Особливості зміни чисельності та складу мікробіому ризосфери пшениці озимої в процесі онтогенезу
DOI:
https://doi.org/10.31548/agr2021.03.056Ключові слова:
ґрунтові мікроорганізми, мікробна біомаса, сортова специфічність, інтенсивність виділення СО2, динаміка поглинання О2, спороутворюючі бактеріїАнотація
В агроекосистемах мікроорганізми є основним чинником ґрунтоутворювального процесу, живлення рослин і фітосанітарного стану ґрунту. Усі заходи, які спрямовані на відновлення ґрунтової родючості та підвищення продуктивності, екологічної безпеки аграрного виробництва, тісно пов’язані з діяльністю мікроорганізмів. Підвищена локальна активність, біомаса й різноманітність мікробіоти є однією з найважливіших характеристик, які відрізняють ризосферу від загального обсягу ґрунту. Метою досліджень було вивчення чисельності та складу мікробного комплексу ризосфери зернових культур (пшениці озимої різних сортів вітчизняної селекції) у процесі онтогенезу. Для проведення комплексу мікробіологічних досліджень здійснено відбір та підготовку зразків ґрунту (чорнозем типовий) з дотриманням стандартних вимог пробопідготовки та зберігання проб у лабораторних умовах. Аналіз зразків ризосферного ґрунту проводили за варіантами різних сортів пшениці озимої вітчизняної селекції. Чисельність ґрунтових мікроорганізмів визначали методом посіву суспензій на поживні середовища за загальноприйнятими в мікробіології методиками. Визначення загальної мікробної біомаси в ґрунті здійснено регідратаційним методом, а інтенсивність «дихання» ґрунту відповідно за виділенням СО2 і поглинанням О2 манометричним методом (апарат Варбурга). Встановлено, що сорти пшениці озимої впливали на формування мікробіому чорнозему типового. Чисельність та склад мікробного комплексу ризосфери пшениці озимої в процесі онтогенезу значно змінюється, особливо за співвідношенням чисельності спороутворюючих та неспорових форм мікроорганізмів за однакових умов агротехніки вирощування культури. Загальний пул сапротрофних мікроорганізмів ризосфери демонструє варіабельність біомаси та зміни на користь екологопластичних бацил. Встановлено збільшення чисельності спороутворюючих бактерій до 4,2 х 107 КУО/г у варіантах вирощування певних сортів. Показано, що за вирощування різних сортів пшениці озимої спостерігається стабільні показники інтенсивності виділення СО2 ‒ від 5,2 до 7,0. Аналогічна динаміка простежується за показником поглинання О2 (не більше 5,3-6,8).Посилання
Gadzalo YA.M., Patyka M.V., Zaryshnyak A.S., Patyka T.I. (2019). Ahromikrobiolohiya z osnovamy biotekhnolohiyi. [Agromicrobiology with the basics of biotechnology]: monography. K.: Ahrarna nauka NAAN, 204.
Gadzalo Y.M., Patyka M.V., Zarishnyak A.S. (2015). Agrobiologiya rizosfery rasteniy. [Agrobiology of the rhizosphere of plants]: monography. K.: Ahrarna nauka NAAN, 368.
Patyka M.V., Tonkha O.L., Sinchenko V.M., Honchar A.M., Patyka T.I. (2019). Osoblyvosti formuvannya strukturovo-funktsionalʹnoho skladu mikrobiomu chornozemu tsilynnoho v stepu Ukrayiny. [Peculiarities of formation of structural-functional composition of virgin chernozem microbiome in steppe of Ukraine]. Microbiological journal. Vol. 81, №4.Р. 90-106. https://doi.org/10.15407/microbiolj81.04.090
Bulyhin S. Yu. Biological evaluation of the rationality of soil usage in agriculture /Bulyhin S. Yu., Tonkha O. L.//Agricultural science and practice, 2019 Vol. 5 Р. 23-29. https://doi.org/10.15407/agrisp5.01.023
Karpenko O.Y., Rozhko V.M., Butenko, A.O. , Lychuk, A.I., Davydenko G.A., Tymchuk, D.S ., Tonkha O. L., Kovalenko V.P. (2020) The activity of the microbial groups of maize root-zone in different crop rotations. Ukrainian journal of ecology. Volume: 10, Issue: 2. 137-140. https://doi.org/10.15421/2020_209
Berg G. (2009). Plant-microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controlled use of microorganisms in agriculture. Applied Microbiology and Biotechnology. Vol. 84. Р. 11-18.
https://doi.org/10.1007/s00253-009-2092-7
Olanrewaju O.S., Glick B. R., Babalola O.O. (2017). Mechanisms of action of plant growth promoting bacteria. World Journal of Microbiology and Biotechnology. Vol. 33. №11. Р. 197-204. https://doi.org/10.1007/s11274-017-2364-9
Chebotar' V.K. (2009). Antifungal'nyye i fitostimuliruyushchiye svoystva rizosfernogo shtamma Bacillus subtilis produtsenta biopreparatov. [Antifungal and phytostimulating properties of the rhizosphere Bacillus subtilis strain as a producer of biological products]. Applied Biochemistry and Microbiology. Vol. 45. №4. Р. 465-469. https://doi.org/10.1134/S0003683809040127
Patyka M.V., Tonkha O.L., Patyka T.I., Veretyuk S.V., Kiroyants M.О. (2018). Otsinka metahenomu prokariotnoho kompleksu chornozemu za ahrarnoho vykorystannya [Estimation of methagenome of prokaryotic chernozem complex by agricultural use]. Microbiological journal. Vol. 80. №6. Р. 109-122. https://doi.org/10.15407/microbiolj80.06.109
Mandic-Mulec I., Stefanic P., van Elsas J.D. (2015). Ecology of Bacillaceae. Microbiology Spectrum. Vol. 45. №3(1). Р. 1-24.
https://doi.org/10.1128/microbiolspec.TBS-0017-2013
Patyka N.V., Bublik N.A., PatykaT.I. (2015). Rhizosphere trophic chains: role and stability in soil processes and ecosystems. Journal of Characterization and Development of Novel Materials. Vol. 7, № 3. P. 413-418.
Smirnov V.V., Sorokulova I.B., Pinchuk I.V. (2000). Bakterii roda Bacillus - perspektivnyy istochnik biologicheski aktivnykh veshchestv. [Bacteria of the genus Bacillus are a promising source of biologically active substances]. Microbiological journal. Vol. 63. №1. Р. 72-78.
Gazheeva T.P., Gordeeva T.H., Maslennikova S.N. (2011). Dynamics of the number and composition of microorganisms of the rhizosphere of some cereal plants in the process of their growth and development. Bulletin of the OSU. № 12 (131). P. 328-330.
Avksentʹyeva, O. O., Vinnikova, O. I. (2018). Mikromitsety ryzosfery ta filosfery izohennykh za henamy VRN liniy pshenytsi (Triticum aestivum L.) u zvʺyazku z tempamy rozvytku ta produktyvnistyu. [Micromycetes of the rhizosphere and philosphere of wheat lines (Triticum aestivum L.) isogenic by VRN genes due to the rate of development and productivity]. Bulletin of VN Karazin Kharkiv National University. Biology Series, 30 (30). Р. 77-86. https://doi.org/10.26565/2075-5457-2018-30-9
Patyka M.V., Kolodyazhnyy O.YU., Ibatullin I.I. (2016). Otsinka metahenomu ta detektsiya funktsionalʹno znachushchykh polimorfizmiv prokariot hruntu z vykorystannyam metodu pirosekvenuvannya. [Evaluation of metagenomas and detection of functionally significant polymorphisms of soil prokaryotes using the method of pyrosequencing]. Microbiological journal. Vol. 78. №2. Р. 43-50. https://doi.org/10.15407/microbiolj78.02.043
Moshynets O.V., Kosakivska I.V. (2010). Phytosphere ecology: plant-microbial interactions. 2. Phytosphere as a niche for plant-microbial interactions. Functional microbial activity and its influence on plants. The Bulletin of Kharkiv National Agrarian University: Series Biology. Vol. 3. P. 6-22.
Iutynsʹka, H. O. Gruntova mikrobiolohiya. (2006). [Soil microbiology] Kуіv: Aristey, 284 p.
Novosad K.B., Havva D.V., Revtʹye A.V., Fisun M.M. (2010). Biohennistʹ chornozemiv typovykh Ukrayinsʹkoho stepovoho pryrodnoho zapovidnyka (viddilennya «Mykhaylivsʹka tsilyna». [Biogenicity of chernozems typical of the Ukrainian steppe nature reserve (branch "Mykhailivska virgin land"]. Visnyk KhNAU. №5. P. 67-75.
Dobrovol'skiy G.V., Kust G.S., Chernov I.YU. (2012). Pochvy v biosfere i zhizni cheloveka [Soils in the biosphere and human life. Moscow: FGBOU VPO MGUL, 2012. 584 p.
Volkohon V.V., Pyrih O.V., Brytan T.YU. (2018).
Spryamovanistʹ gruntovo-mikrobiolohichnykh protsesiv za vplyvu orhanichnykh i mineralʹnykh dobryv [Orientation of soil-microbiological processes under the influence of organic and mineral fertilizers]. Bulletin of Agricultural Science. №6. С. 5 - 11. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201806-01
Cerna B., Elhottova D., Santruckova H. (2003). Functional groups of soil microbial community. Structure and Function of Soil Microbiota. P. 3-6.
Zvyagintsev D.G. (1991). Metody pochvennoy mikrobiologii i biokhimii [Methods of soil microbiology and biochemistry]. М.: MSU Publishing House, 304 p
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
