Mikrobiol. Z. 2021; 83(1):21-31.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.01.021

Мікробіота ризосфери зернових культур

В.П. Карпенко¹, С.П. Полторецький¹, В.В. Любич¹, Д.М. Адаменко¹, І.С. Кравець¹,
Р.М. Притуляк¹, В.С. Кравченко¹, Н.І. Патика², В.П. Патика³

¹Уманський національний університет садівництва
вул. Інститутська, 1, Умань, 20305, Україна

²Інститут аграрної економіки
вул. Героїв Оборони, 10, Київ, 03127, Україна

³Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Основними напрямками сільського господарства є виробництво високоякісної продукції, а відновлення родючості ґрунту з використанням залуження багаторічними злаковими культурами є пріоритетним завданням в стратегії ООН. Нині зерно пшениці спельти використовують для виробництва високоякісних продуктів харчування. Пирій середній – перспективна культура для залуження. Одним із елементів біологізації є вплив вирощування сільськогосподарських культур на мікробіоту ризосфери ґрунту. Дослідження чисельності мікробіоти ризосфери ґрунту пшениці спельти і пирію середнього залишається недостатньо вивченим. Актуальним є вивчення впливу вирощування пшениці спельти і пирію середнього на формування мікробіоти їх ризосфери, що є значущим для еколого-функціональної характеристики ґрунту. Мета. Дослідити в динаміці чисельність окремих груп мікробіоти ризосфери злакових культур (пшениця м’яка, пшениця спельта, пирій середній) залежно від погодних умов і фази розвитку рослин. Методи. У роботі використано класичні мікробіологічні, статистичні методи. Зокрема, дослідження чисельності мікроорганізмів різних еколого-трофічних груп (амоніфікувальних, нітрифікувальних, целюлозолітичних і азотфіксувальних) проводили згідно загальноприйнятих у ґрунтовій мікробіології методик. Мікробіоту ґрунту визначали у ризосфері різних видів пшениці (м’яка – сорт Каланча, спельта – сорт Зоря України) та пирію середнього – Kernza і Хорс. Зразки ґрунту для досліджень відбирали у фазах виходу рослин у трубку, колосіння та молочної стиглості зерна. Достовірність впливу чинників встановлювали за величиною рівня ймовірності «р», який розраховували за допомогою програми Statistica 8. Результати. Встановлено, що чисельність основних груп мікроорганізмів ризосфери спельти і пирію середнього значно відрізняється від пшениці м’якої. У ризосферному ґрунті пшениці спельти розвивається достовірно більше амоніфікувальних і целюлозолітичних мікроорганізмів порівняно з пшеницею м’якою. Так, у фазі колосіння пшениці спельти чисельність целюлозолітичних мікроорганізмів ризосфери ґрунту була на 11–16% більшою порівняно з пшеницею м’якою залежно від року дослідження. Чисельність нітрифікувальних і кількість оброслих грудочок ґрунту бактеріями роду Аzotobacter не змінювалась порівняно з пшеницею м’якою. Чисельність мікробіоти ризосфери пирію середнього на 2–3 рік вирощування була стійкішою до несприятливих чинників навколишнього природного середовища порівняно з пшеницею м’якою. Так, чисельність целюлозолітичних мікроорганізмів ризосфери ґрунту пирію середнього у фазі виходу у трубку була на 14–77%, у фазі колосіння – на 14–88%, у фазі молочної стиглості зерна – на 13–97% більше порівняно з пшеницею м’якою залежно від року дослідження. Упродовж вегетаційного періоду пшениці спельти і пирію середнього мікробіота ґрунту ризосфери майже не змінювалась залежно від фази розвитку рослин. Проведений статистичний аналіз свідчить про те, що чинники «вид злакової культури» і «рік дослідження» найбільше впливали на чисельність амоніфікувальних, нітрифікувальних і целюлозолітичних мікроорганізмів. Висновки. Вперше в умовах Правобережного Лісостепу України проаналізовано формування мікробіоти ризосфери пшениці спельти і пирію середнього. Проведені дослідження свідчать про доцільність вирощування пшениці спельти і її застосування в селекційних програмах для створення сортів пшениці м’якої з вищою мікробіологічною активністю ризосферного ґрунту. Мікробіота ризосфери пирію середнього максимального розвитку досягала на другий рік вирощування. Чисельність амоніфікувальних, нітрифікувальних і целюлозолітичних мікроорганізмів ризосфери пирію середнього була достовірно більша порівняно з пшеницею м’якою впродовж усіх фаз розвитку на другий та третій роки вирощування. Проведені дослідження підтверджують практичне застосування пирію середнього для збереження та підвищення родючості ґрунту. Пирій середній можна вирощувати до трьох років на одному полі, оскільки мікробіологічна активність при цьому досягає максимального розвитку.

Ключові слова: мікробіота, амоніфікувальні, нітрифікувальні, целюлозолітичні мікроорганізми, Аzotobacter, ризосфера, пшениця м’яка, пшениця спельта, пирій середній.

Повний текст (PDF, англ)