Effects of cobalt and manganese on biomass and nitrogen fixation yields of a free-living nitrogen fixer – Azotobacter chroococcum

Resumo

Foram investigados os efeitos de diferentes concentrações de cobalto e manganês na biomassa e a capacidade do Azotobacter chroococcum para fixar o nitrogênio.  Os ensaios in vitro foram conduzidos no caldo de Jensen (livre de nitrogênio) sob fluxo contínuo de ar (metade da força), incubado em temperaturas ambiente durante sete dias. Os resultados obtidos mostraram que as concentrações de cobalto e manganês, respectivamente 12,5 mg/l, 25 mg/l, 50 mg/l, 100 mg/l e 200 mg/l aumentaram o crescimento microbiano do Azotobacter chroococcum concomitantemente. No entanto, a fixação de nitrogênio foi aumentada apenas em 12,5 mg/l e 25 mg/l para o cobalto, e apenas em 12,5 mg/l para o manganês. A análise estatística não revelou diferença significativa nas taxas de crescimento específico e fixações de nitrogênio, respectivamente, entre os ensaios de cobalto e manganês. A modelagem cinética revelou que a fixação de nitrogênio estava associada à concentração de biomassa, e não ao crescimento da massa celular.

Abstract

The effects of different concentrations of cobalt and manganese on the biomass and the ability of Azotobacter chroococcum to fix nitrogen were investigated. In vitro trials were conducted in Jensen’s (nitrogen free) broth (half strength) under continuous air flow, incubated at ambient room temperatures for seven days. Results obtained showed that 12.5 mg/l, 25 mg/l, 50 mg/l, 100 mg/l, and 200 mg/l concentrations of cobalt and manganese respectively enhanced microbial growth of Azotobacter chroococcum concomitantly. However, nitrogen fixation was enhanced only at 12.5 mg/l and 25 mg/l concentrations for cobalt, and only at 12.5 mg/l concentration for manganese. Statistical analysis revealed no significant difference in the specific growth rates and nitrogen fixations respectively, between the cobalt and manganese trials. Kinetic modeling revealed that nitrogen fixation was associated with biomass concentration, and not with cell mass growth.