High-yielding and quality banana production through plant growth-promoting rhizobacterial (PGPR) inoculation

¹ Department of Crop Botany, Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University, Gazipur 1706, Bangladesh
² Departments of Land Management, Faculty of Agriculture, University Putra Malaysia, 43400 UPM, Serdang, Selangor, Malaysia
³ Crop Science, Faculty of Agriculture, University Putra Malaysia, 43400 UPM, Serdang, Selangor, Malaysia
⁴ Department of Biochemistry and Microbiology, Faculty of Science and Environmental Studies, University Putra Malaysia, 43400 UPM, Serdang, Selangor, Malaysia

Corresponding author: miabaset@yahoo.com

Received: 9 January 2004
Accepted: 14 June 2005

Abstract

Introduction. Rhizobacterial inoculation in low fertilizer-N conditions, viz., 33% fertilizer-N of the total N requirement, could produce similar plant growth to the 100% N-fertilization of banana plantlets grown under hydroponic conditions. Thus, we tested PGPR inoculation in combination with fertilizer-N application to study the role played by strains of rhizobacteria in nutrient accumulation, nitrogen fixation and, consequently, improvement in yield and fruit quality of bananas. Materials and methods. Two PGPR strains were used in the experiments, namely, Sp₇ (Azospirillum brasilense) and UPMB10 (Bacillus sphaericus). The design of the experiment was completely randomized with three replications. Eight treatments were applied: control without fertilizer-N application (N0%) and without PGPR; N0% + Sp₇; N0% + UPMB10; N33% without PGPR; N33% + Sp₇; N33% + UPMB10; N100% without PGPR and N100% + UPMB10. One tissue-cultured banana (cv. ‘Berangan’) plantlet was planted in a plastic pot (4 L) for 45 days and thereafter transferred to a larger polyethylene tank (1000 L) until maturity. A 100-mL broth culture of Sp₇ or UPMB₁₀ was added to the respective tanks after the transplanting process and repeat inoculations were performed monthly. The fruits were harvested at the maturity stage after 80–90 days of flowering. After ripening, yield and fruit quality parameters were assessed. Results. Inoculation with 33% fertilizer-N increased the total nutrient accumulation (N, P, K, Ca and Mg). PGPR inoculation along with 33% fertilizer-N significantly increased the bunch yield and fruit physical attributes, namely, finger weight, length and diameter, and [pulp / peel] ratio, besides inducing early flowering by 3 weeks. Conclusion. The results suggested that PGPR strains Sp₇ and UPMB10 could be used as bioenhancer and biofertilizer for early, high-yielding and improved banana fruit production in 33% fertilizer-N conditions.

Résumé

Introduction. L’inoculation de rhizobactéries en cas de faibles apports d’azote, comme avec une fertilisation à 33 % de N par rapport aux besoins azotés totaux, pourrait permettre d’obtenir une croissance des bananiers équivalente à celle obtenue par fertilisation avec 100 % de N, comme cela a été constaté pour des plantules de bananes développées sous culture hydroponique. Nous avons donc étudié l’inoculation de plants avec des PGPR en combinaison avec une application d’engrais azoté ; le rôle joué par des souches de rhizobactéries sur l’accumulation des éléments nutritifs, la fixation de l’azote et, par conséquent, l’amélioration du rendement et de la qualité des bananes ont été évalués. Matériel et méthodes. Deux souches de PGPR ont été utilisées, à savoir Sp₇ (Azospirillum brasilense) et UPMB10 (Bacillus sphaericus). Le dispositif expérimental a été complètement randomisé avec trois répétitions. Huit traitements ont été expérimentés : témoin sans application d’engrais azoté (N0%) et sans PGPR ; N0% + Sp₇ ; N0% + UPMB₁₀ ; N33% sans PGPR ; N33% + Sp₇ ; N33% + UPMB₁₀ ; N100% sans PGPR et N100% + UPMB₁₀. Un seul plant issu de culture in vitro de bananier (cv. Berangan) a été planté par pot de plastique (4 L) pendant 45 jours, puis transféré dans un plus grand récipient de polyéthylène (1000 L) jusqu’à sa maturité. Une suspension de 100 mL de Sp₇ ou d’UPMB₁₀ a été appliquée dans chaque récipient après la transplantation du plant et les inoculations ont été répétées chaque mois. Les fruits ont été récoltés à maturité après 80 à 90 jours de floraison. Après maturation, le rendement et la qualité du fruit ont été évalués. Résultats. L’apport d’un engrais azoté à 33 % a augmenté la teneur totale en éléments minéraux (N, P, K, CA et Mg). L’inoculation de PGPR avec de l’engrais à 33 % de N a significativement augmenté le rendement en régimes et les caractères physiques du fruit, notamment le poids, la longueur et le diamètre des doigts, ainsi que le rapport [pulpe / peau] ; par ailleurs, ce traitement a induit une floraison avancée de 3 semaines. Conclusion. Les résultats suggèrent que les souches de PGPR – Sp₇ et UPMB₁₀ – pourraient être employées comme biostimulateur et bioengrais pour une production améliorée de bananes précoces et à hauts rendements, en présence d’engrais à 33 % de N.