Nitrate Reductase and Dehydrogenase Activities of Cowpea Nodules as Affected by Ammonium Sulphate and Urea Fertilizers

Abstract

Cowpea seeds, variety Giza I, were planted in Nile silt soil.The seeds were inoculated with cowpea rhizobia.Two weeks after planting, the plants were fertilized at the rate of 5,10,20, and 40 kg N/feddan in the form of ammonium sulphate and urea.After 8 weeks, the plants were uprooted and assayed for fresh weight of nodules, dry weight of tops, total nitrogen, and total amino nitrogen.Samples of fresh leaves were assayed for nitrate reductase and dehydrogenase activities and phenol content. The dry weight of tops, fresh weight of nodules, and total nitrogen increased progressively with the increase of the rate of fertilizers up to the rate of 20 kg N/feddan.The rate of 40 kg N/feddan caused a great decline in these indices.The response to urea was higher than to ammonium sulphate. A significant and positive correlation existed between nitrogen fixed and total dry weight, amino and total nitrogen of tops, and fresh weight ofnodules.A negative correlation, but not significant, was observed between nitrogen fixed and total phenols in plants fertilized with ammonium sulphate.With urea, this trend was not clear. Nitrate reductase activity in leaves was of positive and significant correlation with the total nitrogen of plants, receiving all rates of urea fertilizers.With ammonium sulphate, however, no significant correlation was found.Nitrate reductase activity in nodule homogenate was not correlated with nitrogen fixation.The dehydrogenase activity in the nodule homogenate was negatively — but non-significantly correlated with nitrogen fixation.The highest level of dehydrogenase activity in the presence of urea was obtained at the rate of 5 kg N/feddan, then started to decrease up to the rate of 20 kg N/feddan, wereupon a slight increase in activity was noted at 40 kg N/feddan.With ammonium sulphate an appreciable increase in activity occurred with the application of 5 and 10 kg N/feddan, followed by a drop at 20 kg N/feddan.A sharp increase at the rate of 40 kg N/feddan was observed. In einen Schluffboden wurden Bohnen gepflanzt und mit Rhizobien beimpft.Nach 2 Wochen wurden die Pflanzen mit 5, 10, 20 oder 40 kg N/Feddan als Ammoniumsulfat bzw.Harnstoff gedüngt.Die Bohnenpflanzen wurden nach 8 Wochen herausgenommen und folgenden Analysen unterworfen: Trockengewicht der Pflanzen, Frischgewicht der Knöllchen, Gesamt-N, Gesamt-Amino-N, Nitratreduktase-Aktivität in den Bläottern; Nitratreduktase-und Dehydrogenase-Aktivität sowie Gehalt an Phenol in den Knöllchen-Homogenaten.Es wurden die Korrelationskoeffizienten zwischen Gesamt-N und anderen Analysenergebnissen ermittelt. Mit der Erhöhung der N-Gabe auf 20 kg N/Feddan nahmen Trockengewicht der Pflanzen, Frischgewicht der Knöllchen und Gesamt-N zu.40 kg N/Feddan dagegen verursachte eine starke Abnahme der obengenannten Werte.Die Wirkung von Harnstoff war großer als die des Ammoniumsulfats. Eine signifikante, positive Korrelation war zwischen Gesamt-N einerseits und Trockengowicht der Pflanzen, Amino-N, Frischgewicht der Knöllchen andererseits vorhanden.Der Phenolgehalt der Knöllchen der mit Ammoniwnsulfat gedüngten Pflanzen zeigt eine negative, aber nicht signifikante Korrelation.Ein solches Verhalten war bei den mit Harnstoff gedüngten Pflanzen nicht deutlich. Während die Nitratreduktase-Aktivität in den Blättern der mit verschiedenen Harnstoffgaben gedüngten Pflanzen eine signifikante positive Korrelation zeigte, warsie bei Ammoniumsulfatdüngung nicht signifikant.In den Knöllchen-Homogenaten zeigte die Nitratreduktase-Aktivität keine Korrelation zu Gesamt-N. Die Dehydrogenase-Aktivität in den Knöllchen-Homogenaten zeigte eine negative, aber nicht signifikante Korrelation.Die höchste Dehydrogenase-Aktivität wurde bei Harnstoff bei 5 kg N/Feddan erhalten, dann ging sie mit der Zunahme der N-Gabe zurück, und zwar bis auf 20 kg N/Feddan.40 kg N verursachten eine leichte Zunahme.5 und 10 kg N/Feddan als Amoniumsulfat führten zu einer Erhöhung der Dehydrogenase-Aktivität.20 kg N verursachten dagegeneine Abnahme, während 40 kg N zu steilem Anstieg führten.