ROCZNIKI G L EB O ZN A W C ZE T. X X V , DODATEK, W A R S Z A W A 1974 J A D W IG A S T R Z E M S K A M Y C O R R H IZ A OF C U L T IV A T E D P L A N T S O F TH E P A P I L I O N A C E A E F A M I L Y P A R T V. C O M M O N V E T C H V I C I A S A T IV A A N D H A IR Y V E T C H V I C I A V IL L O S A
Section of Agricu ltu ral M icrobiology Agricultural-Techniques U niversity of Olsztyn
Mycorrhiza of cultivated plants is relatively insufficiently known. The research papers as w ell as surveys concerning the problem [1, 2, 3, 4, 8] confirm that. This w as a reason of undertaking the investigation on mycorrhiza development in plants used in agriculture.
The respective investigations comprised 68 species belonging to 13 families. The results have been presented in subsequent publications [5, 6, 7]. The investigations presented in part V belong to the large cycle of research comprising 27 species of Papilionaceae.
The previous investigations on cereals showed none effect of soil type and pH on the mycorrhiza development in these plants. Therefore, these two factors have not been under consideration in investigations.
M A T E R IA L A N D M E TH O D S
The root samples of both species 'investigated w ere collected at the flowering stage during three seasons (1957, 1958 and 1960) from the plots on brow n soil with pH of about 6,5.
For each species 225 stained microtomic preparations w ere made. The roots were stabilized according to Navashin. Staining of preparations was made as described by Stoughton. Microscopic analyses of the pre parations w ere carried out, in which rate of mycorrhiza occurence (per centage of infected roots), and its intensity on the basis of an given scale in Table 3 were determined.
Mycorrhiza development intensity in common vetct^Vicia sative/roots T a b l e 1 Inves tiga tion year Plant No. a ъ с 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 I 0 0 0 ++++ ++ 0 0 0 0 0 ++++ ++ +++ +++ ++++ II 0 ++ +++ ++++ 0 ++ 0 ++ 0 0 +++++ +++ ++++ + +++ 1957 III +++ ++++ ++++ ++ +++ ++ 0 0 +++++ + +++ +++ ++++ +++ +++ IV + +++ ++++ ++++ +++ +++ +++ +++++ +++++ ++++ ++++ +■*■+++ ++++ ++++ +++ V +++ ++++ ++++ + +++ +++ +++ + ++ ++ +++ ++++ ++++ 0 +++ I ++++ +++ ++++ +++ ++ ++++ + ++ +++ ++ ++ +++ ++ ++++ ++++ II ++++ 0 0 0 ++ +++ 0 +++ +++ +++ ++ +++ +++ ++++ ++ 1958 III 0 ++ 0 +++ +++ + ++ +++ ++++ + ++ ++ + + ++ IV 0 + +++++ 0 0 ++ 0 ++ 0 ++++ + 0 ++ О О V 0 0 0 0 + 0 0 0 0 ++++ ++++ ++++ ++++ +++ I 0 +++ +++ +++ ++ + +++ +++ + + +++++ +++ +++++ ++ +++++ II ++++ ++ +++ ++++ ++++ + +++++ +++++ +++ ++++ +++ ++++ +++ ♦+++ I960 III +++ ++++ +++++ +++ ++♦+ +++ +++ ++++ +++ ++ 0 0 0 +++ ++++ IV ++++ ++++ +++ +++ ++++ ++++ ++++++ ++++++ ++++ +++ +++++ ++++ ++ + ++++ V + 0 ++++ 0 0 +++ ++++ ++ +++ ++++ +++ +++ 0 + ++++ Explanations:
a - lateral roots of upper part of the root system Ъ - lateral roots of medium part of the root system с - lateral roots od lower part of the root system 1» 2, 3i 4, 5 - Nos of preparations made from particular roots 0 - roots without mycorrhiza
+, ++, +++, ++++, H++++, ++++++ - degree of mycorrhiza intensity
10 2 J. S tr z e m s k a
Mycorrhiza development intensity in the hairy wetch /Vicia villosa/ roots T a b l e 2 Inves tiga tion year Plant No. a b с 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 I +++ +++ ++ ++ +++ ++++ 0 ++++ +++ +++ ++++++ 0 ++++ +++ ++ II +++ +++ ++ 0 0 ++++ 0 0 ++++ ++ + ++++ +++ +++ 0 1957 III +++ +++ 0 ++ 0 +++ +++ +++ +++ ++++ ++++ ++++ ++++ +++ ++++ IV 0 0 0 0 0 +++ +++ 0 +++ +++ 0 +++ ++ ++++ 0 V ++ 0 0 0 +++ ++ +++ ++ ++ 0 ++++ +++ +++ +++ ++++ I ++++ +++++ +++ + 0 ++++ e +++ +++ +++ +++ +++ ++ ++ +++ II +++ + + +++ ++ +++ ++++ ++++ 0 0 +++ +++ +++++ 0 0 1958 III 0 0 0 0 +++ +++++ +++++ 0 ++♦ +++++ ++ ++++ +++ +++ ++++ IV 0 + 0 ++ 0 +++ +++++ 0 +++++ +++ +++ +++ +++ + ++++ V +++ 0 ++++ + ++++ ++++ ++++ +++ +++ ++++ 0 ++++ + 0 0 I +++ ++ ++ 0 0 0 ++ + +++ +++ +++ + +++ ++ +++ II ++ + 0 0 0 ++ ++ 0 ++ ++ 0 ++ ++h ++++ ++++ I960 III +++ ++ ++++ ++++ +++ ++++ ++ ++++ ++++ + +++ +++ ++ ++ +++ IV 0 +++ ++ 0 0 0 0 ++ 0 + ++++ ++ +++ +++ ++ V +++++ 0 0 + + +++ ++++ +++++ +++++ ++ ++ +++++ ++ ++ +++ Explan«Łtion - as in Table» 1 О 00 M y c o rr h iz a of cultiv ate d p la n ts ...
104 J. Strzemska
IN V E S T IG A T IO N R E S U LTS
The obtained results w ere as follows.
— In both species investigated arbuscular-vesicular mycorrhiza was found. The fungus hyphae went through intercellular spaces and the hyphae embranchments penetrated inside the cells forming n ew em- brachments (arbuscules) or vesicles. The amounts of vesicles formed were high ones, nearly equal in roots of both investigated species.
— Among the plants investigated during 3 years none plant without mycorrhiza was found (Tables 1,2).
— Occurrence and intensity of mycorrhiza could be estimated as a high ones (Table 3). It is evident comparing the recent investigations carried out with other plant species, e.g., with pea and soybeans. In 1957 mycor rhiza was found in 100% of pea roots and soybeans— only at 9,3% of roots [7].
— Occurrence and intensity of mycorrhiza in vetch species investigated was similar one with a high preponderance of common vetch. It is of interest from ecological point of view, since hairy vetch was used as cultivated plant later. The species is for that reason more close to w ild forms than to common vetch. Thus the general statements that m y corrhiza in the w ild growing plants is formed more readily than in cultivated plants seems not to be true.
— Sim ilarly as in all species recently investigated and in vetch plants the phenomenon of root deformation without mycorrhiza was observed.
T a b l e
3
Occurence and intensity of mycorrhizaInvestigation year
Vicia sativa Vicia villosa
1957 1958 I960 3-year mean 1957 1958 I960 3-year mean Occurence 78.7 70.7 89.3 79.5 72.0 7 4.7 78.6 75.1 Intensity 3.1 2.7 3.3 3.1 3.1 3.1 2.7 2.9
The number of deformed roots in both species w ere very approximate. Also the deformation intensity was similar (Fig.): most roots showed deformations corresponding to the first grade of scale, less roots had deformations of the second grade, still less of the third grade and the least amounts of roots— of the fourth grade.
M ycorrhiza intensity degree A and deform ation of roots without m ycorrhiza В 1, 2, ... — explanation in T ables О сл M y co rrh iz a of cu ltivated pl a nt s. ..
106 J. Strzemska
— The mycorrhiza features, its occurrence and intensity and root de formations without mycorrhiza w ere very similar in both vetch species. Am ong the species investigated previously no such similarity was found. For example, pea plants Pisum sativum and field pea Pisum arvense showed considerable differences regarding to the features mentioned.
REFERENCES
[1] B o u l l a r d B.: Les mycorrhizes. Masson et C-ie, Paris 1968. [2] D o m i n i к T.: M ikoryza. P W R iL , W arszawa 1951.
[3] K e l l e y A. P.: M ycotrophy in plants. Chronica Botanica. Co. ed. W altham, Mass., 1950.
[4] H a r l e y J. L.: The biology of mycorrhiza. Leonard Hill, 1972.
[5] S t r z e m s k a J.: The m icorrhiza of corn plaints. P a rt I. Oats. Ann. U M CS 4, 1949, 9, 359-372; P a rt II. Rye. A cta microb. polon. 4, 1952, 1, 24-35; P a rt III. Wheat. A cta microb. polon. 2, 1953, 4, 298-306; P a rt IV. Barley. A cta microb. polon. 4, 1955, 3, 183-189.
[6] S t r z e m s к a J. Investigations on m ycorrhiza in cereals. A cta microb. polon. 4, 1955, 3, 191-204.
[7] S t r z e m s k a J.: M ycorrhiza o f cultivated plants of the Papilionaceae fam ily. Part. I. Broad bean (V icia faba ssp. maior), horse bean (Vicia faba var. minor). Polish Journ. of Soil Sei. 2, 1969, 1, 43-50; P a rt II. Red clover (T r if o liu m pra - tense), Swedish clover (T r if o liu m hy bridum) and w h ite clover (T r if o liu m r e
pens). Polish Journ. of Soil Sei. 2, 1970, 2, 137-143; P a rt III. P ea (Pisum sa tiv u m ) and fie ld pea (Pisum arvense). Polish Journ. of S oil Sei. 3, 1970, 1,
25-29; P a rt IV . Fenugreek (Trigonella fo enum graecum) and soybean (G lycine
hispida). Polish Journ. of Soil Sei. 6, 1973, 1.
[8] W o ź n i a k o w s k a J.: Problem a m ik orizy i je jo prakticzeskoje znaczenije. M ik rob iołogija 23, 1954, 2. Я. С Т Ш Е М С К А М И К О Р И З А К У Л Ь Т У Р Н Ы Х Р А С Т Е Н И Й ИЗ С Е М Е Й С Т В А P A P I L I O N A C E A E Ч А С Т Ь V. В И К А П О С Е В Н А Я ( V I C I A S A T I V А ) И В И К А М О Х Н А Т А Я ( V I C I A V I L L O S A ) Лаборатория сельскохозяйственной микробиологии Сельскохозяйственно-технической академии в О лы и ты н е Р е з ю м е И сследование микоризы у посевной и мохнатой вики составляет часть больш ого цикла исследований касаю щихся к ульту р н ы х растений. Образчики корней собирались д ля каж дого вида вики в период 1957, 1958 и 1960 гг. Р а стения происходили из полей располож енны х на буроземной почве с pH около 6,5. Образцы корней взимались в период цветения растений. И зготовляли сь по 225 заф иксированных краш еных микротомных препаратов д ля каж дого вида растения. На основании микроскопных исследований определено распростра нение микоризы (% корней с микоризой) и ее интенсивность (в соответствии со ш калой приведенной в рис. 1). Конститировано, что:
M ycorrhiza of cultivated plants... 107 — Оба вида вики образую т внутренную арбускулярн о-везикулярн ую ми коризу. — Распространение и интенсивность микоризы почти одинаковые д ля обоих видов растений и можно их считать высокими (табл. 1, 2 — сравнение в тексте). — Корн и обоих видов растений без микоризы подвергались деформациям (рис. 1). — Свойства, распространение и интенсивность микоризы, а такж е степень деформации корней очень похож и у обоих видов. J. S T R Z E M S K A M Y C O R H IZ E S DES P L A N T E S C U L T IV É E S DE L A F A M IL L E P A P I L I O N A C E A E V e P A R T IE : L A VESCE C U L T IV E É V I C I A S A T I V A E T L A VESCE P O IL U E V I C I A V I L L O S A Laboratoire de la M icrobiologie Agricole, U niversité Agronom ique-Technique de Olsztyn
R é s u m é
Essais sur les m ycorhizes de la Vesce cu ltivée et poilue constituent une partie d’un cycle renferm ant des plantes cultivables.
On a ramassé du m ateriel racinal pour chaque sorte de la Vesce dans les années 1957, 1958 et 1960. Les plantes provenaient des champs situés au sol brun, environ 6,5 de pH.
On a pris des racines à la periode de la fleuraison des plantes. On a préparé 225 préparations microtom iques colorées pour chaque sorte des plantes.
A la base de la m icroscopie on a établi ce qui suit: la fréquence des m y corhizes (% des racines avec m ycorhizes) et l ’intensité des m ycorhizes (d’après l ’echelle conventionnelle présentée au dess. 1).
On a constaté que:
— Les deux espèces form en t les mycorhizes endotrophes.
— L a fréquence et l ’intensité des m ycorhizes dans les deux espèces sont a peu près identiques et on peut les déterm iner comme grandes (tabl. 1, 2, comparaison dans le texte).
— Les racines de deux sortes de plantes ne form ant pas de mycorhizes ont été deform ées (dess. 1).
— Les qualités des m ycorhizes de deux espèces, la fréquence et l ’intensité, le degré de la déform ation des racines sans m ycorhizes sont très rapprochées.
J. S T R Z E M S K A
M Y K O R R H IZ A D ER K U L T U R P F L A N Z E N A U S DER F A M IL IE P A P I L I O N A C E A E .
T E IL V. S A A T W IC K E V I C I A S A T I V A U N D Z O T T E L W IC K E V I C I A V I L L O S A Laboratorium der Landw irtschaftlichen M ikrobiologie der Landw irtschaftlich-Technischen U niversität in Olsztyn
Z u s a m m e n f a s s u n g
D ie Untersuchungen über M ykorrhiza bei der Saat- und Z ottelw ick e stellen einen T e il des grossen verschiedene Kulturpflanzen umfassenden Zyklus dar. Das
108 J. Strzemska
W u rzelm aterial für jede W ickeart wurde in Jahren 1957, 1958 und I960 anges ammelt. Die Pflanzen stammten aus den auf der Braunerde m it pH von etwa 6,5 gelegenen Feldern. Die W urzelproben waren in der Blütezeit der Pflanzen entnommen. Es wurden je 225 fix ie rte gefärbte M ikrotom präparate für jede Pflan zen art vorbereitet. A u f Grund der mikroskopischen Untersuchungen wurde die M ykorrhizaverbreitung (% von W urzeln m it M ykorrhiza) und -intensität (nach der in Abb. 1 angegebenen konventionellen Skala) bestimmt.
Es w urde folgendes festgestellt:
— In beiden W ickearten hat sich innere thamiscophage M ykorrhiza ausge bildet.
— D ie M ykorrhizaverbreitung und -intensität in beiden W ickearten ist unge fähr die gleiche und kann als hoch beurteilt werden (Tab. 1 und 2, V ergleich im Test).
— D ie W urzel beider W ickearten ohne M ykorrhizabildung unterliegen einer D eform ierung (Abb. 1).
— D ie Eigenschaften der M ykorrhiza, ihre Verbreitung und Intensität, sowie der W urzeldeform ationsgrad ohne M ykorrhiza, sind fü r beide W ickearten sehr ähnlich.
J. S T R Z E M S K A
M IK O R Y Z A R O Ś L IN U P R A W N Y C H Z R O D Z IN Y P A P I L I O N A C E AE. CZĘŚĆ V. W Y K A S IE W N A V I C I A S A T I V A
I W Y K A P IA S K O W A V I C I A V I L L O S A
Zespół M ik rob iologii Rolnej Akadem n Rolniczo-Technicznej w Olsztynie
S t r e s z c z e n i e
Badania nad m ikoryzą u w yk i siewnej i w y k i piaskowej stanowią część dużego cyklu badań obejm ującego rośliny uprawne. M ateriał korzeniow y dla każdego g a tunku w y k i zebrano w latach 1957, 1958, 1960. Rośliny pochodziły z pól położo nych na glebie brunatnej o pH 6,5. K orzen ie pobierano w okresie kw itnienia roślin. P rzygotow yw an o po 225 trwałych barwionych preparatów m ikrotom owych dla każ dego gatunku rośliny. Na podstawie badań m ikroskopowych ustalono rozpowszech nienie m ikoryzy (procent korzeni z m ikoryzą) i nasilenie m ikoryzy (według u m ow nej skali podanej na rysunku 1),
Stwierdzono, że:
— oba gatunki tworzą m ikoryzę w ew nętrzną arbuskularno-wezikularną, — rozpowszechnienie i nasilenie m ikoryzy u obu gatunków jest m niej w ięcej jednakow e i można je określić jako duże (tab. 1, 2, zestawienie w tekście),
— korzenie obu gatunków roślin nie tworzące m ikoryzy były zdeform ow ane (rys. 1).
Cechy m ikoryzy, je j rozpowszechnienie i nasilenie oraz stopień deform acji korzeni bez m ikoryzy są u obu gatunków w y k i bardzo zbliżone.
P r o f . d r J a d w ig a S trz e m s k a Z e s p ó l M ik r o b io lo g ii R o ln e j A . R . -T . O ls z t y n -K o r t o w o
