Vliv aplikace alginátových hydrogelů s PGPR na charakteristiky půdy

Abstract

Rhizobakterie podporující růst rostlin (PGPR) jsou prospěšné půdní bakterie, které žijí v blízkosti kořenového systému rostlin a podporují jejich růst prostřednictvím různých mechanismů, jako je fixace dusíku, solubilizace fosfátů, produkce fytohormonů či ochrana proti patogenům. Tato bakalářská práce se zabývá hodnocením vlivu aplikace alginátových hydrogelů s obsahem PGPR na fyzikálně-chemické a mikrobiální charakteristiky půdy. S rostoucím tlakem na udržitelnost zemědělství a omezení negativních dopadů syntetických hnojiv nabývají biologické přístupy, jako je využití inokulantů s obsahem PGPR, na významu. V teoretické části jsou popsány funkce půdy, charakteristika půdních bakterií a mechanismy, jimiž PGPR podporují růst rostlin. Dále jsou představeny vlastnosti hydrogelů a jejich využití jako nosičů bioinokulantů. Experimentální část práce se zaměřuje na analýzu vlivu aplikace PGPR na fyzikálně-chemické parametry půdy (pH, vodivost, obsah organické hmoty a živin) a její mikrobiální aktivitu (enzymatická aktivita, životaschopnost bakterií). V rámci práce byly také studovány vybrané efekty půdních bakterií, jako je schopnost solubilizace fosfátů, produkce sideroforů a indol-3-octové kyseliny a vliv přídavku hydrogelu s obsahem PGPR na tyto PGP efekty v použité modelové půdě. Výsledky ukázaly, že použití PGPR v hydrogelové formě může pozitivně ovlivnit půdní vlastnosti a představuje perspektivní směr pro ekologicky šetrné zemědělství. Práce rovněž potvrzuje, že enkapsulace PGPR do alginátových hydrogelů zvyšuje jejich stabilitu a účinnost v půdním prostředí.

Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) are beneficial soil bacteria that live close to the root system of plants and promote plant growth through various mechanisms such as nitrogen fixation, phosphate solubilization, phytohormone production and protection against pathogens. This bachelor thesis deals with the evaluation of the effect of the application of alginate hydrogels containing PGPR on the physicochemical and microbial characteristics of soil. With increasing pressure on agricultural sustainability and limiting the negative impacts of synthetic fertilizers, biological approaches such as the use of PGPR-containing inoculants are gaining importance. In the theoretical part, soil functions, characteristics of soil bacteria and mechanisms by which PGPR promote plant growth are described. Furthermore, the properties of hydrogels and their use as carriers of bioinoculants are presented. The experimental part of the work focuses on the analysis of the effect of PGPR application on the physico-chemical parameters of the soil (pH, conductivity, organic matter and nutrient content) and its microbial activity (enzymatic activity, bacterial viability). Selected effects of soil bacteria such as phosphate solubilization capacity, siderophore and indole-3-acetic acid production and the effect of addition of PGPR-containing hydrogel on these PGP effects in the model soil used were also studied. The results showed that the use of PGPR in hydrogel form can positively affect soil properties and represents a promising direction for environmentally friendly agriculture. The work also confirms that encapsulation of PGPR in alginate hydrogels increases their stability and efficiency in the soil environment.