Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60899
Title: Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on lettuce Lactuca sativa L. ‘Butterhead’ and rhizosphere microbes
Other Titles: ผลของราอาบัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาต่อผักสลัด Lactuca sativa L. ‘Butterhead’ และจุลชีพในไรโซสเฟียร์
Authors: Patai Charoonnart
Advisors: Teerada Wangsomboondee
Kanogwan Seraypheap
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Subjects: Mycorrhizal fungi
Salad vegetables
เชื้อราไมคอร์ไรซา
ผักสลัด
Issue Date: 2015
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Recently, organic crop production areas are increasing due to health conscious consumers. Lettuce (Lactuca sativa L.) is the most important vegetable which has high demand all year round. Therefore, in order to improve quality and quantity of lettuce in organic farming system, natural microbe, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), were studied to select the potentially appropriate isolate and amount for increasing yield of lettuce var. ‘Butterhead’. Twenty-three AMF isolates were obtained from three organic farms planted lettuce (Nakhon Ratchasima; N1-N7, Ratchaburi; R1-R12, Pathum Thani; P1-P4). Potting experiments were conducted by inoculating 20 spores of each isolate into butterhead comparing to uninoculated plant used as a control. Sixty days after planting, lettuces were harvesteded and growth was measured. The result showed that isolate N3 was the best isolate that could significantly raise yield of lettuce comparing to control treatment, followed by N2, N4, N5 and R5, respectively. These five isolates were selected and number of spore of each isolate was varied for 50, 100, and 200 spores per plant as inoculum then their effects on butterhead growth were evaluated. Growth of butterhead inoculated with isolate N2, N4 and N5 were greater corresponding with increased number of spore while isolate N3 and N5 were inversed. The best isolates that could improve butterhead growth were 50 spores of N5 and 200 spores of R5. For cost-effective use, 50 spores of isolate N5 identified as Glomus mosseae was chosen for applying in trial field. Growth induction of 60 days-old butterhead in field experiment was presented in G. mosseae treatment by significant increase leaf number and leaf fresh weight. Chlorophyll a content of G. mosseae inoculation showed significantly higher while chlorophyll b content of the two treatments were not difference. The result of chlorophyll a content indicated correlation with net photosynthesis and intercellular CO2 in which net photosynthesis of 60 days-old G. mosseae inoculated butterhead was significantly higher than uninoculation while intercellular CO2 was lower. Organic matters, available phosphorous and exchangeable potassium were the highest in G. mosseae inoculated rhizosphere soil. Calcium and magnesium in rhizosphere soil decreased after butterhead cultivation. Total nitrogen, phosphorous and potassium tended to be higher in leaf and root of butterhead but were not significant difference. Catalase and Ascorbate peroxidase were not significant difference between treatments as well as vitamin C and phenolic content. Interestingly, scavenging of DPPH free radical revealed two folds higher in G. mosseae treatment than uninoculated treatment. Bacterial and fungal communities in G. mosseae inoculated soil were changed in diversity and abundance of some specific species. Proteobacteria was found to be increased and Acidobacteria was decreased in G. mosseae inoculated soil. Both of them were among the highest bacterial phyla abundance. Highest relative abundance fungal phylum was Ascomycota and the highest genera were Thielavia and Cochliobolus which exhibited dramatically decrease in G. mosseae inoculation soil. These results presented the practical application of AMF in field and they can be used to contribute many more experiments for finding other relevance microbes and methods which can improve plant cultivation in an organic farming system.
Other Abstract: การปลูกพืชในระบบเกษตรอินทรีย์มีพื้นที่เพิ่มขึ้นมากอันเป็นผลมาจากความใส่ใจในสุขภาพที่มากขึ้นของผู้บริโภค โดยผักสลัด (Lactuca sativa L.) เป็นผักที่มีความสำคัญและได้รับความต้องการจากผู้บริโภคสูงตลอดทั้งปี ดังนั้นจึงทำการศึกษาชนิดและปริมาณที่เหมาะสมในการใช้จุลชีพที่พบในธรรมชาติ ได้แก่ ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซา ในการปรับปรุงคุณภาพและเพิ่มปริมาณผักสลัดบัตเตอร์เฮด (Butterhead) ที่ปลูกในระบบเกษตรอินทรีย์ การแยกเชื้อราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาจากดินที่ปลูกผักสลัดในระบบเกษตรอินทรีย์ 3 แห่ง ได้ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาที่สามารถเพิ่มปริมาณได้ทั้งสิ้น 23 ไอโซเลท (จังหวัดนครราชสีมา; N1-N7, จังหวัดราชบุรี; R1-R12, และจังหวัดปทุมธานี; P1-P4) จากนั้นนำ ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาแต่ละไอโซเลทจำนวนละ 20 สปอร์มาปลูกเชื้อลงในกระถางเปรียบเทียบกับต้นที่ไม่ได้รับราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาเป็นเวลา 60 วัน ทำการเก็บตัวอย่างเพื่อวัดการเติบโต ผลการทดลองพบว่าราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาไอโซเลท N3 สามารถเพิ่มผลผลิตของบัตเตอร์เฮดแตกต่างจากชุดการทดลองควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ตามด้วยไอโซเลท N2, N4, N5 และ R5 ตามลำดับ จากนั้นนำราทั้ง 5 ไอโซเลทที่ได้รับคัดเลือกไปศึกษาผลของปริมาณสปอร์ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาต่อการเติบโตของบัตเตอร์เฮด โดยทำการเปรียบเทียบการปลูกเชื้อในบัตเตอร์เฮดโดยใช้ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาจำนวน 50, 100 และ 200 สปอร์ต่อหนึ่งต้น พบว่าบัตเตอร์เฮดที่มีการติดเชื้อโดยไอโซเลท N2, N4 และ R5 มีการเติบโตเพิ่มมากขึ้นเมื่อมีปริมาณสปอร์สูงมากขึ้น ในขณะที่บัตเตอร์เฮดที่มีการติดเชื้อไอโซเลท N3 และ N5 ให้ผลตรงกันข้าม โดยชุดการทดลองที่สามารถเพิ่มการเติบโตของผักสลัดได้ที่สุดคือการใช้ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาไอโซเลท N5 จำนวน 50 สปอร์ และไอโซเลท R5 จำนวน 200 สปอร์  โดยไอโซเลท N5 จำนวน 50 สปอร์ซึ่งได้รับการระบุชนิดเป็น Glomus mosseae นั้นถูกเลือกมาศึกษาต่อในแปลงทดลองเนื่องจากความคุ้มทุนจากการที่ใช้ปริมาณสปอร์ที่น้อยกว่า ผลจากการทดลองในแปลงแสดงให้เห็นว่าการให้ G. mosseae สามารถเพิ่มการเติบโตของพืชได้ โดยพิจารณาจากการเพิ่มขึ้นของจำนวนใบและน้ำหนักสดอย่างมีนัยสำคัญ คลอโรฟิลด์เอของชุดการทดลองที่ได้รับ G. mosseae มีปริมาณมากกว่าชุดการทดลองควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่คลอโรฟิลด์บีไม่มีความแตกต่างระหว่างชุดการทดลอง ปริมาณคลอโรฟิลด์เอยังมีความเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสงและปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ภายนอกเซลล์ คือ การสังเคราะห์ด้วยแสงในชุดการทดลองที่ได้รับ G. mosseae มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ภายนอกเซลล์มีค่าลดลง นอกจากนี้ ดินบริเวณรากที่มีการอยู่อาศัยของ G. mosseae มีปริมาณอินทรีย์วัตถุ ฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมที่พืชสามารถนำไปใช้ได้สูงที่สุด แต่แคลเซียมและแมกนีเซียมในดินบริเวณรากของชุดการทดลองนี้มีปริมาณลดลง ปริมาณไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียมทั้งหมดในใบและรากบัตเตอร์เฮดที่มี G. mosseae เข้าอยู่อาศัยมีแนวโน้มสูงกว่าชุดการทดลองควบคุม แต่ไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติ เอนไซม์คาตาเลสและแอสคอร์เบทเปอร์ออกซิเดสของทั้งสองชุดการทดลองไม่มีความแตกต่างกัน เช่นเดียวกับบริมาณวิตามินซีและสารประกอบฟีนอลิก  แต่เป็นที่น่าสนใจว่าบัตเตอร์เฮดที่ได้รับ G. mosseae มีค่าความสามารถในการกำจัดอนุมูลอิสระ DPPH มากกว่าชุดการทดลองควบคุมถึงสองเท่า ดินที่มีการให้ G. mosseae มีการเปลี่ยนแปลงความหลากหลายทางชีวภาพและปริมาณแบคทีเรียและราบางชนิดในบริเวณดังกล่าว การมีอยู่ของ G. mosseae ส่งผลให้ปริมาณ Proteobacteria เพิ่มขึ้นในขณะที่ Acidobacteria มีปริมาณลดลง ซึ่งทั้งสองไฟลัมนี้เป็นไฟลัมที่มีปริมาณมากที่สุดในชุมชนแบคทีเรีย จากการศึกษาชุมชนรา พบว่าราในไฟลัม Ascomycota มีปริมาณมากที่สุด ซึ่งสกุลของราที่พบมากที่สุดในชุมชนได้แก่ Thielavia และ Cochliobolus ซึ่งการเข้าอยู่อาศัยของ G. mosseae ส่งผลให้มีการลดลงของราทั้งสองสกุลในปริมาณมาก ผลการทดลองทั้งหมดนี้ได้แสดงถึงประโยชน์ของการใช้ราอาร์บัสคิวลาร์ไมคอร์ไรซาในการปลูกบัตเตอร์เฮดในแปลงปลูกจริง และผลการทดลองยังสามารถนำไปสู่การศึกษาเพิ่มเติมเพื่อหาปัจจัยหรือวิธีการอื่นๆที่สามารถเพิ่มปริมาณผลผลิตที่ปลูกในระบบเกษตรอินทรีย์ได้
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2015
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Biological Sciences
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60899
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2015.391
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2015.391
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5273899523.pdf5.13 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.