Nitrification Inhibition Properties in Root Exudates of Brachiaria humidicola Plants

ممانعت از نيتريفيكاسيون در اكوسيستم هاي طبيعي چندين دهه است كه مطرح مي باشد. اين اثرات ممانعت كنندگي يك ويژگي ژنوتيپ هاي وحشي مي باشد تا ارقام تجاري. بسياري از گياهان مخصوصاً گراس ها نشان داده شده اند كه داراي اين خاصيت ممانعت از نيتريفيكاسيون هستند و اخيراً برخي ژنوتيپ هاي Brachiaria مخصوصاً humidicola Brachiaria توجه زيادي را به سبب نقش آن ها در كاهش ميزان نيتريفيكاسيون در خاك از طريق ترشحات ريشه اي جلب نموده است. در اين مطالعه طي يك سري آزمايشات كشت هيدروپونيك نشان داده شد كه وقتي ترشحات ريشه اي اين گياه در آب مقطر جمع آوري گرديد، جدا از فرم و غلظت نيتروژن، شدت نور، سن گياه و طول مدت جمع آوري ترشحات ريشه، ترشحات ريشه اين گياه هيچ اثر معني داري بر فرايند نيتريفيكاسيون نداشت. به هر حال وقتي ترشحات ريشه در محيطي حاوي يك ميلي مول كلريد آمونيم جمع آوري گرديد، آن به طور معني داري از نيتريفيكاسيون ممانعت نمود و اين اثر ممانعت كنندگي در گياهان رشد يافته با آمونيم بيشتر از گياهان رشد يافته با نيترات بود. نمونه هاي جمع آوري شده ترشحات ريشه وفتي ليوفيلايز شدند، عصاره استخراج شده ترشحات ريشه اي گياهان روييده با آمونيم و آن هم تنها تحت شرايط شدت نور كم (و نه نور متوسط يا زياد)، ممانعت از نيتريفكاسيون را باعث گرديد. اندازه گيري هدايت الكتريكي ترشحات ريشه در آب مقطر (بعد از جمع آوري ترشحات ريشه در محلول يك ميلي مول كلريد آمونيم) بيان كننده هدايت الكتريكي بيشتر تحت شرايطي بود كه آمونيم در محيط ريشه، مخصوصاً طي مرحله جمع آوري ترشحات ريشه اي، براي مدت طولاني (24 ساعت بجاي 6 ساعت) وجود داشت.

Nitrification inhibition (NI) by climax ecosystems has been suggested for decades, and this inhibitory effect seems to be a feature of wild genotypes rather than commercial cultivars. Many plants particularly grasses were suggested to have NI activity, and recently Brachiaria humidicola (BH) was shown to have promising control on nitrification rates through root exudates. In this study effects of different treatments such as N form (NH4+ vs NO3-) and N concentrations (1, 2 and 4 mM N), plant age, light intensity and different collecting mediums for root exudates on the NI activity of root washings were investigated. This was done using a series of nutrient solution experiments. The results showed that BH root exudates collected in distilled water, independent of light intensity, plant age, N-forms, N-concentrations and root exudates collection periods, had no significant inhibition on nitrification. However, root exudates collected in a 1 mM NH4Cl medium had significant inhibition on nitrification process in a soil bioassay. This inhibition was more highlighted when plants were grown in presence of ammonium rather than nitrate. In comparison to drying with rotary evaporator, freezed dried root exudates indicated significant NI in root exudates of plants which were grown in NH4+ under low light, while this effect was not seen under higher light intensity or nitrate nutrition. Measuring electric conductivity of solutions from root washing also showed higher conductivity when ammonium presented in root medium, particularly in root exudates collecting medium over extended time (24 instead 6 hours).