Биологические науки. Микробиология

Аспирант, Даценко А.А.

Уманський національний університет садівництва

АКТИВНІСТЬ РИЗОСФЕРНОЇ МІКРОБІОТИ ГРЕЧКИ ЗА ДІЇ БІОЛОГІЧНИХ ПРЕПАРАТІВ

Сталі і продуктивні агроекосистеми формуються за умови функціонування повноцінного комплексу ризосферних мікроорганізмів, що оптимізують живлення рослин та сприяють реалізації їх потенціалу урожайності. Завдяки діяльності мікробіоти ґрунту відбуваються процеси розкладання органічних і мінеральних субстанцій, синтез фізіологічно активних речовин, чим у цілому визначається інтенсивність кругообігу речовин [1 – 3].

Асоціативні ґрунтові мікроорганізми функціонують у симбіозі із рослинами на основі трофічної взаємодії. Кореневі виділення забезпечують поживними субстратами прикореневу зону – ризосферу, що є високоенергетичною нішею для розвитку та функціонування мікробного угруповання [4, 5]. Кількісний склад кореневих виділень рослин, поряд із фізичними властивостями ґрунту, визначає склад ризосферного мікробного угруповання, адже кореневі екзометоболіти утворюють складну суміш окремих сполук, а співвідношення серед них органічних кислот і цукрів визначає специфіку ризосферної мікробіоти [6].

Значну роль у рослинно-мікробній взаємодії відіграє антропогенний вплив. Використання у технологіях вирощування сільськогосподарських культур синтетичних сполук може слугувати причиною порушення балансу природних біоценозів. Як альтернативний метод науковці пропонують застосовувати біологічні препарати. Реакцію ґрунтової мікробіоти на дію біопрепаратів досліджували у посівах різних сільськогосподарських культур [7, 8], проте зміна мікробіологічної активності ризосфери гречки залишається не достатньо вивченою. Водночас літературні джерела засвідчують позитивний вплив біопрепаратів на ріст і розвиток культурних рослин та біоценотичну діяльність ризосферної мікробіоти [9, 10].

Дослідження проводили в умовах дослідного поля Уманського національного університету садівництва за схемою, що включала варіанти з обробкою насіння перед сівбою бактеріальним препаратом Діазобактерин (штами бактерій Azospirillum brasilense 18 – 21410) у нормах 150, 175 і 200 мл окремо та сумісно з регулятором росту рослин Радостим (Емістим С – 0,3 г/л, калієва сіль альфа-нафтилоцтової кислоти – 1,0 мг/л та мікроелементи) у нормі 250 мл/т. На фоні застосування вищезазначених препаратів посіви гречки у фазі першої пари справжніх листків обприскували Радостимом у нормі 50 мл/га. Досліди закладали у триразовому повторенні систематичним методом у посівах гречки сорту Єлена.

Відбір зразків ризосферного ґрунту та чисельність мікроорганізмів у ризосфері гречки визначали за методикою, описаною Звягінцевим та ін. [11], зокрема загальну кількість бактерій – шляхом висіву ґрунтової суспензії відповідних розведень на м'ясо-пептонний агар (МПА).Чисельність мікроорганізмів виражали в КУО (колоніє утворювальних одиниць).

У результаті проведених досліджень встановлено, що використання для передпосівної обробки насіння різних норм мікробіологічного препарату Діазобактерин як окремо, так і сумісно з рістрегулятором Радостим, по-різному впливало на розвиток ґрунтової міробіоти (рис.). Так, у 2010 р. обробка насіння гречки перед сівбою Діазобактерином у нормах 150, 175 і 200 мл сприяла підвищенню загальної чисельності бактерій у порівнянні з контролем на 8 – 10 %.

Рис. Загальна чисельність бактерій у ризосфері гречки за використання бактеріального препарату Діазобактерин та регулятора росту рослин Радостим, тис. КУО/г ґрунту, 2010 р. (фаза галуження стебла)

1. Без застосування препаратів (контроль). 2. Діазобактерин 150 мл; 3. Діазобактерин 175 мл; 4. Діазобактерин 200 мл; 5. Радостим 250 мл; 6. Діазобактерин 150 мл + Радостим 250 мл/т; 7. Діазобактерин 175 мл + Радостим 250 мл/т; 8. Діазобактерин 200 мл + Радостим 250 мл/т; 9. Радостим 50 мл/га; 10. Діазобактерин 150 мл + Радостим 50 мл/га; 11. Діазобактерин 175 мл + Радостим 50 мл/га; 12. Діазобактерин 200 мл + Радостим 50 мл/га; 13. Радостим 250 мл/т + Радостим 50 мл/га; 14. Діазобактерин 150 мл + Радостим 250 мл/т + Радостим 50 мл/га; 15. Діазобактерин 175 мл + Радостим 250 мл/т + Радостим 50 мл/га; 16. Діазобактерин 200 мл + Радостим 250 мл/т + Радостим 50 мл/га.

Використання передпосівної обробки насіння Діазобактерином сумісно з Радостимом забезпечувало більш активний розвиток ризосферної мікробіоти. Так, за окремого внесення Радостиму у нормі 250 мл/т загальна кількість бактерій перевищувала контроль на 9 %, а за внесення цієї ж норми рістрегулятора сумісно із мікробіологічним препаратом Діазобактерин у нормах 150 – 200 мл відмічено зростання чисельності бактерій проти контролю на 20 – 24 % та на 11 – 14 % – проти варіанту з Радостимом і на 12 – 13 % – до варіантів окремої дії Діазобактерину (150 – 200 мл). Очевидно, що зростання чисельності бактеріальної мікробіоти у ризосфері гречки обумовлено, з одного боку, стимулювальною дією композиції біопрепаратів на проходження у рослинах фізіолого-біохімічних процесів [12], які покращують розвиток надземної біомаси та сприяють активному виділенню кореневих ексудатів, з іншого – формуванням розгалуженої кореневої системи, яка слугує додатковою площею і субстратом для живлення і функціонування мікробіоти.

За використання регулятора росту рослин Радостим у нормі 50 мл/га по сходах гречки на фоні передпосівної обробки насіння мікробіологічним препаратом Діазобактерин у нормах 150, 175 і 200 мл загальна кількість бактерій у порівнянні з контролем зростала на 149, 163 і 174 тис. КУО в 1 г ґрунту відповідно. Найбільша кількість ризосферних бактерій була відмічена у варіантах досліду з використанням Діазобактерину 150 – 200 мл та Радостиму 250 мл/т для обробки насіння перед сівбою з наступною обробкою посівів Радостимом у нормі 50 мл/га, що на 268 – 295 тис. КУО в 1 г ґрунту перевищувало контроль та на 72 – 76 тис. КУО в 1 г ґрунту відповідно було вищим за показники тих же варіантів, але без обробки вегетуючих рослин Радостимом (НІР₀₅ 67,5 тис. КУО в 1 г ґрунту).

Таким чином, використання бактеріального препарату Діазобактерин окремо та в поєднанні з регулятором росту рослин Радостим забезпечує покращення життєдіяльності мікроорганізмів ризосфери гречки, що в цілому сприяє формуванню продуктивних і сталих агрофітоценозів. Найбільша чисельність бактерій в ризосфері посівів гречки розвивається за сумісного використання для обробки перед сівбою насіння Діазобактерину (175 – 200 мл) і Радостиму (250 мл/т) з наступним обприскуванням рослин рістрегулятором Радостим (50 мл/га), де перевищення до контролю складало 32 %.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Пида С.В. Еколого-трофічні взаємодії вищих рослин і мікроорганізмів / С.В. Пида, І.П. Григорюк, С.П. Маяковська // Аграрна наука і освіта. – 2007. – Т.8. – №2. – С. 11 – 18.

2. Поташова Л.Н. Екологічно безпечна технологія вирощування квасолі на чорноземах Східного Лісостепу України : автореферат дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук : спец. 06. 01. 09 « Рослинництво» / Л.Н. Поташова. – Київ, 2000. – 20с.

3. Kumar P.K.R. Microbial production of gibberellic acid State of the art / P.K.R. Kumar, B.K. Lonsane // Advances in Appiled Microbiologу. – 1989. – 34. – P. 29 – 139.

4. Симочко Л.Ю. Екологія мікробного ценозу ґрунту при вирощуванні озимої пшениці на чорноземі глибокому / Л.Ю. Симочко, О.С. Демянюк // Агроекологічний журнал. – 2003. – №3. – С. 27 – 31.

5. Пауко О. В. Перспективність використання азотфіксуючих мікроорганізмів та водоростей для підтримання екологічно стійких агроекосистем / О.В. Пауко, Ю.О. Гончар, Т.В. Паршикова // Агроекологічний журнал. – 2009. – № 2. – С. 82 – 85.

6. Кравченко Л.В Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями : автореф. дис. на соиск. уч. степени доктор биол. наук : спец. 03.00.07 «Микробиология» / Л.В. Кравченко. – Санкт-Петербург, 2000. – 44 с.

7. Шерстобоєва О. В. Реакція мікробного угрупування кореневої зони озимої пшениці на інтродукцію діазотрофів / О.В. Шерстобоєва // Агроекологічний журнал. – 2003. – № 3. – С. 42 – 46.

8. Карпова Г.А. Эффективность использования регуляторов роста и бактериальных препаратов на яровой пшенице / Г.А. Карпова, Ю.Н. Зюзина // Зерновое хозяйство. – 2007. – № 5. – С. 16 – 17.

9. Щукин В.Б. Эффективность обработки семян озимой пшеницы физиологически активными веществами и биопрепаратами / В.Б. Щукин, А.А. Громов, М.М. Щукина // Земледелие. – 2007. – № 6. – С. 32 – 33.

10. Мерецкая Е.Ф. Формирование микробиоценозов в почве под озимой пшеницей / Е.Ф. Мерецкая, М.М. Дямченко // Земледелие. – 2008. – № 2. – С. 12 – 13.

11. Методы почвенной микробиологии и биохимии / [И.В. Асеева, И.П. Бабьева, Б.А. Бызов и др.]; под ред. Д.Г. Звягинцева. – М.: Изд-во Московского Университета, 1991. – 304 с.

12. Грицаєнко З.М. Активність антиоксидантних ферментів у рослинах гречки за дії біологічних препаратів / З.М. Грицаєнко, А.А. Даценко // Збірник наукових праць Уманського НУС. – 2014. – Вип. 84. – С. 38 – 43.