Фізіологія рослин і генетика 2022, том 54, № 1, 52-64, doi: https://doi.org/10.15407/frg2022.01.052

Реалізація симбіотичного і продуктивного потенціалу соєво-ризобіальних систем, утворених аналітично селекціонованими фунгіцидостійкими штамами бульбочкових бактерій на фоні завчасного протруєння насіння стандак топом

Омельчук С.В., Кириченко О.В., Жемойда А.В.

  • Iнститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України 03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17

У вегетаційних умовах із ґрунтовою культурою досліджували ефективність соєво-ризобіальних симбіотичних систем, утворених аналітично селекціонованими фунгіцидостійкими штамами Bradyrhizobium japonicum 634б (стандарт) і РС08 із рослинами сої за обробки насіння за 7 діб до посіву протруй­ником стандак топ. За завчасної обробки насіння сої протруйник стандак топ пригнічував у першу половину вегетації рослин (включно до фази початку цвітіння) процеси формування та функціонування симбіотичних систем, утворених фунгіцидостійкими штамами B. japonicum 634б і РС08. За інокуляції насіння штамом 634б на фоні дії протруйника нодуляційна активність ризобій у фазу цвітіння сої ослаблювалась на 35 %, а штаму РС08 — залишалась стабільною. Iнтенсивність азотфіксації симбіотичних систем, утворених за участю обох штамів ризобій, зменшувалась на 30—32 %. З’ясовано, що штам B. japonicum РС08 за ступенем реалізації симбіотичного потенціалу на фоні застосування протруйника виявився ефективнішим за штам 634б. У фазу утворення бобів реалізація симбіотичного потенціалу соєво-ризобіальних систем, утворених обома штамами, на фоні дії протруйника стабілізувалася до рівня контрольних рослин (без протруєння насіння). Стандак топ за завчасної передпосівної обробки насіння з наступною бактеризацією штамами 634б і РС08 у день посіву не чинив токсичної дії на вегетативний ріст і розвиток сої, формування генеративних органів та урожаю зерна. Симбіотичні системи сої з аналітично селекціонованими фунгіцидостійкими штамами B. japonicum 634б і РС08 характеризувалися майже однаковими ступенями реалізації продуктивного потенціалу за незначної переваги системи, утвореної штамом B. japonicum РС08. Завчасне протруєння насіння сої стандак топом істотно не впливало на формування зернової продуктивності рос­линами. Симбіотична система соя—B. japonicum РС08 на фоні дії протруйника за оцінкою реалізації симбіотичного і продуктивного потенціалів виявилася ефективнішою, ніж система соя—B. japonicum 634б. Отримані нами результати підтвердили можливість використання аналітично селекціонованого фунгіцидостійкого штаму B. japonicum РС08 як біологічної основи бактері­альних добрив під сою для комплексного застосування у виробничих умовах із протруйником стандак топ за обробки ним насіння за 7 діб до посіву.

Ключові слова: Bradyrhizobium japonicum, соєво-ризобіальний симбіоз, штами, стандак топ, протруєння, азотфіксація, зернова продуктивність

Фізіологія рослин і генетика
2022, том 54, № 1, 52-64

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF  

Цитована література

1. Demianenko, V.V. (2014). Key elements of modern soybean growing technology. Ahroskop Interneshnl, 1, pp. 13-19 [in Ukrainian].

2. Kulkarni, K.P., Tayade, R., Asekova, S., Song, J.T., Shannon, J.G. & Lee, J.D. (2018). Harnessing the potential of forage legumes, alfalfa, soybean, and cowpea for sustainable agriculture and global food security. Frontiers in plant science, 9, p. 1314. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01314

3. PrusiXski, J., Baturo-Cieнniewska, A. & Borowska, M. (2020). Response of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) to Mineral Nitrogen Fertilization and Bradyrhizobium japonicum Seed Inoculation. Agronomy, 10, No. 9, p. 1300. https://doi.org/10.3390/agronomy10091300

4. Ciampitti, I.A. & Salvagiotti, F. (2018). New insights into soybean biological nitrogen fixation. Agronomy Journal, 110, No. 4, pp. 1185-1196. https://doi.org/10.2134/agronj2017.06.0348

5. Mostoviak, I.I. & Kravchenko, O.V. (2019). Symbiotic apparatus of soya under the application of different types of fungicides and microbial preparation. Tavriys'kyy naukovyy visnyk, 108, pp. 72-77. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.108.10

6. Volkohon, V.V. & Kosmos, M.S. (2010). Efficacy of symbiosis of nodule bacteria with soybean plants. Biuleten instytutu zernovoho hospodarstva, 39, pp. 89-93 [in Ukrainian].

7. Vorobey, N.A., Kukol, K.P., Pukhtaevych, P.P. & Kots, S. (2019, March). Search, preservation and reproduction of a variety of agronomically useful soil microiota. Strategies for innovative development of natural sciences: experience, problems and prospects. Mat-ly II Vseukr. nauk.-prakt. Internet-konf. (pp. 189-190), Kropyvnitskiy [in Ukrainian].

8. Malichenko, S.M. Omelchuk, S.V., Mamenko, P.M. & Kots, S.Ya. (2013). Efficiency, competitiveness and technological effectiveness of new analytically selected strains of soybean nodule bacteria. Fiziologia i biokhimia kult. rastenij, 45, No. 1, pp. 53-60 [in Ukrainian].

9. Pat. 7875 UA, IPC C05F 11/00, C12N 1/00, Bacterial strain Bradyrhizobium japonicum PC08 (IMB-B7399) for bacterial fertilizer under soybeans, Kots, S. Ya., Malichenko, S.M., Mamenko, P.M., Vorobey, N.A., Yakymchuk, R.A., Publ. 25.03.2013. Bul. No. 6 [in Ukrainian].

10. Vozniuk, S.V., Tytova, L.V., Ratushinska, O.V. & Iutynska, G.O. (2016). Formation and functioning of symbiotic systems and rhizosphere microbiocenisis of soybean under various fungicides application. Mikrobiol. Z., 78, No. 4, pp. 59-70 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/microbiolj78.04.059

11. Borzenkova, G.A. (2014). Optimization of technology of preseeding treatment and possibility of its combination with inoculation for protection of soya against contamination with seed infection. Zernobobovyie i krupyanyie kulturyi, 1, No. 9, pp. 22-30 [in Russian].

12. Roman, D.L., Voiculescu, D.I., Filip, M., Ostafe, V. & Isvoran, A. (2021). Effects of Triazole Fungicides on Soil Microbiota and on the Activities of Enzymes Found in Soil: A Review. Agriculture, 11, No. 9, p. 893. https://doi.org/10.3390/agriculture11090893

13. Sergienko, V.G. & Mykolaevskyi, V.P. (2014). Soybean diseases monitoring in the Forest-Steppe of Ukraine. Karantyn i zakhyst Roslyn, 10, No. 11, pp. 9-11 [in Ukrainian].

14. Mykolaievsky, V.P., Sergienko, V.G. & Tytova, L.V. (2016). Diseases development and productivity of soybean at the seeds treatment by microbial formulations. Ahrobiolohiia, 2, pp. 96-103 [in Ukrainian].

15. Saenko, G.M. & Bushneva, N.A. (2018). Compatibility of fungicide dressers and inoculators on soybean. Nauchno-tekhnicheskiy byulleten' Vserossiyskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta maslichnykh kul'tur, 3, No. 175, pp. 124-127. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.25230/2412-608X-2018-3-175-124-127

16. Silva, K., Silva, E.E., Farias, E.D.N.C., Silva, C.J., Albuquerque, C.N.B. & Cardoso, C. (2018). Agronomic efficiency of Bradyrhizobium pre-inoculation in association with chemical treatment of soybean seeds. African Journal of Agricultural Research, 13, No. 14, pp. 726-732. https://doi.org/10.5897/AJAR2018.13016

17. Rodrigues, T.F., Bender, F.R., Sanzovo, A.W.S., Ferreira, E., Nogueira, M.A. & Hungria, M. (2020). Impact of pesticides in properties of Bradyrhizobium spp. and in the symbiotic performance with soybean. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 36, No. 11, pp. 1-16. https://doi.org/10.1007/s11274-020-02949-5

18. Vorobey, N.A., Kukol, K.P. & Kots, S.Ya. (2020). Fungicides toxicity assessment on Bradyrhizobium japonicum nodule bacteria in pure culture. Mikrobiolohichnyy zhurnal, 82, No. 3, pp. 45-54. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/microbiolj82.03.045

19. Kukol, K.P., Vorobey, N.A., Pukhtaievych, P.P. & Kots, S.Ya. (2020). Efficacy of soybean inoculation by biopreparations based on fungicide-resistant rhizobium strains under seed treaters impact. Fiziolohiia roslyn i henetyka, 52, No. 6, pp. 494-506. https//doi.org/10.15407/frg2020.06.494 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2020.06.494

20. Kukol, K.P., Vorobey, N.A., Pukhtaievych, P.P., Rybachenko, L.I. & Yakymchuk. R.A. (2020). Effect of fungicides on the efficiency of soybean inoculation with pesticide-resistant nodule bacteria. Silskohospodarska mikrobiolohiia, 31, pp. 26-35. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.35868/1997-3004.31.26-35

21. State Register of Plant Varieties Suitable for Dissemination in Ukraine in 2018. Retrieved from https://sops.gov.ua/reestr-sortiv-roslin [in Ukrainian].

22. Yaschuk, V.U., Ivanov, D.V., Krivosheya, R.M., Tsibulnyak, Yu.O. & Koretskiy, A.P. (2018). The list of pesticides and agrochemicals permitted for use in Ukraine. Kyiv: Yunivest Media [in Ukrainian].

23. Plant protection products - Bayer, Basf, Syngenta, Dupon, Avgust. Product catalog. Retrieved from http://www.demetra-agra.com.ua [in Ukrainian].

24. Hardy, R.W.F., Holsten, R.D., Jackson, E.K. & Burns, R.C. (1968). The acetylene-ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field evaluation. Plant Physiol., 42, No. 8, pp. 1185-1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185

25. Kots, S.Ya. & Kukol, K.P. (2021). The effect of pesticides on nodule bacteria in pure culture and on realization of their symbiotic potential. Fiziolohiia roslyn i henetyka, 53, No. 3, pp. 240-261. https//doi.org/10.15407/frg2021.03.240 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2021.03.240