és talajinkubációs kísérletekben
Authors: Ildikó Angerer P. , Krisztina Köves-Péchy , Mihály Kecskés , Borbála Biró 
Published: June 2007

Rázatásos, mikrofermentoros in vitro kísérletben elemeztük különböző mikrobatörzsek klórszulfuron herbicid toleranciáját. A mikroorganizmusokat a klórszulfuron megfelelő dózisait (0,001; 0,01; 0,1; 1; 10 mg•L-1) is tartalmazó szelektív folyékony tápoldatokban (nutrient leves, arginin-glicerin tápoldat, élesztő-mannit leves) tenyésztettük. Az inkubáció után a sejtszaporodás mértékét a kontollhoz viszonyítva az optikai denzitás (OD 560 nm) alapján adtuk meg. Az eredményeket egytényezős varianciaanalízissel értékeltük, majd az extinkció átlagértékeit ábrázoltuk a szignifikancia-értékek megjelölésével.

Talajinkubációs modellkísérletben „egy új generációs” herbicid, a 75% klórszulfuron-tartalmú Glean gyakorlatban alkalmazott dózisának (20 g•ha-1) hatását tanulmányoztuk mészlepedékes csernozjom talaj mikrobiális közösségeire. A 0,001 mg•kg-1 talajdózis mellett annak 10-szeres, 1000-szeres és 10000-szeres (0,01; 1 és 10 mg•kg-1) mennyiségeit is alkalmaztuk. A szántóföldi vízkapacitás 60%-os értékénél, 28 oC hőmérsékleten 3 heti és 3 havi inkubációs periódust vizsgáltunk három ismétlésben. A szabadon élő nitrogénkötők, a sugárgombák és a spóraképző Bacillus cereus var. mycoides kitenyésztésére került sor Argininglicerin, Kongóvörös-Ashby és Nutrient agar-lemezeken. A talajokból mikrobaszámokat az általunk módosított eljárással talajhígítási sorozatból állapítottuk meg és a telepképző egységek számát 1 g száraz talajra számítottuk át. Az átlagadatok log10-transzformált adatait ábrázoltuk, ahol a varianciaanalízis eredményeként jelentkező szignifikáns (P0,5%) értékeket is jelöltük.

A kísérletek során megállapítást nyert, hogy a vizsgált mikroszervezetek közül a Rhizobium trifolii Lóhere 73/3 és a Rhizobium meliloti LuK jelű törzsek érzékenyen, koncentrációfüggő módon reagáltak a klórszulfuronra. A Streptomyces griseus törzsnél ugyanakkor erős szaporodás-serkentést figyelhettünk meg a herbicid szántóföldi és 10-szeres dózisánál. A törzs irodalmi adatok szerint képes a klórszulfuron bontására. A gyomirtó szer bizonyos dózisai serkentették a Streptomyces griseus, de a Bacillus mycoides szaporodását is.

Talajinkubációs kísérlettel bizonyítást nyert, hogy az alkalmazott „új generációs” herbicid mezőgazdasági gyakorlatnál nagyobb koncentrációi szignifikánsan csökkentik a heterotróf mikroorganizmusok számát. A szabadon élő nitrogénkötő baktériumok a leginkább érzékeny mikrobacsoportot képviselik. A klórszulfuron bizonyos dózisait a sugárgombák is kevésbé tolerálták, a gyakorlati, 0,01 mg•kg-1 adag ugyanakkor számos mikrobacsoportnál stimuláló hatásúnak bizonyult. A vegetációs időszakra vonatkozó 3 hónapi hatóidő után a kontroll és a gyakorlati adag között a kitenyészthető csíraszámokban nem volt statisztikailag igazolható eltérés. Feltételezzük, hogy a szántóföldön alkalmazott dózist a mikrobák szén- és nitrogénforrásként tudták hasznosítani. Az eredmények a mikrobacsoportok és a herbicidek, valamint a környezet közötti kölcsönhatások további, tartamhatású kutatását indo-kolják.

A vizsgálatokat az Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA T0 46610) támogatta. A hasznos mikroszervezetekre kifejtett környezeti stressz-hatásokat bilaterális együttműködések (CSIC-HAS, RAS-HAS, BOKU-RISSAC), a mezőgazdasági talajok tápanyagforgalmi javítási lehetőségeit pedig a GVOP KÖR-KOMP projektje kutatja. Jelen kutatást a Dunaújváros Megyei Jogú Város Polgármesteri Hivatala is támogatta.

The in vitro chlorsulfuron herbicide tolerance of various soil microbes was examined in a rotary shaker, where different rates of chlorsulfuron (0.001, 0.01, 0.1, 1, 10 mg•L-1) were mixed into selective substrates (nutrient, yeast-mannite and arginineglycerine broth). After a 24–48-hour incubation period, the optical density (OD 560 nm) of the suspensions was examined and growth was compared as a % of the unamended controls. The results were evaluated by single-factor analysis of variance and significant differences were labelled on the mean.

A model soil incubation experiment was set up to study the effect of recommended rates (20 g•ha–1) of Glean, one of a new generation of herbicides containing 75% chlorsulfuron, on microbial communities in a pseudomyceliar chernozem soil. Apart from the recommended rate (equivalent to 0.001 mg•kg-1 soil), ten, a thousand and ten thousand times this rate (0.01, 1 and 10 mg•kg-1) were also tested. Incubation periods of 3 weeks and 3 months at 28°C and 60% field moisture capacity were tested in three replications. Free-living nitrogen fixers, Actinomycetes and spore-forming Bacillus cereus var. mycoides were incubated on arginine-glycerine, Congo Red Ashby and nutrient agar plates, respectively. The number of soil microbes was determined from a soil dilution series using a modification of the standard technique and the number of colony-forming units was converted to 1 g dry soil. The log10-transformed mean data were plotted, indicating the least significant differences (at the 5% level).

Among the microorganisms tested, the Rhizobium trifolii strain Lóhere 73/3 and the Rhizobium meliloti strain LuK proved to be the most sensitive in vitro, and growth was retarded in parallel with the increasing doses of the herbicide. The lowest rates of chlorsulfuron significantly stimulated the growth of Streptomyces griseus, which has been reported to be for the ability of chlorsulfuron decomposition. Certain rates of the herbicide also stimulated the multiplication of Bacillus cereus var . mycoides.

The soil incubation experiment proved that Glean concentrations higher than the practical rates has resulted significant reduction in the abundance of heterotrophe microorganisms. Free-living nitrogen fixers proved to be the most sensitive microbes and Actinomycetes also had poor tolerance of some rates. Nevertheless, the field rate of 0.01 mg•kg-1 had a stimulating effect on several types of microbes. There was no significant difference between the control and the recommended rates in the colony-forming units after the 3 months of incubation, equivalent with the length of the vegetation period. It is assumed that the microbes are able to utilize the field rates of chlorsulfuron as carbon and nitrogen sources. Further long-term research are recommended on the interactions between microbes, herbicides and the environment.