Поширення та екологічні особливості бульбочкових бактерій сої в різних регіонах України - Автореферат

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наукРобота виконана в лабораторії біологічного азоту Інституту сільськогосподарської мікробіології Української академії аграрних наук Науковий керівник: кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, Ковалевська Тамара Михайлівна, Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, провідний науковий співробітник лабораторії біологічного азоту Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, Попова Елеонора Михайлівна, Інститут агроекології УААН, головний науковий співробітник кандидат біологічних наук, Постоєнко Олена Михайлівна, Київський національний університет ім.Симбіотичні системи бульбочкових бактерій з бобовими рослинами можуть залучати в кругообіг до 90 млн. тон азоту повітря за рік (Тихонович и др., 2002). Такі дослідження дуже важливі для оцінки сучасного стану популяцій ризобій сої в різних екотопах та для розуміння процесів, які відбуваються в мікробних ценозах грунту при інтродукції нового виду рослин. Представлену роботу виконували у відповідності з науково-технічною програмою УААН “Наукові основи сталих агроекосистем”; підпрограмою “Сільськогосподарська мікробіологія”; завданням “Здійснити моніторинг мікробіологічного стану грунтів в залежності від застосування біологічних препаратів” (0101U004702); завданням “Вивчити взаємодію мікро-і макросимбіонтів при ефективному функціонуванні системи: азотфіксуючі мікроорганізми - рослина” (0101U003749). Мета роботи - вивчити поширення і екологічні особливості бульбочкових бактерій сої в різних ґрунтово-кліматичних зонах України та виділити нові активні штами B. japonicum. · визначити розміри фіксації молекулярного азоту бульбочковими бактеріями в симбіозі з соєю;В розділі наведено сучасні погляди вітчизняних та зарубіжних дослідників з питань екології бульбочкових бактерій сої, а також особливостей формування, розвитку та функціонування бобово-ризобіального симбіозу.Досліджували популяції бульбочкових бактерій сої в грунтах різних регіонів України; біологічні особливості штамів B. japonicum різних екотопів; епіфітну та ендофітну мікрофлору насіння сої різних сортів. Дослідження проводили протягом трьох років в 5-ти ґрунтово-кліматичних зонах України: в традиційних районах соєсіяння (сою вирощують в сівозмінах більше 20-30 років) - північному Лісостепу (Інститут землеробства УААН, Києво-Святошинський район, смт. Гвардійське) і нових районах вирощування сої (сою починають впроваджувати) - східному Лісостепу (Сумський інститут АПВ, с. Ступінь інфікування сої бульбочковими бактеріями визначали за наявністю бульбочок на коренях рослин згідно методики ВНДІ с.-г. мікробіології (Новикова и др., 1975). Чисельність бульбочкових бактерій сої у грунті визначали методом граничних розведень за результатами утворення бульбочок на коренях рослин в стерильних ємностях (Красильников и др., 1940, Тильба, 1971, Толкачев, 1990).Так, в природних біогеоценозах і на полях, де сою ніколи не вирощували, бульбочкові бактерії відсутні. Внесення бульбочкових бактерій сої з біопрепаратом в перший же рік вирощування культури приводило до формування різних за щільністю популяцій ризобій - від 20 клітин/г грунту в дерново-підзолистому грунті Полісся (Чернігівський інститут АПВ) до 3500 клітин/г грунту в чорноземному грунті північного Лісостепу (Носівська селекційна дослідна станція). Для грунтів, на яких сою вирощують тривалий час, коефіцієнт рясності виду B. japonicum становить 0,01-0,1%, а для ґрунтів, де цю культуру тільки починають висівати - 0,0004-0,002%. Нами вперше встановлено, що розміщення популяцій бульбочкових бактерій сої в грунтах як традиційних, так і нових районів вирощування сої є локальним (рис. Кожна популяція має досить чіткі межі і за тривалий час вирощування сої в сівозмінах не відбувається масового розселення бульбочкових бактерій сої на нові території.Оскільки польові дослідження проводилися нами в різних ґрунтово-кліматичних зонах, де на бульбочкові бактерії впливали різні екологічні фактори, функціональний стан популяцій порівнювали у вегетаційних дослідах в строго контрольованих умовах вологості, освітлення та температури. Встановлено, що численні популяції бульбочкових бактерій сої традиційних районів соєсіяння сприяли формуванню значної кількості бульбочок, нітрогеназна активність яких була відносно невисокою (2,27-8,73 мкг N/рослину за годину). Як за даними польових спостережень, так і вегетаційних дослідів за азотфіксуючим потенціалом (15,35 мкг N/рослину за годину) виділяється популяція ризобій сої чорноземного грунту північного Лісостепу (Носівська дослідна станція). Так, за наявності в грунті численної місцевої популяції ризобій, інтродукція штаму-еталону B. japonicum 634б не приводить до збільшення числа бульбочок на коренях сої.