Evaluation of the effects of different Rhizobium bioinoculants on growth of Phaseolus vulgaris in the tropics

Abstract

Beans, like other leguminous crops in the family of Fabaceae, make up a high percentage of the food consumed by people from developing countries, especially East Africa. However, due to the problem of limited access to the use of fertilizers, they face low production which causes famine some months of the year. In Africa, inorganic fertilizers are doubly expensive compared to the other parts of the world due to the lack of an appropriate infrastructure. The use of bioinoculants can be an alternative source of fertilizers for the plants, especially leguminous for their capacity to establish a symbiotic relationship with bacteria Rhizobium sp. Together they form root nodules and can transform atmospheric nitrogen into an assimilated form to be used by the plants through the process known as Biological Nitrogen Fixation (BNF). The study was carried out at EARTH University. Three treatments used for this study included: T1: Control, T2: Commercialized Rhizobium product (Rhizobium japonicum), and T3: Rhizobium product elaborated (Experimental Rhizobium). The treatments were applied to the black beans (Phaseolus vulgaris). The objective was to establish the main procedures that could be employed by the African farmers through using the materials available on the farm to produce their own affordable bioinoculants to fertilize the crops and boost productivity. Treatment 3 and 2 increased the yield of P. Vulgaris by 44 % and 18 % respectively compared to the control. The inoculated plants presented higher growth in terms of biometric parameters including: number of leaves by 39 % and 13 %, shoot length by 50 % and 12 % for treatment 3 and 2 respectively compared to the control. Leaf nutrients analysis showed 0.72 % and 0.23 % higher content of N, and 0.3 %, 0.5 % higher content of Ca for treatment 3 and 2 respectively compared to the control. N uptake was 14.91 kg/ha, 40.89 kg/ha higher for treatment 2 and 3 respectively compared to the control. However, there was no bioinoculants effect in the soil nutrition observed between treatments using Least Significant Difference (LSD), Statistical model at p< 0.05.

Los frijoles, como otros cultivos leguminosos en la familia de las Fabaceae, constituyen un alto porcentaje de los alimentos que consumen las personas de los países en desarrollo, especialmente África Oriental. Sin embargo, debido al problema del acceso limitado al uso de fertilizantes, enfrentan una baja producción que causa hambruna algunos meses del año. En África, los fertilizantes inorgánicos son doblemente caros en comparación con otras partes del mundo debido a la falta de una infraestructura adecuada. El uso de bioinoculantes puede ser una fuente alternativa de fertilizantes para las plantas, especialmente leguminosas por su capacidad para establecer una relación simbiótica con la bacteria Rhizobium sp. Juntos forman nódulos de raíz y pueden transformar el nitrógeno atmosférico en una forma asimilada para ser utilizada por las plantas a través del proceso conocido como Fijación de Nitrógeno Biológico (BNF). El estudio se realizó en la Universidad EARTH. Tres tratamientos utilizados para este estudio incluyeron: T1: control, T2: producto comercializado de Rhizobium (Rhizobium japonicum), y T3: producto de Rhizobium elaborado (Rhizobium experimental). Los tratamientos se aplicaron a los frijoles negros (Phaseolus vulgaris). El objetivo era establecer los principales procedimientos que los agricultores africanos podrían emplear mediante el uso de los materiales disponibles en la granja para producir sus propios bioinoculantes asequibles para fertilizar los cultivos y aumentar la productividad. Los tratamientos 3 y 2 aumentaron el rendimiento de P. Vulgaris en un 44% y 18% respectivamente en comparación con el control. Las plantas inoculadas presentaron un mayor crecimiento en términos de parámetros biométricos que incluyen: número de hojas en un 39% y 13%, longitud del brote en un 50% y 12% para el tratamiento 3 y 2 respectivamente en comparación con el control. El análisis de nutrientes de la hoja mostró 0.72% y 0.23% mayor contenido de N, y 0.3%, 0.5% mayor contenido de Ca para el tratamiento 3 y 2 respectivamente en comparación con el control. La absorción de N fue de 14.91 kg / ha, 40.89 kg / ha más alta para el tratamiento 2 y 3 respectivamente en comparación con el control. Sin embargo, no se observó ningún efecto de bioinoculantes en la nutrición del suelo entre los tratamientos, utilizando el modelo Estadístico de Menor Diferencia Significativa (LSD) en p< 0.05.