Nitrogen fixation in some rice soils in Sri Lanka

Summary In situ measurements of nitrogenase activities in some rice soils, representing three different agroclimatic zones of Sri Lanka, demonstrated that there is a great potential for nitrogen fixation in these paddy soils, provided that they are continuously flooded and that nitrogenous fertilizer levels are relatively low. Under such conditions cyanobacterial (blue-green algal) fixation predominates. In certain areas of the wet zone, with highly organic soils, cyanobacterial fixation could probably meet a great part of the N-fertilizer input recommended. Heterotrophic rhizosphere fixation may also be significant, especially in the dry zone. Low concentrations of fertilizer-N were found to stimulate cyanobacterial numbers and total nitrogen fixation, at one site (dry zone), whereas high levels negatively affected total fixation at all sites investigated. In the absence of N-fertilizers, inoculation as well as additions of Mo, increased cyanobacterial numbers, nitrogen fixation activity and available ammonia levels substantially at the investigated site (dry zone). Rice grain yields did not vary significantly between treatments, because of too large a heterogeneity in the field with respect to water management.

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Resumen Medidas in situ de las actividades nitrogenàsicas de algunos suelos arroceros representativos de tres zonas agroclimáticas distintas de Sri Lanka demostraron que existe un potencial considerable para la fijación de nitrógeno en estos suelos encharacados siempre y cuando permanezcan bajo el agua y la fertilización nitrógenada se mantenga relativamente baja. En estas condiciones la fijación predominante es la realizada por cianobacterias (algas verdeazules). En algunas areas de la zona húmeda con suelos muy orgánicos la fijación mediante cianobacterias podría suministrar una gran parte del aporte en nitrógeno recomendado. La fijación heterotrófa en la rizosfera puede también representar un aporte significativo, especialmente en la zona seca. Bajas concentraciones de fertilizante nitrogenado estimularon el número de cianobacterias y la fijación de nitrógeno total en uno de los suelos estudiados (zona seca) mientras que niveles elevados afectaron negativamente a la fijación en todos los suelos estudiados. En ausencia de fertilizantes nitrógenados la inoculación así como adiciones de Mo incrementaron sustancialmente el número de cianobacterias, la actividad fijadora de nitrógeno y los niveles de amonio disponibles en el suelo estudiado (zona seca). La cosecha de arroz no varió significativamente entre los distintos tratamientos debido a la excesiva heterogeneidad en el uso del agua.

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Resumé Des mesuresin situ d'activité de nitrogénase dans quelques sols de rizière, représentant trois zones agro-climatiques différentes du Sri Lanka, ont démontré qu'il y a une grande potentialité pour la fixation d'azote dans ces sols, pourvu qu'ils soient continuellement inondés et que le niveau de fertilisation azotée soit relativement bas. Dans ces conditions, la fixation par les cyanobactéries (algues bleu-vertes) prédomine. Dans certaines régions de la zone humide, aux sols à forte teneur en matière organique, la fixation par les cyanobactéries puet probablement satisfaire une grande partie du besoin recommandé en fertilisant azoté. La fixation par la rhizosphère hétérotrophe peut, elle aussi, être significative, surtout dans la zone sèche. Des concentrations faibles en fertilisant azoté ont révélé stimuler le nombre de cyanobactéries et la fixation totale d'azote, sur un site (zone sèche), tandis que des teneurs élevées affectaient négativement la fixation totale sur tous les sites étudiés. En absence de fertilisant azoté, l'inoculation ainsi que l'ajout de Mo ont augmenté le nombre de cyanobactéries, l'activité fixatrice d'azote et le niveau d'ammoniaque disponible, de manière substantielle sur le site étudié (zone sèche). Le rendement en graines de riz n'a pas varié de manière significative d'un traitment à l'autre, à cause d'une hétérogénéité trop grande sur le champ en matière de gestion d'eau.

     

A comparative study by electron microscopy of the structures of effective and ineffective nodules ofTrifolium subterraneum induced byRhizobium trifolii andRhizobium leguminosarum

Summary Bacteroid formation and haemoglobin pigment were observed 3 days after the appearance of nodules formed by the effectiveRhizobium trifolii strain TA1 onTrifolium subterraneum. Effective nodules were large and cylindrical and evidence of bacteroid degeneration did not appear until about 21 days. Electron microscopy of ineffective nodules formed byRhizobium trifolii strain 6 showed limited meristematic activity and vascular development, and infection threads were sparse. Degeneration of plant cells and bacteria was visible by 3 days and mostly complete by 14 days. Both types of nodules occurred randomly over the root system. In contrast, the ineffective nodules formed byRhizobium leguminosarum strains onTrifolium subterraneum, occurred mainly at lateral root junctions with vascular connections to either the primary or lateral root depending on strain. Infection thread development was widespread and most cells were invaded. The released bacteria became pleomorphic and rounded, the nodules became cylindrical, enlarged slightly but remained white. Degeneration was apparent at 5 days and complete by 14 days in nodules formed by strain 1020A, but nodules formed by strain 1013 degenerated more slowly and degenerate cells sometimes showed secondary invasion by vegetative rhizobia.

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Estudio comparativo mediante microscopia electronica de las estructuras de nodulos eficaces e ineficaces de Trifolium subterraneum inducidos por Rhizobium trifolii y Rhizobium leguminosarum

Resumen Se observó la formación de bacteroides y de (leg)hemoglobina tres días después de laapparación de nódulos formados por la cepaeficaz TA1 deRhizobium trifolii enTrifolium subterraneum. Los nódulos eficaces eran grandes y cilíndricos. No hubo evidencia de degeneración de bacteroides hasta pasados 21 dias. El estudió al microscopio electrónico de nódulos no eficaces formados por la cepa 6 deR. trifolii mostro una actividad meristemática reducida al igual que el desarrollo vascular, siendo escasas la lineas de infección. La degeneración de las células de la planta y de las bacterias era observable a los 3 días y practicamente completa a los 14. Los nódulos formados por ambas cepas se distribuyen al azar en todo el sistema radicular, en cambio, los nódulos ineficaces formados enT. subterraneum porR. leguminosarum se encuentran principalmente en conexiones vasculares laterales con raíces primarias o secundarias, dependiendo de la cepa. La línea de infección en este caso está ampliamente desarrollada y la mayoría de las células estan invadidas. Las bacterias que han sido liberadas se vuelven esféricas y pleomórficas, los nódulos se vuelven cilíndricos y aumentan ligeramente de tamaño pero permanecen blancos. La degeneración de los nódulos formados por la cepa 1020A era aparente a los 5 días y completa a los 14. Sin embargo, los nódulos formados por la cepa 1013 degeneraron más lentamente y las células degeneradas mostraron una invasión secundaria porRhizobium vegetativos.

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Etude comparative en microscopie électronique de la structure des nodules efficaces et inefficaces de Trifolium subterraneum induits par Rhizobium trifolii et Rhizobium leguminosarum

Résumé La formation de bactéroides et la production de leg-hémoglobine ont été observées 3 jours après l'apparition des nodules formés surTrifolium subterraneum par la souche efficace TA1 deRhizobium trifolii. Les nodules efficaces sont larges et cylindriques, et les signes de la dégénérescence en bactéroides n'apparaissent pas avant 21 jours. La microscopie électronique des nodules inefficaces formés par la souche 6 deR. trifolii montre une activité méristématique et un développement vasculaire faibles, et les filaments d'infection sont rares. La dégénérescence des cellules végétales et des bactéries est visible au bout de 3 jours et presque complète en 14 jours. Les deux types de nodules sont répartis au hasard sur le système racinaire. Par contre, les nodules inefficaces formés par les souches deR. leguminosarum surT. subterraneum sont répartis préférentiellement sur les jonctions racinaires latérales, les connections vasculaires étant, suivant la souche, dirigées vers la racine primaire ou vers la racine latérale. Le développement des filaments d'infection est très répandu et la plupart des cellulessont envahies. Les bactéries relâchées deviennent pléomorphes et arrondies; les nodules deviennent cylindriques et légèrement renflés, mais restent incolores La dégénérescence est apparente après 5 jours et complète en 14 jours dans les nodules formés par la souche 1020A, mais ceux formés par la souche 1013 dégénèrent plus lentement et les cellules dégénérées présentent parfois une invasion secondaire par des rhizobiums végétatifs.

     

Relationship between nitrogen fixation and mycorrhiza

Summary Since the discovery of mycorrhizal symbiosis 100 years ago, its role in the nitrogen metabolism of plants has received much attention. In early literature there are numerous reports of the fixation of atmospheric nitrogen by mycorrhizal fungi. N-fixation has been suggested in most kinds of mycorrhizal systems, i.e. ectomycorrhizal forest trees, orchids, Ericales, and VA-mycorrhizal plants. Today, however, it is generally accepted that only procaryotic organisms can fix atmospheric nitrogen and that both ecto- and endomycorrhizal fungi lack this capacity. Many vascular plants possess both mycorrhizae and N-fixing symbiotic organs. This group includes legumes with rhizobial nodules and non-legumes with actinorrhizal nodules. Mycorrhizae of such systems can be either ectotrophic or endotrophic, or both. Nitrogen fixation in forests and other natural ecosystems has recently been attributed mainly to associative-symbiotic bacteria, i.e. bacteria living in the rhizosphere or close proximity of plant roots. Since the roots, in fact, are usually also infected by mycorrhizal fungi, a new concept of mycorrhizosphere has been introduced. Relationships between mycorrhizal fungi and N-fixing bacteria of the mycorrhizosphere are poorly known. N-fixing bacteria have been found even inside the fungal mantle of ectomycorrhizae.

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Resumen Desde el descubrimiento de la simbiosis micorrízica hace 100 años su papel en el metabolismo nitrogenado de las plantas ha recibido una atención preferente. En la literatura más antigua peuden encontrarse numerosas referencias relacionadas con la fijación de nitrógeno atmosférico por hongos micorrízicos. La fijación de nitrógeno ha sido sugerida una y otra vez para la mayoría de sistemas micorrízicos (ectomicorrizas de árboles, orquídeas, ericaceas y plantas con micorrizas VA). Hoy en día se acepta, sin embargo, que en términos generales tan solo organismas procariotas son capaces de fijar nitrógeno atmosférico y por lo tanto los hongos tanto ecto como endo-micorrízicos no pueden tener dicha propiedad. Un gran número de plantas poseen a la vez micorrizas y organismos simbióticos de fijación de N. Estas incluyen las leguminosas con nódulos deRhizobium y no leguminosas con nódulos actinorrízicos. Las micorrizas de dichas sistemas pueden ser ecto o endotróficas o ambos tipos a la vez. La fijación de nitrógeno en bosques y otros ecosistemas naturales ha sido recientemente atribuida principalmente a bacterias de tipo asociative-simbiótico, es decir bacterias que viven en ia rizosfera o en las cercanías de las raíces de las plantas. Debito a que las raíces, de hecho, estan al mismo tiempo infectadas por hongos micorrízicos, un nuevo concepto, la micorrizofera ha sido acieñado. Las relaciones entre hongos micorrízicos y bacterias fijadoras de N son poco conocidas. Se han encontrado bacterias fijadoras de N todavia dentro el manto fúngico de las ectomicorrizas.

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Résumé Depuis la découverte de la symbiose mycorhizienne, il y 100 ans, son rôle dans le métabolisme azoté des plantes a reçu beaucoup d'attention. Dans la litérature ancienne, on trouve beaucoup de rapports sur la fixation de l'azote atmosphérique par les champignons des mycorhizes. La fixation de N été suggérée pour la plupart des systèmes de mycorhizes, c'est à dire pour les ectomycorhizes des arbres forestiers, des orchidées, des Ericales, et pour les plantes à mycorhizes yésiculaires-arbusculaires (VA). Aujourd'hui, cependant, il est généralement reconnu que neuls les organismes procaryotes peuvent fixer l'azote atmosphérique et que, par conséquent, les champignons des ecto- et endo-mycorhizes sont dépourvus de cette aptitude. Un grand nombre de plantes vasculaires possèdent à la fois des mycorhizes et des organes symbiotiques fixant l'azote. Ce groupe comprend les légumineuses à nodules rhizobiens et des nonlégumineuses à nodules actinorhiziens. Les mycorhizes de ces systèmes peuvent être ecto- ou endo-trophiques ou les deux à la fois. La fixation de l'azote dans les forêts et d'autres écosystèmes naturels a récemment été attribuée aux bactéries associatives-symbiotiques, c'est à dire à des bactéries vivant dans la rhizosphère où en proximité étroite avec les racines des plantes. Comme les racines, en fait, sont en même temps inféctées par des champignons mycorhiziens, un nouveau concept de la mycorhizosphère s'est introduit. Les relations entre champignons des mycorhizes et bactéries fixatrices de l'azote sont mal connues. On a trouvé des bactéries fixatrices à l'intérieur même du manteau fongique des ecto-mycorhizes.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12-16.8.1985. Session 10.     

Methods for the study of nitrogen assimilation and transport in grain legumes

Summary The study of nitrogen assimilation and transport in grain legumes is a necessary preliminary to selecting plant cultivars for breeding programs aimed at increasing the contribution of nitrogen fixation to plant production and seed yield. Methods used in such studies are spread widely throughout the literature and have not always been sufficiently tested. This paper presents a comprehensive set of reliable techniques particularly adapted for use in laboratories in developing countries which lack sophisticated and expensive instruments. A continuous flow system for the measurement of N₂ fixation (acetylene reduction) using simple and inexpensive components is described, as are techniques for the estimation of nodule respiration, hydrogen evolution and plant nitrate reductase activity. A number of colorimetric techniques have been adapted for the analysis of nitrate-, amino-, amide-, ureide- and total-N in small volumes of xylem (bleeding) sap.

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Resumen El estudio de la asimilación y del transporte de nitrógeno en leguminosas de grano es un preámbulo necesario para la selección de cultivares obtenidos en programas de mejora que tengan como objetivo el incremento de la contribución de la fijación de nitrógeno a la producción de plantas y de semillas. Los métodos utilizados en dichos estudios estan dispersos en la literatura y no siempre se han comprobado lo suficiente. Este trabajo presenta un amplio conjunto de técnicas seguras, que se adaptan particularmente bien para su uso en laboratorios de países en desarrollo que carecen de instrumental caro y sofisticado. Se describe un sistema de flujo continuo para la medida de la fijación de N₂ (reducción de acetileno) que utiliza componentes sencillos y baratos, tembién se describen técnicas para estimar la respiración de los nódulos, la evolución del hidrógeno y la actividad nitratò-reductasa de la planta. Se han adaptado varios métodos colorimétricos para el análisis del Nitrógeno total y del Nitrógeno combinado (en forma de aminas, amidas y derivados de la urea) contenidos en pequeños volumenes de savia bruta (xilema).

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Résumé L'étude de l'assimilation et du transport de l'azote dans les légumineuses à graines est une nécessité préliminaire pour la sélection des cultivars destinés aux croisements visant à accroître la fixation de l'azote pour la croissance des plantes et le rendement en graines. Les méthodes employées pour ces études sont éparpillées dans la littérature et n'ont pas été suffisamment testées. Dans cet article, il est présenté une étude d'ensemble de méthodes fiables, particulièrement adaptées aux laboratoires des pays en voie de développement qui ne di sposent pas d'instrumentation sophistiquée et coûteuse. Il est notamment décrit un système simple et peu onéreux de flux continu pour mesurer la fixation de l'azote par réduction de l'acétylène, ainsi que des techniques pour déterminer la respiration des nodules, le dégagement d'hydrogéne et l'activité nitrate-réductase des plantes. Plusieurs techniques colorimétriques ont été adaptées à l'analyse de l'azote nitrique, aminé, uréidique et total, dans de faibles volumes de suc de xylème prélevé par saignée.

     

Variation in N2 fixation,N and P contents of mycorrhizalVigna unguiculata in relation to the progressive development of extraradical hyphae ofGlomus mosseae

Summary Vigna unguiculata cv. 58–185 grown in a sterile Dek soil was inoculated withRhizobium sp. orRhizobium sp. plusGlomus mosseae. Response of the host plant to the treatments was estimated by periodic measurements of shoot and nodule dry weights, N₂ fixation (C₂H₂ reduction activity) and N and P contents up to the 50th day of the growth cycle. It was only 45 days after planting that shoot dry weight of dually inoculated plants differed significantly from that of plants inoculated withRhizobium sp. alone. Nodule dry weight and N₂ fixation of dually inoculated plants were significantly higher than those of plants inoculated withRhizobium sp. alone from day 20 after planting, but there was no significant difference in N content (%). During the first 20 days, shoot P content (%) of both sets of plants decreased progressively, P content of dually inoculated plants being lower than that of the others. Later, P content of dually inoculated plants increased rapidly whereas P content of the other plants remained constant. Increase in nodule dry weight, N₂ fixation and P content of dually inoculated plants corresponded to the onset of the development of the extra-radical hyphae ofGlomus mosseae. In the rhizosphere.

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Resumen Se cultivóVigna unguiculata cv. 58–185 en un suelo estéril tipo Dek, se inoculó conRhizobium sp. o conRhizobium sp. másGlomus mosseae. La respuesta de la planta huésped a los tratamientos se estudió midiendo periodicamente el peso seco de la parte aerea y de los nódulos, la fijación de N (actividad reductora de C₂H₂) y los contenidos de N y P hasta el 50° día del ciclo de crecimiento. La diferencia entre el peso seco de la parte aerea de las plantas con doble inoculación y aquellas inoculadas conRhizobium sp. unicamente, no fue significativa hasta 45 días despúés de la siembra. A los 20 días de la siembra tanto el peso seco de los nódulos como la fijación de nitrógeno de las plantas con doble inoculación eran significativamente superiores a los valores obtenidos para las plantas con soloRhizobium sp., aunque no se observaron diferencias en el contenido en N (%). Durante los primeros 20 días del ciclo el contenido en P (%) de ambos grupos de plantas disminuyó progresivamente, siendo los valores obtenidos por las plantas con doble inoculación inferiores a los de las demás. Más tarde el contenido en P de las plantas con doble inoculación aumentó rapidamente manteniéndose constante el de las demás. El incremento en el peso seco de los nódulos, en la fijación de N y en el contenido en P de las plantas con doble inoculación se correspondió con el inicio del desarrollo de las hifas extraradiculares deGlomus mosseae.

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Résumé On a inoculéV. unguiculata poussant dans un sol Dek stérile avecRhizobium etRhizobium plusGlomus mosseae. On a recherché la réponse de la plante-hôte à ces deux traitements en estimant périodiquement les poids des nodules et des parties aériennes de la plante, la fixation d'azote (activité réductrice de C₂H₂), les teneurs en N et P jusqu'au 50^e jour du cycle de végétation. C'est seulement au 45^e jour après la plantation que le poids sec des parties aériennes des plantes inoculées avec deux symbiotes (plantes doublement inoculées) diffère significativement de celui des plantes inoculées avec Rhizobium seul. Le poids sec des nodules et la fixation N₂ des plantes doublement inoculées sont significativement plus élevés que ceux des plantes inoculées avecRhizobium seul au 20^e jour après la plantation mais il n'y a pas de différence significative pour la teneur en N (%). Pendant les 20 premiers jours, la teneur en P (%) des parties aériennes des deux catégories de plantes décroit progressivement; la teneur en P des plantes doublement inoculées est plus faible que celle des plantes inoculées seulement avecRhizobium. Plus tard, la teneur en P des plantes doublement inoculées augmente rapidement tandis que celle des autres plantes reste constante. L'accroissement du poids sec des nodules, de la fixation d'azote et de la teneur en P observé chez les plantes doublement inoculées correspond au démarrage du développement des hyphes extra-radicales deGlomus mosseae dans la rhizosphère.

     

Effect of ammonium nitrate on nodulation and nitrogen fixation (acetylene reduction) of the tropical legumeSesbania rostrata

Summary The effect of ammonium nitrate on nodulation and nitrogen fixation (acetylene reduction activity) was investigated usingSesbania rostrata, a tropical legume with the ability to nodulate both roots and stems. Plants were grown in plastic pots on silica sand and gravel, inoculated one month after sowing and then continuously irrigated with an automatic irrigation system. Four nitrogen treatments were applied: 0, 1.5, 3.0 and 6.0mm NH₄NO₃. Related symbiotic parameters were evaluated 20 days later. With 3.0mm NH₄NO₃, root nodulation was inhibited. At that concentration, stem nodulation was not affected, but related nitrogenase activity decreased 85% and was completely inhibited at 6.0mm NH₄NO₃. Increasing NH₄NO₃ concentration resulted in a diminution of stem nodule size. Stem and root acetylene reduction were strongly inhibited by high mineral nitrogen concentrations; however root nitrogen fixation was more affected than stem nitrogen fixation.

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Resumen Se estudió el efecto del nitrato amónico en la nodulación y la fijación de nitrógeno, medida mediante la reducción de acetileno, utilizandoSesbania rostrata, una leguminosa tropical que forma nódulos tanto en raíz como en tallo. Las plantas se cultivaron en arena de sílice y grava, en macetas de plástico, se inocularon un mes después de la siembra y a partir de este momento se regaron continua y automáticamente. Se aplicaron cuatro tratamientos de N; 0, 1.5, 3.0, y 6.0mm NH₄NO₃ Los parámetros relativos a la simbiosis se evaluaron 20 días después. La nodulación en raíz se inhibió con 3.0mm NH₄NO₃, sin embargo a esta concentración la nodulación en tallo no estaba inhibida aunque la actividad nitrogenasa disminuyó en un 85%, quedando totalmente inhibida a 6mm NH₄NO₃. El incremento en la concentración de nitrato amónico produjo una disminución del tamaño de los nódulos del tallo. Elevadas concentraciones de nitrógeno mineral inhibieron fuertemente la reducción de acetileno tanto a nivel de raíz como de tallo, aunque la fijación de nitrógeno resultó más afectada en la raíz.

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Résumé L'effet du nitrate d'ammonium sur la nodulation et la fixation d'azote (réduction de l'acétylène) a été étudié avec la légumineuse tropicaleSesbania rostrata, qui présente la particularité de noduler à la fois sur la tige et sur les racines. Les plantes ont été cultivées dans des pots en plastique sur un mélange constitué de sable siliceux et de gravier. Un mois après le semis, elles ont été inoculées et placées sous irrigation continue au moyen d'un système automatique permettant l'apport du milieu nutritif. Quatre concentrations en azote ont été utilisées: 0, 1,5, 3,0 et 6,0 mmol/l NH₄NO₃. Les paramètres symbiotiques ont été analysés 20 jours plus tard. La nodulation racinaire est totalement inhibée en présence de 3,0 mmol/l NH₄NO₃. Cette concentration en azote combiné n'a pas d'effet apparent sur la formation des nodules de tige, mais leur activité nitrogénase diminue de 85%; leur activité est totalement inhibée en présence de 6,0 mmol/l NH₄NO₃. L'augmentation de la concentration en nitrate d'ammonium, se traduit par une diminution de la taille des nodules de tige. Les fortes concentrations en azote combiné ont un effet inhibiteur très marqué sur les activités réductrices d'acétylène racinaire ou caulinaire deS. rostrata; toutefois cet effet est plus sensible au niveau racinaire qu'au niveau caulinaire.

     

Fixation d'azote par les cyanobacteries dans les rizières du Mali

Résumé La fixation de l'azote par les cyanobactéries a été étudiée pendant un cycle végétatif dans trois rizières pluviales soudano-sahéliennes ne recevant pas d'engrais azoté. Lorsque l'illumination solaire est forte, et en l'absence de couvert végétal, l'activité réductrice de l'acétylène (ARA) présente deux maximums, en fin de matinée et au milieu de l'après-midi. Dans le cas d'une intensité lumineuse moyenne ou faible et d'une couverture dense, on constate un maximum unique en fin de matinée ou début d'après-midi. Au cours du cycle cultural, l'ARA présente deux maximums, l'un au moment du tallage, l'autre à maturation du riz. En ce qui concerne les cyanobactéries fixatrices, le premier maximum correspond à la prédominance d'espècesd'Anabaena, et le second à la prédominance d'espèces deCylindrospermum. Dans une des rizières étudiées, aucune forme fixatrice de l'azote n'a été observée. Plusieurs espèces hétérocystées non-fixatrices ont été identifiées. Des expériences en vases de végétation ont confirmé l'inhibition de TARA des cyanobactéries par les fortes intensités lumineuses. LesOscillatoria se protègent contre la lumière par phototactisme négatif (enfouissement dans le sol) et par un processus de photocinèse agrégative.

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Nitrogen fixation by cyanobacteria in paddy fields of Mali

Summary Nitrogen fixation by cyanobacteria was studied during a cropping cycle in three rain paddy fields of Mali that had not received exogenous nitrogen. Under intense sunlight and in the absence of a crop canopy, the acetylene reducing activity (ARA) showed two maxima, at the end of morning and in mid-afternoon. With medium or low intensity of light and dense plant cover, a single maximum was observed at the end of the morning. In the course of the cropping cycle, ARA showed two maxima, at the tillering period and at crop ripening. In regard to the nitrogen-fixing cyanobacteria, the first ARA peak corresponded to the predominance ofAnabaena species and the second one to the predominance ofCylindrospermum species. No nitrogen-fixing forms were observed in one of the paddy fields studied. A number of heterocystic non-fixing species have been identified. Pot experiments confirmed the inhibition of ARA in cyanobacteria by high light intensity.Oscillatoria spp. are self-protected against light by negative phototactism and by a process of photokinetic agregation.

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Fijación de nitrógeno por cianobacterias en arrozales de Malí

Resumen Le fijación de nitrógeno por cianobacterias se estudió, durante un ciclo vegetativo completo, en tres arrozales de tipo pluvial, en Malí, a los que no se aportó ningún abono nitrogenado. Cuando la intensidad de la luz solar es fuerte y en ausencia de cubierta vegetal la actividad reductora de acetileno (ARA) presenta dos máximos: el primero al final de la mañana y el segundo a media tarde. Con una intensidad luminosa media o baja y una cubierta vegetal densa se observó un único máximo al final de la mañana o principio de la tarde. Durante el ciclo del cultivo la ARA presenta dos máximos: el primero relacionado con el momento de formación de la espiga y el segundo con la maduración del arroz. En cuanto concierne a las cianobacterias fijadoras, el primer máximo corresponde a una predominancia de especies deAnabaena y el segundo a una de especies deCylindrosporum. En uno de los arrozales estudiados no se ha observado ninguna forma fijadora de nitrógeno. Se han identificado especies no fijadoras de nitrógeno aunque formadoras de heterocistes. La inhibición de ARA por fuertes intensidades luminosas se ha confirmado mediante experiencias en maceta. LasOscillatoria spp. se autoprotegen de la luz mediante fototactismo negativo (se entierran en el suelo) y gracias a un proceso de fotocinesis agregativa.

     

Observations on the use ofSesbania rostrata as green manure in paddy fields

Summary Sesbania rostrata is a wild annual legume that grows in West Africa in waterlogged soils during the rainy season. This plant can bear N₂-fixing nodules on roots and stems at the same time. Stem nodules result from the infection of predetermined sites (dormant root primordia distributed on the stems) by a specific strain ofRhizobium. The mode of infection ofS. rostrata is unique among the legumes, as it involves both an intercellular invasion by rhizobia and the development of infection threads. Inoculation of the stems is achieved by spraying a liquid culture of the specificRhizobium on the shoots. Properly inoculatedS. rostrata can fix up to 200 kg N₂/ha in 50 days. A unique property ofS. rostrata is to nodulate and fix nitrogen even when the amount of combined nitrogen in the soil is high. Based on 1 m² microplot trials conducted in Senegal during the summer the use ofS. rostrata as green manure doubled rice yields. These results were later confirmed in trials conducted on 25 m² plots. In winter, when the day length is shorter,S. rostrata grows poorly but flowers readily.Sesbania rostrata trials should be conducted in two successive stages: (1) assessment ofS. rostrata behaviour in a given geographic region; (2) assessment of the effect ofS. rostrata green manure on rice yields.

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Observaciones sobre el uso de Sesbania rostrata como abono verde en arrozales

Resumen Sesbania rostrata es una planta leguminosa anual que crece espontaneamente en el Oeste de Africa en suelos inundados durante la temporada de lluvias. Esta planta puede formar nódulos fijadores de nitrógeno en raíces y tallos simultaneamente. Los nódulos en tallos resultan de la infección por una cepa específica deRhizobium de lugares predeterminados (primordios de raíces latentes, distribuidos en el tallo). El tipo de infección que ocurre enS. rostrata es único en leguminosas ya que aparte de una invasión intercelular deRhizobium conlleva el desarrollo de hebras de infección. La inoculación de los tallos se realiza pulverizando sobre estos una cultura líquida delRhizobium especifico mediante un spray.Sesbania rostrata adecuadamente inoculada puede fijar hasta 200 kg/ha de nitrógeno en cincuenta días. Una propiedad singular de esta planta es su capacidad para nodular y fijar nitrógeno aún cuando el nitrógeno combinado existente en el suelo sea elevado. En experiencias realizadas durante el verano en Senegal en pequeñas parcelas de un metro cuadrado el uso deS. rostrata como abono verde dobló la cosecha de arroz. Estos resultados se confirmarén más tarde en parcelas experimentales de 25 m². Durante el invierno cuando el dia se acorta nel crecimiento deS. rostrata se ve frenado y tiene lugar la floración. Los próximos ensayos conS. rostrata deberían de realizarse a dos nivels: (1) estudio del comportamiento deS. rostrata en una determinada área geográfica; (1) estudio del efecto de la utilización deS. rostrata como abono verde en arrozales.

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Observations sur l'utilisation de Sesbania rostrata comme engrais vert dans les rizières

Résumé Sesbania rostrata est une légumineuse annuelle poussant dans les sols inondés de l'Afrique de l'Ouest pendant la saison des pluies. Cette plante peut porter des nodules fixateurs d'azote à la fois sur les racines et sur les tiges. Les nodules de tige proviennent de l'infection de sites prédéterminés (primordia de racines répartis sur les tiges) par une souche spécifique deRhizobium. Le mode d'infection deS. rostrata est unique parmi les légumineuses; il comporte en effet deux étapes: invasion intercellulaire par lesRhizobiums et développement de cordons d'infection. On inocule les tiges en pulvérisant sur les parties aériennes une culture liquide duRhizobium spécifique. S'il est convenablement inoculé,S. rostrata peut fixer jusqu'à 200 kg N₂/ha en 50 jours. Une caractéristique remarquable deS. rostrata est de noduler et de fixer l'azote même en présence de doses élevées d'azote combiné dans le sol. Des expériences conduites pendant l'été sur des microparcelles de 1 m² au Sénégal ont montré que l'utilisation deS. rostrata comme engrais vert pourrait doubler les rendements du riz. Ces résultats ont été confirmés ultérieurement sur des parcelles de 25 m². En hivers, lorsque la durée du jour est plus courte,S. rostrata se développe mal et fleurit facilement. Les essais à conduire surS. rostrata doivent comporter deux étapes: (1) évaluation du comportement deS. rostrata dans une région géographique donnée; (2) évaluation de l'effet de l'emploi de l'engrais vertS. rostrata sur les rendements du riz.

     

Scientists' judgements of the prospects for biological nitrogen fixation research

Summary More than 100 scientists responded to a mail survey concerning prospects for 33 technological developments related to biological nigrogen fixation. Respondents anticipated that most of the hypothesized developments in the legume/Rhizobium and rice/Azolla areas would occur in the next 10 years, while generally developments in nitrogen-fixing cereals and other research would occur later. An additional 28 technological advances were suggested by respondents. Scientists responded that the increasing cost of chemical fertilizer was the major driving force, lack of trained extension workers the major constraint, and research funding the most important issue concerning the development and adoption of the technology.

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Resumen Más de 100 científicos han contestado a una encuesta por correo sobre las perspectivas de 33 avances tecnológicos relacionados con la fijación biológica de nitrógeno. Los encuestados anticiparon que la mayor parte de los hipotéticos avances en los temas: leguminosas/Rhizobium y arroz/Azolla ocurrirían en los próximos 10 años, mientras que descubrimientos en cereales fijadores de nitrógeno y otros temas afines ocurrirían más tarde. Los encuestados sugirieron además otros 28 posibles avances tecnológicos. Los científicos identificaron la carestía de los fertilizantes como el motivo más importante que impulsa la investigación en estas areas, señalaron la falta de extensionistas cualificados como el mayor problema y la financiación de la investigación como la cuestión más importante para el desarrollo e implementación de neuvas tecnologías.

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Résumé Plus de 100 scientifiques ont répondu à une enquête menée par courrier et concernant la perspective de 33 développements technologiques relatifs à la fixation biologique de l'azote. Ces scientifiques anticipent que la plupart des développements prévus par hypothèse dans domaines des interractions légumes-Rhizobium et riz/Azolla vont se réaliser dans les 10 prochaines années, tandis que d'une manière plus générale, les développements dans les céréales fixatrices d'azote et d'autres domaines de recherche, vont se réaliser plus tard. Ces scientifiques suggèrent en outre 28 développements technologiques supplémentaires. Ils ont fait savoir que le coût accru de fertilisants chimiques était la force motrice principale, que le manque d'ouvriers qualifiés d'entretien était la contrainte principale et que la subsidation de la recherche était l'objectif le plus important pour le développement et la popularisation de cette technologie.

     

Mycorrhizae of nitrogen-fixing legumes

Summary Most plant species form mycorrhizae, which are symbiotic fungus-root associations. Many plants can also form symbioses with specific bacteria or actinomycetes which produce root nodules and fix atmospheric nitrogen within these nodules. The tripartite mycorrhiza-legume-Rhizobium symbiosis is the subject of this review. Mycorrhizal nitrogen-fixing legumes include many important temperate and tropical crops, e.g. clover, lucerne, beans (Phaseolus andVicia), peas, soybean, cowpea, pigeonpea, groundnuts,Stylosanthes, Pueraria andCentrosema. These forage and grain legumes form endomycorrhiza of the vesicular-arbuscular (VA) type, as do most species of the Mimosoideae and Papilionoideae. Some arborescent legumes also form VA mycorrhiza, e.g.Leucaena, but many, especially the Caesalpinoideae, form mycorrhiza of the ecto-type; some, e.g.Acacia, have both ecto- and VA mycorrhiza. In some legumes, e.g. clover andStylosanthes, mycorrhizal fungi can densely colonize>70% of the root system; in others, e.g. lupins, mycorrhizal infection is usually light. Unlike theRhizobium symbiosis, mycorrhizal symbioses are essentially non-specific. The ability of mycorrhizae to increase plant uptake of phosphate and alleviate P-stress in P-deficient soils leads to increases in nodulation, nitrogen-fixation, P concentration and plant growth. Mycorrhizae also affect trace element uptake, e.g. Cu and Zn, photosynthate supply, water relations and hormonal balance in legumes. Some legumes grow so poorly without mycorrhiza as to be ecologically obligately mycorrhizal. To some extent root geometry determines the degree of dependence of a legume on mycorrhiza, because the fungal hyphae extend the absorbing surface of the root. Where a legume is growing with a non-mycotrophic plant, its competitive ability can be increased by mycorrhiza. Environmental factors and inputs of P and N fertilizer affect the effectiveness of theRhizobium-mycorrhiza interaction. Also disease tolerance of legumes can be affected by mycorrhiza. The practical impact of mycorrhiza in nitrogen-fixing legumes may be considerable. Dual inoculation of leguminous crops with elite strains of mycorrhizal fungi andRhizobium bacteria, in conjunction with minimal N fertilizer and better utilization of less P fertilizer (rock or super), is currently being studied in many countries. Inoculation techniques are being developed for exploitation on a field scale. It is hoped that further investigations, especially in low-input cropping systems, will enable the substantial potential of mycorrhiza in legume productivity to be achieved.

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Resumen La mayoría de las especies vegetales forman micorrizas, que son asociaciones simbióticas hogno-raíz. Muchas plantas pueden también formar simbiosis con bacterias específicas o actinomicetos, produciendo nódulos radicales fijadores de nitrógeno atmosférico. La simbiosis tripartita micorriza-leguminosa-Rhizobium constituye el tema de esta revisión. Entre las leguminosas micorrizables y fijadoras de nitrógeno se incluyen cultivos importantes tanto de climas templados como tropicales, como son trébol, alfalfa, judía (Phaseolus yVicia), guisante, soja, freijol, guandú, cacahuete,Stylosanthes, Pueraria yCentrosema. Estas leguminosas forrajeras o de grano forman endomicorrizas del tipo vesículo-arbuscular (VA), al igual que la mayoría de las especies de las Mimosoideae y Papilionoideae. Algunas leguminosas arborescentes comoLeucaena también forman micorrizas VA aunque la mayoría, especialmente las pertenecientes a las Cesalpinoideae forman micorrizas de tipo ecto-, aunque se han citado casos como enAcacia que poseen ambos tipos de micorrizas, ecto y VA, simultaneamente. En algunas leguminosas (trébol yStylosanthes) el hongo micorrícico puede colonizar densamente (más del 70%) el sistema radical; en otros casos (Lupinus) la infección micorrícica es por lo general leve. Al contrario de lo que ocurre conRhizobium, las simbiosis micorrícicas son esencialmente no específicas. La capacidad de las micorrizas para incrementar la absorción de P por la planta, superando así la deficiencia en fosfato de los suelos pobres en P, conduce a un incrimento de la nodulación, fijación de nitrógeno, concentración de P y crecimiento de la planta. Las micorrizas también afectan la absorción de oligoelementos como Cu y Zn, la distribución de fotosintato, las relaciones hídricas y el balance hormonal en las leguminosas. Algunas leguminosas crecen con tan poco vigor en ausencia de micorrizas que pueden considerarse, desde un punto de vista ecológico, como obligatoriamente microrrícicas. Hasta cierto punto, la geometría de la raíz determina el grado de dependencia de una leguminosa de la micorriza, ya que las hifas del hongo aumentan la superficie absorbente de la raíz. Cuando una leguminosa crece junto con una planta no micorrizable, su capacidad competitiva puede incrementarse gracias a la micorriza. Diversos factores ambientales y el aporte de fertilizantes de N y P afectan la eficacia de la interacciónRhizobium-micorriza. La tolerancia de las leguminosas a distintas enfermedades puede verse también afectada por las micorrizas. El impacto práctico de las micorrizas en las leguminosas fijadoras de nitrógeno puede ser considerable. En muchos países se está estudiando el efecto de una doble inoculación de cultivos con cepas seleccionadas de hongos micorrícicos y deRhizobium junto con un aporte mínimo de nitrógeno y una mejor utilización de menor cantidad de abono fosfatado (de roca o superfosfato). Se están desarrollando distintas técnicas de inoculación para su explotación a nivel de campo. Se espera que el resultado de estas y otras investigaciones, especialmente en el área de sistemas agrícolas de bajo consumo, permita a las micorrizas desarrollar plenamente su papel en la productividad de las leguminosas.

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Résumé La plupart des plantes forment des mycorhizes, c'est à dire des associations symbiotiques des racines avec des champignons. Beaucoup de plantes peuvent aussi former des symbioses avec des bactéries spécifiques ou des actinomycètes qui produisent des nodules racinaires et fixent l'azote atmosphérique dans ces nodules. La symbiose tripartite mycorhize-légumineuse-Rhizobium est le sujet de la présente revue générale. Les légumineuses à mycorhizes fixant l'azote comprennent un grand nombre de cultures importantes des pays tempérés et tropicaux, comme le trèfle, la luzerne, les haricots (Phaseolus etVicia), les pois, le soja, le cajou, l'arachide,Vigna sinensis, Stylosanthes, Pueraria etCentrosema. Ces légumineuses à fourrage et à graines forment des endo-mycorhizes de type vésiculaire-arbusculaire (VA), comme le font le plupart des éspèces de Mimosoideae et de Papilionoideae. Certaines légumineuses arborescentes forment aussi de mycorhizes VA, par exempleLeucaena, mais beaucoup d'entre elles, particulièrement les Caesalpinoideae, forment des ecto-mycorhizes. Certaines, comme lesAcacia, ont à la fois des mycorhizes du type VA et du type ecto. Les champignons mycorrhizogènes peuvent densement coloniser (plus de 70%) les systèmes racinaires de quelques légumineuses comme le trèfle et leStylosanthes, mais ordinairement légèrement colonisent d'autres, eg.Lupinus. A la différence des symbioses àRhizobium, celles des mycorhizes sont essentiellement non-spécifiques. L'aptitude des mycorhizes à accroître l'absorption des phosphates et à réduire la déficience en P dans les sols qui en sont pauvres a pour conséquence d'accroître la nodulation, la fixation de l'azote, ainsi que la teneur en P et la croissance de la plante. Les mycorhizes influence également l'absorption des oligo-éléments, comme Cu et Zn, l'activité photo-synthétique, les relations avec l'eau, et l'équilibre hormonal des légumineuses. Certaines légumineuses poussent si mal en l'absence de mycorhizes qu'on peut les considérer, du point de vue écologique, comme obligatoirement mycotrophiques. La géométrie des racines détérmine dans une certaine mesure le degré de dépendence d'une légumineuse par rapport au mycorhizes. En effet, les hyphes fongiques accroissent la surface absorbante de la racine. Lorsque une légumineuse pousse avec une plante non-mycotrophique, sa compétitivité peut être accrue par la mycorhization. Certains facteurs de l'environnement, ainsi que l'apport de P et de N par des engrais diminuent l'efficacité de l'interactionRhizobium-micorhize. D'autre part la résistance des légumineuses aux maladies peut être affectée par les mycorhizes. L'impact pratique des mycorhizes sur les légumineuses fixant l'azote peut être considérable. La double inoculation avec des souches sélectionnées de champignons mycorhiziens et deRhizobium bactériens, associée à un apport minimal d'engrais azoté et à une meilleure utilisation d'un moins quantité d'engrais phosophoré (de roche ou super-phosphate), est couramment étudiée dans de nombreux pays. Des techniques d'inoculation sur le terrain sont mises au point. On espère que de nouvelles recherches, en particulier sur les systèmes de culture avec faible apport exogène, permettront au potentiel des mycorhizes pour la productivité des légumineuses de se réaliser pleinement.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 10.     

The East AfricanRhizobium MIRCEN; A framework for promoting regionally co-ordinated biological nitrogen fixation

Summary The Nairobi MIRCEN, which addresses itself to N₂-fixation by legume-rhizobia systems, was established in 1977 in the Departments of Soil Science and Botany of the University of Nairobi as one of the first four MIRCENs. The centre embraces Eastern Africa region. The countries served include Uganda, Sudan, Tanzania, Zambia, Zimbabwe, Rwanda, Lesotho, Malawi, Mauritius, Ethiopia and Kenya. Its broad responsibilities include collection, identification, maintenance, testing and distribution of rhizobia cultures compatible with leguminous crops of the region. Additionally, the centre provides training facilities for scientific personnel and extention workers, and its also disseminates information onRhizobium technology. The centre maintains liaison with appropriate microbiologists, agronomists and institutions within and outside the region. The population of Eastern Africa is increasing rapidly at the rate of 3% per annum while growth in agricultural output continues to lag behind at 1.5% per annum. Grain legumes (beans, cowpeas, pigeon peas) play an important role in the diet of the people, yet the agronomic yields of these legumes are markedly low due to poor practices. The Nairobi MIRCEN has since its inception employed an interdisciplinary approach in tackling the problems of increased legume production. The University staff (agronomists, microbiologists, physiologists, pathologists, soil scientists) who themselves are associated with specific research programmes (e. g. cowpea improvement programme, pigeon pea, MIRCEN) work very closely. This paper reports on some of the achievements of the Nairobi MIRCEN on (a) production and distribution ofRhizobium inoculants (b) research activities on legume-rhizobia symbiosis and other N₂-fixing organisms (c) training of scientific personnel (d) dissemination of information and (e) fostering regional and international co-operation.

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Resumen El MIRCEN de Nairobi que se orienta hacia el estudio de la fijación de nitrógeno en los sistemas leguminosa-rhizobium, se estableció en 1977 en el seno del Departamento de Ciencias del Suelo y Botánica de la Universidad de Nairobi como uno de los cuatro primeros MIRCENs. El centro abarca toda la región Este de África, sirviendo a los siguientes países: Uganda, Sudán, Tanzania, Zambia, Zimbabue, Ruanda, Lesotho, Malawi, las Mauricio, Etiopía y Kenia. Los vastos cometidas del centro incluyen la recogida, identificación y mantenimiento de cepas deRhizobium compatibles con las leguminosas propias o no de la región. El centro proporciona además facilidades para las formación de personal investigador y de extensión agraria, aparte de divulgar información relativa a la tecnología de uso deRhizobium. El centro también mantiene vínculos con microbiologos, agrónomos e instituciones relacionadas tanto dentro como fuera de la región. La población de África del Este crece rapidamente con un indice del 3% anual, sin embargo, el output agricola sigue por debajo con un crecimiento de tan solo 1.5% por año. Las legumbres (alubias, fújoles etc) juegan un papel importante en la dieta de la población, no obstante los rendimientos de dichos cultivos permanecen extremadamente bajos debido al elevado coste de los abonos inorgánicos. El MIRCEN de Nairobi ha tratado, desde su concepción, de resolver de una forma interdisciplinar los problemas inherentes a la obtención de un incremento en la produción de legumbres. El personal de la Universidad (agrónomos, biólogos, fisiólogos, patólogos, edafólogos) trabajan en estrecha colaboración aún que cada uno de ellos este adscrito a un programa específico (programa de mejora del fújol, MIRCEN). Este trabajo muestra algunos de los resultados obtenidas en le MIRCEN de Nairobi en las siguentes areas: (a) producción y distribución de inóculo deRhizobium; (b) investigaciones sobre la simbiosisRhizobium-leguminosas y otros organismos fijadores de nitrógeno; (c) formación de personal investigador; (d) divulgación de información; (e) adopción y promoción de programas de cooperación nacinoal e internacional.

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Résumé Consacré à la fixation de N₂ par les systèmes rhizobium-légumineuse, le MIRCEN de Nairobi est l'un des quatre premiers Centres créés. Il a été implanté en 1977 dans le Département de Pédologie et de Botanique de l'Université de Nairobi. Ce centre couvre toute l'Afrique Orientale, les pays desservis étant l'Ouganda, le Soudan, la Tanzanie, la Zambie, le Zimbawe, le Rouanda, le Lesotho, l'Ile Maurice, l'Ethiopie et le Kenya. Ses larges attributions comprennent la collection, l'identification, la maintenance, le contrôle et la distribution de cultures de rhizobiums compatible avec les légumineuses cultivées dans la région. De plus, le Centre assure la formation de personnel scientifique et de techniciens supplétifs, et diffuse des informations sur la technologie desRhizobium. Il assure enfin des liaisons avec des microbiologistes et des agronomes et avec des institutions scientifiques situées dans et en dehors de la région. La population de l'Afrique Orientale s'accroit rapidement au rythme annuel de 3%, tandis que la production agricole regresse de 1,5% par an. Les graines de légumineuses (haricot, cowpea, pigeon-pea) jouent un rôle important en alimentation humaine, mais les rendements, à cause du coût élevé des engrais minéraux, sont très faibles. Depuis sa création, le MIRCEN de Nairobi a recours, pour améliorer la production des légumineuses, à une approche interdisciplinaire. Le personnel scientifique de l'Université (agronomes, microbiologistes, physiologistes, pathologistes et pédologues) sont engagés dans des programmes de recherche spécifiques (MIRCEN, amélioration du cowpea et du pigeon-pea) et travaillent en collaboration étroite. Dans cet article, quelques réalisations du MIRCEN de Nairobi sont rapportées, notamment en ce qui concerne: (a) la production et la distribution de souches deRhizobium, (b) les recherches sur la symbioseRhizobium-Légumineuses, (c) la formation de personnel scientifique, (d) la diffusion de l'information, et (e) l'établissement de relations régionales et internationales.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985. Session 2     

Nodulation,vegetative growth,infestation with the spider miteTetranychus cucurbitacearum (Sayed) and seed yield of N-fertilized soybean plants in the Nile Delta

Summary A field experiment was conducted at Sakha Agricultural Research Station, Kafr El-Sheikh, A.R. Egypt, to study the effect of inoculation with the symbiotic N₂-fixerRhizobium japonicum on nodulation, vegetative growth and seed yield of soybeans cultivated in Nile Delta clay-loam alluvial soil, with N-fertilization rates of 48, 96, 144 or 192 kg N/ha. Special attention was given to infestation with the spider miteTetranychus cucurbitacearum (Sayed). Soybeans in noninoculated plots failed to nodulate. In the inoculated plots, nodule number and weight, plant dry weight and N-content, seed yield and N-content and weight/100 seeds responded to inoculation plus N-fertilization up to 96 kg N/ha added as one dose 30 days after planting. Inoculation at all levels of applied N gave higher yields than non-inoculation at corresponding N levels. Infestation with the spider miteTetranychus cucurbitacearum over a 10-week period was highest for inoculation with the symbiotic N₂-fixer and N-fertilization at 96 kg N/ha, the same treatment which gave the highest N-content in plant vegetative tissue.

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Resumen En la Estación de Investigación Agraria de Sakha, Kafr El-Sheik, A.R. Egipto, se estudió el efecto de la inoculación conRhizobium japonicum sobre la nodulación, el crecimiento vegetativo y el rendimiento en semillas, de plantas de soja, cultivadas en un suelo de aluvión, arcillo-limoso, del Delta del Nilo, con las siguientes dosis de abonado nitrogenado: 48, 96, 144 ó 192 kg N/ha. Se prestó especial atención a la infestación por el ácaroTetranychus cucurbitacearum (Sayed). Las plantas de soja de las parcelas no inoculadas no nodularon. En las parcelas inoculadas el número de nódulos y su peso, el peso seco y el contenido en nitrógeno de las plantas, la cosecha de semillas, el contenido en nitrógeno de estas y el peso de 100 semillas respondieron a la inoculación más la fertilización hasta la dosis de 96 kgN/ha añadidos de vez, 30 días después de la siembra. La inoculación incrementó la cosecha respecto al tratamiento no inoculado en todas las dosis de nitrógeno consideradas. La infestación por el ácaroTetranychus cucurbitacearum, observada durante un periodo de 10 semanas, fue máxima para el tratamiento inoculado con dosis de abonado de 96 KgN/ha, que fue así mismo el tratamiento que dió mayor contenido en N del tejido vegetativo de la planta.

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Résumé Une expérimentation sur le terrain a été conduite à la Station de Recherche en Agriculture de Sakha, Egypte, pour étudier l'effect de l'inoculation deRhizobium japonicum sur la nodulation, la croissance végétative et le rendement en graines du soja, cultivé dans un sol alluvial d'argile gras du Delta du Nil, avec un taux de fertilisation respectivement de 48, 96, 144 et 192 kg d'azote par hectare. Une attention particulière a été réservée à l'invasion par la mite araignéeTetranychus cucurbitacearum (Sayed). Les sojas de parcelles non-inoculées n'ont pas développés de nodules. Dans les parcelles inoculées, le nombre et le poids des nodules, le poids sec de la plante et sa teneur en azote, le rendement en graines ainsi que le poids et la teneur en azote par 100 graines ont répondu à l'inoculation plus la fertilisation azotée jusqu'à 96 kg d'azote par hectare et ajouté une dose unique 30 jours après la plantation. L'inoculation à tous les niveaux d'ajouts d'azote a produit des rendements plus élevés que la non-inoculation pour les mêmes taux d'ajout d'azote. L'invasion par la mite araignéeTetranychus cucurbitacearum pendant une période de 10 semaines a été la plus élevée dans le cas de l'inoculation avec le fixateur symbiotique d'azote et la fertilisation azotée à 96 kg par hectare, c'est-à-dire le même traitement que celui qui a résulté en la teneur la plus élevée en azote dans le tissus végétatif végétal.

     

Mycorrhizae of actinorhizal plants

Summary Actionorhizal nodules occur on some 200 species from 20 different and apparently unrelated angiosperm genera. These plants, typically woody perennials ranging in habit from semiprostrate shrubs to massive trees, can, by virtue of their nitrogen-fixing capacity, grow on and colonize substrates low in combined nitrogen. Many of these plants additionally support a mycorrhizal association. In some cases the mycorrhizal association is exclusively ecto, in others exclusively endo while in yet others both ecto and endo are recorded from the same plant. The type of infection occurring and the actual nature of the endophyte associated with a particular host species would appear to vary depending on the habitat of the host, the prevailing environmental conditions and associated plant species. Laboratory studies on the physiological relationships existing between the host plant and its nodular and mycorrhizal endophytes indicate that in general a mycorrhizal infection can lead to increased uptake of phosphate, increased nodulation and increased nitrogenase resulting in overall enhancement of plant growth and yield. It is also evident, however, that to establish an efficient triple symbiosis consideration must be given to endophyte specificity and genetic variability, inoculation regimes and environmental factors. These will be discussed in relation to host response in the field and to the formulation of field inoculation procedures. The importance of a mycorrhizal association in relation to the resistance of certain actinorhizal plants to water stress and to pathogens will also be discussed. Finally consideration will be given to the impact of mycorrhizal associations on the contribution that such plants can make in stress areas and in agroforestry on a global scale.

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Resumen Alrededor de 200 especies a 20 generos de Angiospermas distintos y aparentemente no relacionados presentan nódulos actinorrízicos. Dichas plantas, tipicamente perennes y leñosas cuyo hábitat va desde matorrales semi-postrados hasta árboles de grant tamaño, pueden, debido a su capacidad para fijar nitrógeno, crecen y colonizan sustratos deficientes en nitrógeno combinado. Muchas de estas plantas forman además una asociación micorrízica, en algunos casos exclusivamente ecto- en otros exclusivamente endo-, pudiendose encontrar casos con ambos tipos a la vez. El tipo de infección y la naturaleza del endófito asociado con una especie de huésped particular parece variar con el hábitat del huésped, las condiciones ambientales predominantes y las especies de plantas asociadas. Estudios de laboratorio de las relaciones fisiológicas existentes entre la planta huésped y sus endófitos nodulares y micorrízicos indican que en general una infección micorrízica conduce a un incremento en la absorción de P, en la nodulación, y en los niveles de nitrogenasa resultando todo ello en una mejora del crecimiento y del rendimiento de la planta. Es evidente que, sin embargo, para establecer una triple simbiosis de este tipo ha de considerarse la especificidad del endófito y su variabilidad genética, así como el tipo de inoculación y los distintos factores ambientales implicados. Todo ello ha de ser discutido en relación con la respuesta del huésped en el campo y con la forma de inoculación a emplear. También se discute la importancia de la asociación micorrízica en relación con la resistencia de distintas plantas actinorrízicas al stress hídrico y a ciertos patógenos. Finalmente tambíen se toma en cuenta el impacto que las asociaciones micorrízicos pueden tener en áreas con problemas y en silvicultura en general.

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Résumé de ces plantes présentent en outre des associations mycorhiziennes. Celles-çi sont soit ectotrophes, soit endo-trophes, soit encore, dans le cas de certaines plantes, à la fois ecto-et endotrophes. Le type d'infection et la nature de l'endophyte associé à une plante donnée varient suivant l'habitat de l'hôte, les conditions de l'environnement et les espèces de plantes associées. Les études de laboratoire sur les relations physiologiques entre la plante-hôte et ses endophytes nodulaires et mycorhiziens indiquent que, d'une manière générale, l'infection mycorhizienne accroît l'absorption des phosphates, la nodulation, et l'activité nitrogénase, ce qui augmente de façon globale la croissance et le rendement de la plante. II est d'autre part évident que l'établissement d'une triple symbiose efficace dépend de la spécificité de l'endophyte, de sa variabilité génétique, du mode d'inoculation et de facteurs environnementaux. Ces différents points sont discutés en se référant à la réponse de l'ôte et au mode d'inoculation sur le terrain. D'autre part, l'importance des associations mycorhiziennes en ce qui concerne la résistance de certaines plantes actinorhiziennes à la sécheresse et aux agents pathogènes est discutée. Enfin, ce travail comporte des considérations sur l'importance des associations mycorhiziennes pour la contribution que ce groupe de plantes peut apporter en zone aride et, d'une manière générale, en agronomie forestière.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 10.     

Nitrogen fixation in bambara groundnut,Voandzeia subterranea (L.) Thouars

Summary To improve biological nitrogen fixation in bambara groundut (Voandzeia subterranea (L.) Thouars), the relative effectiveness of 24 cultivars was studied in the field at two experimental stations selected for their different ecological conditions. Thirty oneRhizobium strains were isolated and 12 cultivars were screened during this study. Both indigenous and introduced NiftalRhizobium strains were used during a second study on host cultivars xRhizobium strains interactions. Nodulation index and shoot dry weight were used to assess the efficiency. The widest effectiveness spectrum was observed with the indigenous strain MAO 113 and the introduced strain TAL 22.

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Resumen Afín de mejorar la fijación biológica de nitrógeno en el cacahuete de Bambara (Voandzeia subterranea (L.) Thouars), se realizó un estudio de su efectividad relativa en campo en dos estaciones experimentales seleccionadas por sus distintas condiciones ecológicas. Durante este estudio se aislaron treintaiuna cepas deRhizobium y se probaron doce cultivares del huésped. En un segundo ensayo se estudiaron las interacciones huésped xcepa deRhizobium para lo cual se utilizaron cepas deRhizobium Niftal tanto indígenas como introducidas. La eficiencia se valoró determinado el índice de nodulación y el peso seco de la parte aerea. El espectro más amplio de eficacia se observó con la cepa indígena MAO 113 y la introducida TAL 22.

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Résumé Dans le but d'améliorer la fixation biologique d'azote dans la noix de Bambara (Voandzeia subterranea (L.) Thouars), l'efficacité relative de 24 cultivars a été étudiée sur le terrain dans deux stations expérimentales choisies pour leurs conditions écologiques différentes. Trente-etune souches deRhizobium ont été isolées et 12 cultivars ont été testés au cours de cette étude. Tant les souches indigènes deRhizobium que celles Niftal introduites ont été utilisées au cours d'une deuxième étude sur les interractions entre les souches deRhizobium et les cultivarshôtes. L'indice de nodulation et le poids sec de la pousse ont été utilisés pour l'établissement de l'efficience. Le spectre d'efficience le plus large a été observé avec la souche indigène MAO 113 et la souche introduite TAL 22.

     

Effect of p,p′ DDT on nitrogen fixation of white clover in volcanic soils of Chile

Summary The effect of increasing concentrations of p,p DDT on dry matter production and nitrogen fixation of white clover (Trifolium repens L.) growing in pots with volcanic soils of the southern region of Chile was studied. The chlorinated insecticides content of the soils ranged from low to very high (>20 mg/kg), being associated with the amount of insecticide applied. A detrimental effect of medium and high levels of DDT on growth, dry matter production and N-accumulation of clover was observed. The effects on nodulation and nitrogenase activity were smaller. These effects were higher when nutrient solutions were used instead of soil, because of the protective effects of soil colloids.

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Resumen Se estudió el efecto de concentraciones crecientes de p,p DDT sobre la producción y parámetros de fijación de N del trébol blanco (Trifolium repens L.) en condiciones de invernadero en suelos volcánicos de la zona sur de Chile. Los contenidos de insecticidas clorados de los suelos de la región son desde bajos hasta muy altos (>20 mg/kg), dependiendo de las aplicaciones. Se apreció un efecto depresivo del DDT a dosis medias y altas sobre el crecimiento, producción de materia seca y N-acumulado del trébol y un efecto menor sobre nodulación y actividad nitrogenásica. Estos efectos fueron más acentuados cuando se trabajó con soluciones nutritivas que con suelo, debido a la protección ejercida por los coloides del suelo.

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Résumé On a étudié l'effet de concentrations croissantes de p,p-DDT sur la production de matière sèche et sur la fixation de l'azote par le trèfle blanc (Trifolium repens L.) cultivé en serre sur des échantillons de sols volcaniques du sud du Chili. Dans les sols de cette région, la teneur en résidus d'insecticides chlorés varie entre <1 et >20 mg/kg suivant le niveau des prelévements. Le DDT inhibe la croissance, la production de matière sèche et l'accumulation d'azote par le trèfle. De plus, nous avons constaté un effet secondaire sur la nodulation et l'activité nitrogénasique. Ces effets sont plus marqués lorsqu'on utilise des solutions nutritives au lieu de terre, ce qui est dû à une protection éxercée par les colloides du sol.

     

New processes for the advanced treatment of wastewaters

Summary The principle of the Artois-Piedboeuf Interbrew wastewater treatment is: (1) the construction of a one-tank compact rectangular tank divided into compartments each having defined functions. This allows reduction in capital and operation costs. (2) The number of compartments allows a two-stage treatment to obtain better process performances. (3) For the same reason, the compartments are designed to allow two hydraulic reversed flow directions. The three-stage anaerobic-aerobic unitank system with biological nitrogen removal (3SU-N-system) is an example of such a treatment. It combines a biological conditioning tank for buffering, presedimentation, hydrolysis and acidification (three compartments) with a hybrid methane reactor combining the upflow process and the anaerobic contact process (two compartments) and with a low-rate oxidation stage for biological nitrogen removal (five compartments). The efficiency of the system is a BOD removal of 98% and a nitrogen removal of 90%.

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Resumen El tratamiento de las aguas residuales en las fábricas de cerveza Artois se basa en los siguientes principios: (1) construcción de un tanque rectangular y compacto dividido en distintos compartimentos cada uno con una función definida. Este sistema reduce la inversión inicial y los costos de funcionamiento. (2) La subdivisión en compartimentos permite un tratamiento en dos fases con lo-cual se obtiene un mejor rendimiento del proceso (3) por la misma razón los compartimentos se han diseñado para permitir dos direcciones de flujo hidraulico opuestas. Un ejemplo de este tipo de tratamientos es el sistema 3SU-N que consiste en unitanques aerobiosanaerobios con tres fases y eliminación biológica del nitrógeno. Este sistema combina un tanque de acondicionamiento biólogico para tamponar, presedimentar, hidrolizar y acidificar (tres compartimentos) con un reactor de metano híbrido, que combina procesos de upflow con procesos anaerobios de contacto (dos compartimentos), y con una fase de oxidación lenta para la eliminación biológica del nitrógeno (cinco compartimentos). La eficacia del sistema es de un 98% en la eliminación de BOD y de un 90% en la de nitrógeno.

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Résumé Le principe du traitement des eaux usées des Brasseries Artois réside en (1) la construction d'un réservoir unique divisé en compartiments ayant chacun une fonction définie. Ceci permet une diminution du capital et du coût opérationnel. (2) Un nombre de compartiments permettant un traitement en deux étapes pour l'obtention de performances plus élevées et (3) la conception, pour les mêmes raisons, de compartiments permettant des flux hydrauliques en direction

     

Dynamics of the population sizes of cowpea and soybean rhizobia at three locations in West Africa

Summary Variation in the population sizes of rhizobia that are capable of nodulating cowpeas and two soybean cultivars with different symbiotic promiscuities was assessed at three locations in West Africa. Maradi, in Niger, is subject to temperature extremes and prolonged drought; the soil contained fewer rhizobia than those at Onne and at the International Institute of Tropical Agriculture both of which are located in the humid zone of Nigeria. Numbers of rhizobia, especially of cowpea rhizobia in the top 15 cm six weeks after planting, were significantly higher in fields cropped to cowpeas than fallow soil, indicating that cowpea crops built up the population of compatible rhizobia in the root zone.Bradyrhizobium japonicum specific for American soybean cultivars had the smallest population at all three locations, confirming the need for inoculating these cultivars with appropriate rhizobia in tropical soils. In fallow plots, in the absence of the host plant, rhizobial population sizes remained stable for four years.

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Resumen Se estudió la variación en el tamaño de población deRhizobium capaces de nodular en caupíes y en dos cultivars de soja con distintos requerimientos simbióticos, en tres localidades del Oeste de Africa. Maradi, en Nigeria es un lugar con un régimen de temperaturas extremas y sequía prolongada; en este lugar el suelo contenía menor número deRhizobium comparado con las poblaciones encontradas en Onne y en le Instituto Internacional de Agricultura Tropical, ambos lugares situados en la zona húmeda de Nigeria. La población deRhizobium, especialmente deRhizobium associados a caupíes, era significativamente superior en aquellos campos que habían sido cultivados que en las parcelas dejadas en barbecho, indicando con ello que el cultivo de caupíes aumenta la población rizosférica deRhizobium compatibles.Bradyrhizobium japonicum, específico para los cultivars americanos de soja, era el menos abundante en las tres localidades estudiadas, confirmándose así la necesidad de inocular dichos cultivars con elRhizobium apropiado en suelos tropicales. En las parcelas en barbecho, en ausencia de planta huésped, las poblaciones deRhizobium se mantuvieron establizadas durante 4 años.

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Résumé Ce travail concerne l'étude des variations de populations deRhizobium capables de faire noduler le cowpea et deux cultivars de soja soumis à des environnements différents. A Maradi, au Niger, localité éxposée à des températures extrêmes et à une sécheresse prolongée, le sol contient moins deRhizobium qu'à Onne et à l'Institut International d'Agriculture Tropicale, lesquels sont situés dans la zone humide du Nigéria. Six semaines après les semailles, lesRhizobium sont sensiblement plus nombreux dans les champs de cowpea que dans les jachères, ce qui indique que la culture de cowpea entraîne le développement deRhizobium compatibles dans la couche racinaire des 15 centimètres superficiels.Bradyrhizobium japonicum, qui est spécifique des cultivars de soja américain, est la population la plus faible dans les trois sites, confirmant ainsi la nécessité dans les sols tropicaux d'inoculer ces cultivars avec desRhizobium appropriés. En jachère, c'est à dire en l'absence de plante-hôte, les populations rhizobiennes sont restées stables pendant quatre années.

     

Effects of post-emergence inoculation on field grown soybeans

Summary Inoculation of soybean seed with rhizobia has traditionally been performed by applying the inoculum to seed immediately before planting. In some conditions, however, the application of rhizobia to seed may fail to give satisfactory nodulation. The hypothesis that such failure of seed inocuation might be remedied by inoculating field grown soybeans after planting (post-emergence inoculation) was tested at three locations which were free from native soybean rhizobia. Post-emergence inoculation treatments comprised inoculation at five, 10, 15 and 20 days after planting. The inoculation technique consisted of suspending peat-based inoculant at the recommended rate in water, and pouring this suspension over the planted rows. Satisfactory nodulation and plant growth were obtained following inoculation at five, 10 and 15 days after planting in the two areas where surface soil moisture was adequate. In another area where the soil surface was relatively dry at the time of inoculum application, nodulation was greatly reduced. Nodules formed following post-emergence inoculation were located mainly on lateral roots near the soil surface. Inoculation at 20 days after planting was, however, unsuccessful. With good rainfall seed yield obtained from seed-inoculated plants was not significantly different from those that were obtained from plants inoculated five or 10 days after planting. It seems, therefore, that failures of seed inoculation can be corrected by post-emergence inoculation within two weeks of planting, provided that surface soil moisture is adequate.

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Efectos de la inoculación post-emergencia de plantas de soja en campo

Resumen La inoculación de plantas de soja conRhizobium se ha venido realizado tradicionalmente mediante la inoculación directa de la semilla antes de la siembra. Este método puede, sin embargo, producir, a veces, una nodulación defectuosa. Se ha postulado que este fallow en la inoculación podría resolverse mediante la inoculación en el campo de las plantas de soja. A fin de comprobar la viabilidad de esta inoculación post-emergencia se realizaron ensayos en tres localidades libres deRhizobium nativo inoculando las plantas a los cinco, 10, 15 y 20 días despúes de la siembra. La técnica de inoculación utilizada consistió en suspender en agua la proporción adecuada de inóculo que se presentaba incorporado en turba. Dicha suspensión se utilizaba para regar les hileras de plantas a inocular. La nodulación y el crecimiento de las plantas fueron satisfactorios en los ensayos efectuados cinco, 10 y 15 dias despúes de la siembra en dos areas donde la humedad del suelo fue la adecuada; en la otra localidad la superficie del suelo estaba relativamente seca cuando se aplicó el inóculo y la nodulación se vió en este caso muy reducida. Los nódulos formados como consecuencia de esta inoculación post-emergencia se encontraron preferentemente en las raíces laterales cerca de la superficie del suelo. Las inoculaciones efectuadas dos días después de la siembra no dieron resultado en ningún caso. La cosecha obtenida de las plantas inoculadas directamente en semilla no fue significativamente distinta de la obtenida de las que fueron inoculadas en el campo cinco ó 10 días después de la siembra. Podemos pues concluir que les errores en la inoculación de semillas pueden corregirse mediante una inoculacion post-emergencia en el campo cinco ó 10 días después de la siembra. Podemos pues concluir que los errores en la humedad del suelo sea la adecuada.

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Les effets de l'inoculation post-émergence aux plantes de soja dans le champ

Résumé L'inoculation du soja par les rhizobiums s'effectue traditionellement en appliquant l'inoculum sur les graines immédiatement avant de les semer. Cependant, dans certaines conditions, cette méthode ne procure pas une nodulation satisfaisante. L'hypothèse qu'on puisse remédier à ces échecs en inoculant le soja dans le champ, après les semailles (inoculation post-émergence) a été téstée dans trois stations dépourvues de rhizobiums natifs. Les inoculations post émergence ont été effectuées cinq, 10, 15 et 20 jours après les semailles. La technique consiste à mettre en suspension aqueuse, dans les proportions recommandées le mélange d'inoculum et de tourbe. Cette suspension est répandue sur les rangées de plants. Une nodulation et une croissance végétale staisfaisantes ont été obtenues avec les inoculations pratiqueées cinq, 10 et 15 jours après les semailles dans deux parcelles où l'humidité du sol était adéquate. Dans une autre parcelle, où la surface était relativement sèche au moment de l'inoculation, la nodulation a été fortement réduite. Les nodules formés après inoculation post-émergence sont principalement situés sur des racines latérales, proches de la surface. L'inoculation pratiquée 20 jours après les semailles est inéfficace. Avec une bonne pluie, le rendement en soja obtenu par inoculation des graines n'est pas significativement différent de celui qu'on obtient avec les plantes inoculées cinq ou 10 jours après les semailles. Il semble, donc, que les échecs de l'inoculation des graines puissent être corrigés par une inoculation qui suivent les semailles, à condition, toutefois, que l'humidité superficielle du sol soit adéquate.

     

Cryopreservation of Azotobacteraceae in liquid nitrogen

Summary Agar-grown cultures of 144 strains of Azotobacteraceae were suspended in 0.5 ml of 10% (v/v) glycerol in glass ampoules and rapidly frozen and stored in liquid nitrogen. On revival, ampoules were rapidly warmed by agitation in a waterbath at 33°C until thawing occurred. All cultures remained viable for up to 7.5 years, grew with short lag phases on revival and suffered no apparent phenotypic changes. Quantitative assessments of representative strains of all species suffered losses in viability after 2.5 or 5 years in liquid nitrogen that were generally less than one decimal reduction from unfrozen suspensions of 10⁷–10⁹ cells/ml. The method is considerably better than freeze-drying or simple desiccation for the more-difficult species likeAzomonas insignis, A. agilis, Azotobacter beijerinckii, Azomonotrichon macrocytogenes andDerxia gummosa, and indications are that strains of all species could be preserved in this way for decades.

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Resumen Se suspendieron 144 cepas de azotobacteriaceas, cultivadas en agar, en 0.5 ml de glicerol al 10% (v/v) en viales de cristal que se congelaron rapidamente y se almacenaron en nitrógeno líquido. Para recuperar las cepas se calentaron los viales mediante agitación en un baño de agua a 33°C hasta que se deshelaron los cultivos. Todas las cepas permanecieron viables hasta 7.5 años, al recuperarlas crecieron con fases lag cortas y no sufrieron cambios fenotipicos apreciables. Las cepas representativas de todas las especies sufrieron perdidas de viabilidad inferiores a un decimal comparadas con suspensiones no congeladas de 10⁷–10⁹ células/ml; después de permanecer en nitrógeno líquido 2.5 ó 5 años. Este método es sensiblemente mejor que la liofilizatión o la simple desecación para las especies más dificiles como:Azomonas insignis, A. agilis, Azotobacter beijerinckii, Azomonotrichon macrocytogenes, y,Derxia gummosa. Existen indicios que permiten suponer que cepas de todas estas especies podrían conservarse mediante este método durante décadas.

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Résumé Les cultures sur agar de 144 souches d'Azotobacteraceae ont été suspendues, chacune, dans 0.5 ml de glycerol à 10% (vol. vol.^–1) dans des ampoules en verre, congelées rapidement et conservées dans l'azote liquide. Pour les revivifier, les ampoules ont été très rapidement réchauffées par agitation dans un bain d'eau à 33°C jusqu'au dégel. Toutes les cultures sont restées viables pour des périodes allant jusqu'à 7.5 ans, se sont développées avec des phases de latence courtes lors de la revivification et ne présentaient aucun changement phénotypique. Les souches représentatives de chaque espèce n'ont souffert en général que de pertes de viabilité inférieures à une réduction décimale, par rapport à la culture de départ qui contenait entre 10⁷ et 10⁹ cellules par ml. Cette méthode de conservation est considérablement meilleure que la lyophilisation ou la simple dessication pour les espèces plus délicates commeAzomonas insignis, A. agilis, Azotobacter beijerinckii, Azomonotrichon macrocytogenes etAzomonas gummosa. Des indices suggèrent que les souches de toutes les espèces pourraient bien être consevables pendant des décades.

     

Effets du chlorure de sodium sur la croissancein vitro,l'infectivité et l'efficience deRhizobium meliloti

Résumé La tolérance au chlorure de sodium de trois souches deRhizobium meliloti dont deux isolées de nodules de luzernes poussant en sols salins a été étudiée. Pour deux souches, la croissance est ralentie par 600 mmol/l de NaCl et inhibée par 750 mmol/l mais les bactéries restent vivantes. Une des souches isolées de sol salin se développe encore en présence de 750 mmol/l de NaCl. Avec 900 mmol/l de NaCl la croissance est inhibée et la viabilité altérée. Le sodium et le potassium intra-cellulaires ont été dosés. Les trois souches accumulent du K en présence de NaCl. La souche la plus tolérante au NaCl contient plus de Na et accumule moins de K que les autres souches. La germination des graines de deux luzernes (européenne et marocaine) est inhibée à partir de 0.5% et totale à 1.4% de NaCl pour la première, et à partir de 0.9% et totale à 2% de NaCl pour la seconde. Les trois souches deR. meliloti infectent de jeunes plantes de luzerne en présence de 1.5% de NaCl et les nodules formés contiennent des bactéroïdes d'aspect normal. Cependant les nodules restent blancs à partir de 1% de NaCl et les plantes sont moins développées. L'activité nitrogénasique mesurée sur ces plantes nodulées en présence de NaCl est ralentie à partir de 0.4% de NaCl, très faible avec 1% et totalement inhibée avec 1.5%. La plante-hôte et par suite l'activité fixatrice symbiotique semblent ainsi plus sensibles au NaCl que la bactérie elle-même.

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Effect of sodium chloride on in vitro growth, infectivity and effectiveness of Rhizobium meliloti

Summary The tolerance to sodium chloride shown by three strains ofRhizobium meliloti, two of them isolated from nodules of lucerne cultivated in a saline soil, was studied. The growth of two strains is slowed by NaCl at 600 mmol/l and inhibited at 750 mmol/l, but the bacteria remain visible. One of the strains isolated from saline soil grows in the presence of 750 mmol/l NaCl. With NaCl at 900 mmol/l the growth is inhibited and viability impaired. The intracellular concentrations of Na and K has been determined. All three strains accumulate K in the presence of NaCl. The most tolerant strain contains more Na and accumulates less K than the other two. The germination of seeds of two varieties of lucerne (European and Moroccan) is inhibited at 0.5% and suppressed completely at 1.5% NaCl for the first variety, and inhibited at 0.9% and suppressed at 2% NaCl for the second. In the presence of 1.5% NaCl the threeR. meliloti strains infect the young lucerne plants and the nodules formed certain morphologically normal bacteroids. With 1% NaCl, however, the nodules are colourless and the plants are less well developed. Nitrogenase activity measured on plants nodulated in the presence of NaCl is decreased at 0.4%, very weak at 1% and inhibited completely at 1.5% NaCl. Therefore, the host plant and the symbiotic nitrogen fixation process appear to be more sensitive to NaCl than are the bacteria themselves.

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Efecyo del cloruro sodico en el crecimiento in vitro, la infectividady la eficacia de Rhizobium meliloti

Resumen Se ha estudiado la tolerancia al cloruro sódico de très cepas deRhizobium meliloti, dos de ellas aisladas de nodulos de alfalfa cultivada en suelos salinos. La presencia de NaCl a concentración de 600 mmol/l disminuye la velocidad de crecimiento de dos de las cepas, quedando este totalmente inhibido en 700 mmol/1. La bacteria, permanece, sin embargo, viable. Una de las cepas aisladas del suelo salino crece incluso en presencia de 750 mmol/1 de NaCl y su crecimiento no se inhibe hasta llegar a una concentración de 900 mmol/l quedando noobstante disminuida la viabilidad de la bacteria. Se han determinado las concentraciones intracelulares de Na y K observandose que las tres cepas acumulan K en presencia de NaCl. La cepa m tolerante a la salinidad contiene más Na y acumula menos K que las otras dos. Se ha estudiado la germinación de dos variedades de semillas de alfalfa: europea y marroquí. La germinación de la variedad europea es inhibida parcialmente a 0.5% NaCl y completamente a 1.5%. En la variedad marroquí la inhibición parcial occure a 0.9% y la supresión de la germinación a 2% de NaCl. En presencia de 1.5% de NaCl las tres cepas deR. meliloti infectan las plantulas de alfalfa formando nódulos que contienen bacteroides morfologicamente normales. A pesar de ello in 1% de Na Cl los nódulos son incoloros y las plantas no se desarrollan tan bien. En plantas que han nodulado en presencia de NaCl la actividad nitrogenasa disminuye a 0.4%, es muy debil a 1% y esta inhibida totalmente a 1.5% de NaCl. De todo ello podemos concluir que la planta húesped y el proceso de fijación simbiótico de nitrógeno parecen ser más sensibles al cloruro sódico de lo que lo son las bacterias por sí mismas.