Реалiзацiя симбiотичного i продуктивного потенцiалу соєво-ризобiальних систем, утворених аналiтично селекцiонованими фунгiцидостiйкими штамами бульбочкових бактерiй на фонi завчасного протруєння насiння стандак топом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реалiзацiя симбiотичного i продуктивного потенцiалу соєво-ризобiальних систем, утворених аналiтично селекцiонованими фунгiцидостiйкими штамами бульбочкових бактерiй на фонi завчасного протруєння насiння стандак топом

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

Інститут 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 ри- зобій у фазу цвітіння сої ослаблювалась на 35%, а штаму РС08 -- залишалась стабільною. Інтенсивність 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.

REALIZATION OF SYMBIOTIC AND PRODUCTIVITY POTENTIAL OF SOYBEAN-RHIZOBIA SYSTEMS FORMED BY ANALYTICALLY SELECTED FUNGICIDE RESISTANT STRAINS OF NODULE BACTERIA UNDER PRELIMINARY TREATMENT OF SEEDS WITH STANDAK TOP

S. V. Omelchuk, O. V. Kyrychenko, A. V. Zhemojda

Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine 31/17 Vasylkivska, St., Kyiv, 03022, Ukraine

The efficacy of the soybean-rhizobia symbiotic systems formed by analytically selected fun-gicide resistant strains of Bradyrhizobium japonicum 634b, PC08 and soybean plants when the seeds were treated with fungicide Standak Top 7 days before sowing was studied in pot exper-iments using soil as a substrate. Standak Top inhibited the formation and functioning of sym-biotic systems formed by fungicide resistant strains of B. japonicum 634b and PC08 during the first part of plant growth season (before beginning of flowering). The nodulation activity of B. japonicum 634b at flowering stage was reduced by 35% while the fungicide and rhi- zobia were used for seed treatment. At the same time the nodulation activity of B. japonicum PC08 was stable. It was shown that the nitrogen fixation activity of the symbiotic systems formed by both rhizobial strains was decreased by 30--32%. It was established that the strain B. japonicum PC08 was more effective under application of the fungicide than the strain B. japonicum 634b according to the realization of their symbiotic potential. At budding stage, the realization of symbiotic potential of the soybean-rhizobia systems formed by both strains under the effect of fungicide reached the same level as was observed in control plants (without seed treatment with fungicide). Standak Top had no toxic effect on the development of soybean plants including growth, formation of reproductive organs and grain yield while the seeds were treated with the fungicide before sowing followed by inoculation with the strains of B. japonicum 634b and PC08 on the day of sowing. The symbiotic systems of soybean formed with the analytically selected fungicide resistant strains B. japonicum 634b and PC08 had almost equal level of the realization of potential productivity with a slight advantage for the systems formed by the strain B. japonicum PC08. Soybean seed pretreatment with Standak Top did not influence significantly on plant seed productivity. The symbiotic system of soybean--B.japonicum PC08 under influence of the fungicide was more effective than the symbiotic system of soybean--B.japonicum 634b according the level of realization of symbiotic potential and productivity. Our results showed that analytically selected fungicide resistant strain B. japonicum PC08 can be used as a biological baсkground for bacterial fertilizers in order to use these fertilizers in agriculture together with Standak Top under the treatment of seeds by the fungicide 7 days before sowing.

Key words: Bradyrhizobium japonicum, soybean-rhizobia symbiosis, strains, Standak Top, fun-gicide treatment, nitrogen fixation, grain productivity.

Соя є перспективною зернобобовою культурою в Україні та світі з широким спектром використання її продуктів (зеленої маси, зерна). Валові збори зерна сої зростали до останнього часу екстенсивним, а не інтенсивним шляхом, тобто внаслідок розширення посівних площ, а не підвищення врожайності культури. Сьогодні відбувається поступовий перехід на нові технології вирощування цієї культури [1, 2]. Отримання високих урожаїв сільськогосподарських культур, у тому числі й сої, прямо залежить від мінерального живлення рослин, в якому провідну роль відіграє доступний рослинам азот [3]. Важливу функцію у формуванні високих урожаїв сої виконують бульбочкові бактерії Bradyrhizobium japonicum, які вступають у симбіотичні зв'язки з цією рослиною й забезпечують її біологічним азотом [3--5]. Однак за відсутності основних мікроелементів, зокрема заліза та молібдену, які входять до складу основного ферменту із перетворення молекулярного азоту -- нітрогенази, змінюється екологічна функція сої і вона з культури, яка акумулює фіксований азот з атмосфери, перетворюється на культуру, що використовує азот ґрунту [6].

Селекція нових сортів сої, а також ослаблення активності до засвоєння азоту бульбочковими бактеріями, які тривалий час (20 років і більше) зберігалися в умовах чистої культури в музеї [7], зумовлює постійну необхідність у проведенні селекційних робіт із отримання нових штамів ризобій з високим ступенем реалізації симбіотичних властивостей (конкурентоспроможності, вірулентності, нодуляційної здатності, азотфіксувальної активності, ефективності у симбіозі з рослинами). Нині при виготовленні бактеріальних добрив для сої як біологічну основу найчастіше застосовують штам аналітичної селекції Bradyrhizobium japonicum 634б (А.с. СРСР № 922104, кл. С 05 F 11/08, 1982), який є стандартним для сої упродовж останніх 40 років. Разом із цим оцінка симбіотичних характеристик нових штамів бульбочкових бактерій сої, отриманих протягом останніх десятиліть методом аналітичної селекції, що зумовлює їхню екологічну безпечність для людей і навколишнього середовища, дала підставу запропонувати нові штами як біологічні агенти при виготовленні бактеріальних добрив під сою (препарати ризоактив, ризостим тощо).

У відділі симбіотичної азотфіксації Інституту фізіології рослин і генетики НАН України (ІФРГ НАН України) за останні десятиліття методом аналітичної селекції було виділено понад 20 штамів азот- фіксувальних мікроорганізмів із кореневих бульбочок сої сорту Київська 27, яка росла на темно-сірому опідзоленому ґрунті (Уманський р-н, Черкаська обл., Україна), та досліджено їхні симбіотичні характеристики у вегетаційних і польових умовах [8]. Із них відібрано лише кілька (РС1-07, РС2-07, РС08, РС09, РС10, РС11), які за симбіотичними ознаками значно переважали стандартний штам 634б. Зокрема показано, що азотфіксувальна активність кореневих бульбочок, утворених штамом РС08 на сої сорту Мар'яна, перевищувала у 2,7 раза, а на сорті Васильківська -- 1,5 раза аналогічний показник за використання штаму 634б [9]. Встановлено, що штам РС08 не тільки за симбіотичними властивостями (азотфіксувальною активністю, вірулентністю, конкурентоспроможністю), а й за технологічністю (швидкістю наростання титру мікроорганізмів у культурі, збереження його протягом тривалого часу та ін.) відповідає вимогам, які ставляться до бульбочкових бактерій, що їх використовують при виготовленні бактеріальних препаратів [8].

Отже, бактеризація насіння бобових культур, у тому числі й сої, мікробними препаратами на основі високоактивних аналітично селекціонованих штамів специфічних бульбочкових бактерій, за допомогою якої можна підвищити азотфіксувальний потенціал бобово- ризобіальних симбіозів до 15--50%, має бути обов'язковим агропри- йомом у технологіях їх вирощування [10].

Разом із цим протруєння насіння бобових культур, без якого неможливо уявити сучасне сільськогосподарське виробництво -- це один з основних чинників впливу на формування і функціонування бобово-ризобіального симбіозу. Хімічні засоби захисту рослин, у тому числі фунгіциди, здатні значно знизити ефективність симбіозу бульбочкових бактерій із рослиною-хазяїном [11]. У польових умовах практично неможливо віддиференціювати їхню дію на патогенні мікрорганізми чи рослину. Фунгіциди гальмують або пригнічують розвиток фітопатогенів і можуть негативно впливати як на природну мікробіоту [10, 12], так і на інтродуковані штами, що часто призводить до зниження активності симбіотичної азотфіксації [5, 10]. Однак без застосування хімічних засобів захисту рослин втрати урожаю зерна сої від хвороб різної етіології становлять до 40% [13], тому однією з найважливіших складових технології вирощування сої є захист її насіння та вегетуючих рослин від фітопатогенів. Значної актуальності це питання набуває за необхідності поєднання процесів протруювання насіння та його бактеризації [5, 14--17], яке можливе лише за умов використання штамів, резистентних до фунгіцидів. Доведено, що в умовах чистої культури низка високоактивних, конкурентоспроможних і ефективних штамів (РС07, РС08, РС09, РС10, РС11) селекції ІФРГ НАН України були більшою чи меншою мірою резистентними до широкого спектра фунгіцидів різних класів (максим XL, стандак топ, февер, аканто плюс, бенорад) [18]. Такі штами можна використовувати для виготовлення бактеріальних інокулянтів під сою за умов всебічного дослідження їхньої ефективності у симбіозі з рослинами на фоні застосування різних хімічних протруйників [19, 20].

У зв'язку з цим, метою нашого дослідження було оцінювання ефективності соєво-ризобіальних симбіотичних систем, утворених аналітично селекціонованими фунгіцидостійкими штамами 634б (стандарт) і РС08 із рослинами сої на фоні завчасної (за 7 діб до посіву) обробки насіння протруйником стандак топ.

селекцiонований штам бульбочкова бактерiя

Методика

Об'єктом дослідження були соєво-ризобіальні симбіози, утворені рослинами Glycine max (L.) Merr. з бактеріями B. japonicum 634б і РС08 на фоні обробки насіння за 7 діб до посіву протруйником стан- дак топ.

У роботі використано рослини Glycine max L. Merr. сорту Алмаз вітчизняної селекції, який є ранньостиглим, має нейтральну фотоперіодичну реакцію, холодостійкий, посухостійкий; вегетаційний період становить 100--105 діб; сорт має підвищену стійкість до найпоширеніших хвороб і шкідників; на багатьох сортодільницях України він значно перевищив (на 5--8 ц/га) за врожайністю національні стандарти; зерно має високий вміст протеїну (37--39%) та жиру олеїнового типу (25--26%) [21].

Бульбочкові бактерії Bradyrhizobium japonicum 634б і РС08, які зберігаються в колекції симбіотичних та асоціативних азотфіксуваль- них мікроорганізмів ІФРГ НАН України й за результатами лабораторного тестування є стійкими в чистій культурі до впливу виробничої та подвійної виробничої норм протруйника стандак топ [18]; культури азотфіксувальних мікроорганізмів вирощували протягом 10 діб за 28 °C у термостаті на твердому манітно-дріжджовому агарі (МДА) такого складу, г/л: K2HPO4 -- 0,5; MgSO4 ¦ 7H2O -- 0,4; NaCl -- 0,1; маніт -- 10,0; дріжджовий екстракт -- 0,5; агар-агар -- 16,0; дистильована вода -- 1 л; рН 6,8--7,0; бактеріальну біомасу змивали стерильною водою, перемішували до однорідної суспензії й визначали кількість життєздатних (колонієутворювальних одиниць) бактерій класичним мікробіологічним методом розбавлянь і висіву на поживне середовище з наступним підрахунком колоній; титр бактерій у суспензії становив 109 кл/мл.

Стандак топ («BASF», Німеччина) -- інноваційний протруйник для контролю основних захворювань сої з діючими речовинами фі- проніл (250 г/л, клас фенілпіразоли) + тіофанатметил (225 г/л, клас бензімідазоли) + піраклостробін (25 г/л, клас стробілуринів), який поєднує фунгіцидну та інсектицидну дію, а також впливає на фізіологічні процеси в рослинах [22]; за обробки насіння стандак топом рослини ліпше укорінюються в ґрунті внаслідок пришвидшених росту і розвитку кореневої системи, збільшення асиміляційної поверхні листків, максимального розкриття біологічного потенціалу культури; стандак топ безпечний для навколишнього середовища [23]; для обробки насіння сої за 7 діб до посіву застосовували виробничу норму (1,5 л/т) цього протруйника; в день посіву протруєне (дослідні варіанти) та непротруєне насіння (контрольні варіанти) бактеризували ризобіальними інокулянтами протягом 1 год і висівали по 20 насінин у кожну посудину. Схема досліду така:

1) інокуляція насіння B. japonicum 634б;

2) інокуляція насіння B. japonicum 634б + стандак топ;

3) інокуляція насіння B. japonicum РС08;

4) інокуляція насіння B. japonicum РС08 + стандак топ.

Рослини вирощували на вегетаційному майданчику ІФРГ НАН

України у 8-кілограмових посудинах Вагнера. Як субстрат застосовували ґрунтову суміш (дерново-підзолистий ґрунт : пісок -- 3 : 1). Джерелом мінерального живлення для рослин слугувала поживна суміш Гельригеля, збіднена на азот (0,25 норми). Ефективність соєво-ризо- біальних симбіозів визначали за показниками наростання вегетативної маси рослин (зеленої маси і кореня), продуктивністю сої, а також бульбочкоутворювальною здатністю ризобій (за кількістю утворених на коренях бульбочок та їхньою масою) та азотфіксувальною активністю (АФА) симбіотичних систем. АФА визначали ацетиленовим методом за Харді та співавт. [24] на газовому хроматографі Agilent GC System 6850 (США). Кількість етилену, що утворився з ацетилену за 1 год інкубації за дії нітрогенази, виражали в молярних одиницях етилену на 1 рослину за 1 годину: мікромоль С2Н4/(рослину * год) -- фактична нітрогеназна активність симбіозу.

Рослинний матеріал відбирали після настання фаз початку цвітіння та утворення бобів. Продуктивність сої оцінювали у фазу повної стиглості за урожаєм зерна з посудини, а також визначали структуру урожаю. Повторність у варіантах досліду семиразова. Експериментальні дані оброблено статистично за загальноприйнятими методиками із залученням пакета програм Microsoft Excel 2019. У таблицях наведено середньоарифметичні дані та їхні стандартні похибки.

Результати та обговорення

Показно, що стандак топ за завчасного (за 7 діб до посіву) протруєння насіння пригнічував процес формування кореневих бульбочок і їхню функціональну здатність, що виявлялось у зменшенні кількості симбіотичних структур на коренях рослин, а ще більшою мірою -- в істотному зниженні їхньої нітрогеназної активності. Так, за інокуляції насіння штамом 634б на фоні дії протруйника нодуляційна активність ризобій у фазу цвітіння сої ослаблювалась, оскільки на коренях рослин утворилось на 35% менше бульбочок, ніж у варіанті без протруєння насіння. Функціональна активність такого симбіозу зменшилась на 32%. За інокуляції насіння штамом РС08 на фоні дії протруйника нодуляційна здатність ризобій залишалася стабільною, однак азотфіксувальна активність симбіотичної системи була слабкішою на 30% порівняно з рослинами варіанта без протруйника (табл. 1).

У наступну фазу вегетації рослин (утворення бобів) пригнічу- вальний ефект протуйника на процеси формування і функціонування симбіозів нівелювався, ми виявили позитивну тенденцію у зміні показників нодуляційної здатності ризобій (кількості та маси кореневих бульбочок), а також стабілізації функціональної активності ніт- рогенази цих симбіотичних систем на рівні контрольних. Так, за інокуляції насіння штамом 634б на фоні дії стандак топу кількість бульбочок збільшилась на 64%, а їхня маса та азотфіксувальна активність були на рівні контрольних рослин. За використання штаму РС08 як кількість кореневих бульбочок, так і їхні маса та функціональна активність не відрізнялись від цих показників контрольних рослин.

ТАБЛИЦЯ 1

Симбіотичний потенціал систем, утворених рослинами сої та аналітично селекціонованими ризобіями на фоні завчасного (за 7 діб до посіву) протруювання насіння етандак топом

Отже, препарат стандак топ за завчасної (за 7 діб до посіву) обробки насіння сої у першу половину вегетації рослин (включно до фази цвітіння) пригнічував процеси формування та функціонування симбіотичних систем, утворених фунгіцидостійкими штамами ризо- бій 634б і РС08. !стотно (на 30--32%) пригнічувалось функціонуван- ня нітрогеназного комплексу. При цьому штам РС08 за ступенем реалізації симбіотичного потенціалу за умов дії протруйника виявився ефективнішим за штам 634б. У подальшому (фаза утворення бобів) реалізація симбіотичного потенціалу соєво-ризобіальних систем, утворених обома штамами на фоні дії стандак топу стабілізувалася до рівня контрольних рослин (без протруєння насіння).

ТАБЛИЦЯ 2

Вплив протруйника стандак топ за завчасної обробки насіння (за 7 діб до посіву) та інокуляції бульбочковими бактеріями в день посіву на формування вегетативної маси рослин сої

Встановлено (табл. 2), що інокуляція насіння сої бульбочковими бактеріями B. japonicum 634б і РС08 сприяла активному росту рослин протягом вегетації та формуванню вегетативної маси (листкового апарату та кореневої системи). Протруєння насіння стандак топом істотно не вплинуло на наростання надземної маси і маси коренів сої, однак позитивну тенденцію у їхній зміні ми виявили. Так, за інокуляції насіння штамом РС08 на фоні протруєння зелена маса сої у фазу цвітіння збільшилась на 12%, маса кореня -- на 15% порівняно з рослинами варіанта без використання протруйника. У результаті вимірювання висоти рослин Glycine max L. у досліді виявлено підвищення цього показника на 9% у рослин бактеризованих штамом РС08 на фоні застосування протруйника порівняно з контрольними. Рослини, насіння яких інокулювали штамом 634б на фоні дії стандак топу, були вищими за контрольні на 13% при тому, що їх надземна маса залишалась на рівні контрольних, а маса коренів була на 17% меншою. У фазу утворення бобів зберігались закономірності розвитку рослин, виявлені нами у попередню фазу онтогенезу сої. Рослини у варіантах із протруєнням насіння ліпше росли: вони на 7 і 6% були вищими за контрольні у разі застосування штамів 634б і РС08 відповідно. Однак встановлені нами зміни за показниками вегетативного розвитку рослин сої у варіантах із протруєнням насіння були невірогідними.

Отже, протруйник стандак топ за завчасної передпосівної обробки насіння з наступною його бактеризацію штамами 634б і РС08 у день посіву не чинив токсичної дії на вегетативний ріст і розвиток рослин сої протягом досліджуваних фаз онтогенезу.

ТАБЛИЦЯ 3

Рослини сої за інокуляяції насіння штамами 634б і РС08 активно формували боби (табл. 3) у період генеративного розвитку. При цьому кількість бобів на рослинах обох варіантів (лише інокуляція без протруєння) була аналогічною (11 і 13 бобів відповідно до фаз онтогенезу), що може вказувати на однаковий рівень реалізації продуктивного потенціалу симбіотичних систем, утворених цими штамами.

Оцінка зернової продуктивності сої підтвердила це припущення (табл. 4), ми отримали урожай зерна сої з посудини в цих варіантах 33,54 і 34,03 г/посудину відповідно. За основними показниками структури врожаю (кількістю і масою насінин на рослині, масою 1000 насінин, індексом урожаю) не виявлено істотних відмінностей у варіантах із використанням штамів 634б і РС08.

ТАБЛИЦЯ 4

Протруєння насіння перед посівом стандак топом із подальшою інокуляцією штамами 634б і РС08 майже не вплинули на здатність рослин сої до утворення генеративних органів (бобів), оскільки їхні кількості на рослинах дослідних і контрольних (без протруйника) варіантів були аналогічними. Зернова продуктивність рослин також була на рівні контрольних. При цьому за використання штаму РС08 на фоні дії стандак топу виявлено тенденцію до підвищення врожаю зерна сої (на 10%) та основних показників його структури: кількості й маси насіння на рослині (на 10 і 9% відповідно), маси сухої речовини рослини (на 6%) та індексу врожаю (на 4%). Однак ці зміни показників зернової продуктивності сої були невірогідними.

Отже, симбіотичні системи сої з аналітично селекціонованими фунгіцидостійкими штамами 634б і РС08 характеризуються майже однаковими ступенями реалізації продуктивного потенціалу за незначного переважання системи, утвореної штамом РС08. Завчасне (за 7 діб до посіву) протруєння насіння сої стандак топом істотно не впливало на формування зернової продуктивності рослинами. При цьому симбіотична система соя--B. japonicum РС08 на фоні дії протруйника за оцінкою реалізації продуктивного потенціалу виявилась ефективнішою за систему, утворену за участю B. japonicum 634б.

При дослідженні ефективності інокуляції сої стійкими до пестицидів штамами B. japonicum РС07 і РС10 на фоні протруювання насіння препаратами максим XL, стандак топ і февер у вегетаційних умовах із піщаною культурою показано [19, 25] різний ефект впливу протуйників на симбіоз. Так, за дії максиму XL кількість і маса бульбочок, маса надземної частини рослин і коренів сої перевищували показники контрольних рослин. АФА симбіотичної системи, сформованої за участю штаму РС07, знижувалася у фазу трьох справжніх листків, залишалась на рівні контролю у фазу бутонізації--початку цвітіння, а у фазу утворення бобів -- перевищувала його. Токсичну дію на соєво-ризобіальний симбіоз чинив протруйник февер: кількість бульбочок зменшувалась до 30%, надземна маса -- до 19%, маса коренів -- до 21%. Нітрогеназна активність симбіозу (до фази утворення бобів) також була меншою за контрольний показник у разі застосування феверу і стандак топу. Однак дослідники зазначили, що стандак топ чинив слабкішу інгібувальну дію, ніж февер. За дії протруйників стандак топ і максим XL та інокуляції ризобіями РС07 і РС10 зернова продуктивність сої зросла на 9,5--25,8%, що зумовлено толерантністю симбіотичних систем, утворених стійкими до фунгіцидів штамами. На основі отриманих результатів автори запропонували використовувати аналітично селекціоновані фунгіцидостійкі штами бульбочкових бактерій РС07 і РС10 для виготовлення бактеріальних добрив з метою їх застосування комплексно з протруйниками стандак топ і максим XL [25].

Загалом, для забезпечення сільськогосподарських культур екологічно безпечним і дешевим асимільованим азотом та захисту рослин від фітопатогенів у агрофітоценозах необхідно дотримуватись усіх регламентів застосування хімічних і біологічних засобів, аналізувати наявну інформацію щодо їхньої сумісності за комплексних обробок, ефективності використання речовин різного походження для захисту інтродукованих мікроорганізмів від впливу низки абіотичних стресових чинників [21].

Отже, згідно з результами наших досліджень, протруйник стандак топ за завчасної (за 7 діб до посіву) обробки насіння сої у першу половину вегетації рослин (включно до фази цвітіння) пригнічував процеси формування та функціонування симбіотичних систем, утворених стійкими до фунгіцидів 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. Значне пригнічення (на 30-- 32%) виявлено також і щодо функціонування нітрогеназного комплексу обох симбіотичних систем. Штам B. japonicum РС08 за ступенем реалізації симбіотичного потенціалу за умов дії протруйника виявився ефективнішим за штам 634б. У подальшому (фаза утворення бобів) реалізація симбіотичного потенціалу соєво-ризобіальних систем, утворених обома штамами на фоні дії стандак топу, стабілізувалася до рівня контрольних рослин (без протруєння насіння). Стан- дак топ за завчасної передпосівної обробки насіння з наступною бактеризацію штамами 634б і РС08 у день посіву не чинив токсичної дії на вегетативний ріст і розвиток сої, формування генеративних органів і врожаю зерна рослинами. 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. При цьому симбіотична система соя--B. japonicum РС08 на фоні дії протруйника за оцінкою реалізації продуктивного потенціалу виявилася ефективнішою за систему соя--B. japonicum 634б. Отже, отримані нами результати підтвердили можливість використання аналітично селекціонованого стійкого до фунгіцидів штаму B. japonicum РС08 як біологічної основи бактеріальних добрив під сою на фоні застосування хімічних засобів захисту рослин, зокрема препарату стандак топ за 7 діб до посіву насіння.

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Дем'яненко В.В. Ключові елементи сучасної технології вирощування сої. Агроскоп Інтернешнл. 2014. 1. С. 13--19.

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

3. Prusinski J., Baturo-Ciesniewska A., Borowska M. Response of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) to Mineral Nitrogen Fertilization and Bradyrhizobium japonicum Seed Inoculation. Agronomy. 2020. 10, N 9. Р. 1300. https://doi.org/10.3390/agrono- my10091300

4. Ciampitti I.A., Salvagiotti F. New insights into soybean biological nitrogen fixation. Agronomy Journal. 2018. 110, N 4. Р. 1185--1196. https://doi.org/10.2134/ agronj2017.06.0348

5. Мостов'як І.І., Кравченко О.В. Симбіотичний апарат сої на фоні використання різних видів фунгіцидів та мікробного препарату. Таврійський науковий вісник. 2019. 108. C. 72--77. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.108.10

6. Волкогон В.В., Комок М.С. Ефективність симбіозу бульбочкових бактерій з рос-линами сої. Бюл. Інституту зернового господарства. 2010. 39. С. 89--93.

7. Воробей Н., Кукол К., Пухтаєвич П., Коць С. Пошук, збереження та відтворення різноманіття агрономічно-корисної ґрунтової мікробіоти. Стратегії інноваційного розвитку природничих дисциплін: досвід, проблеми і перспективи. Матеріали II Всеукр. наук.-практ. Інтернет-конференції. (Кропивницький, 21 бер. 2019). Кропивницький, 2019. С. 189--190.

8. Маліченко С.М., Омельчук С.В., Маменко П.М., Коць С.Я. Ефективність, конку-рентоспроможність і технологічність нових аналітично селекціонованих штамів бульбочкових бактерій сої. Физиология и биохимия культ. растений. 2013. 45, № 1. С. 53--60.

9. Пат. № 7875 на корисну модель Штам бактерій Bradyrhizobium japonicum РС08 (ІМВ-В7399) для одержання бактеріального добрива під сою: Коць С.Я., Мялі- ченюз С.М., Маменко P.M., Воробей Н.А., Якимчук Р.А, пат. 7875. Україна. МПК C05F 11/00, C12N 1/00, заявл. 30.01.2012. Опубл. 25.03.2013. Бюл. № 6.

10. Вознюк С.В., Титова Л.В., Ратушинська О.В., Іутинська Г.О. Формування та функціонування симбіотичних систем та мікробіоценозу ризосфери сої за викори-стання різних фунгіцидів. Мікробіологічний журнал. 2016. 78, № 4. С. 59--70.

11. Борзенкова Г.А. Оптимизиция технологии предпосевного протравливания и воз-можность его сочетания с инокуляцией для защиты сои от семенной инфекции. Зернобобовые и крупяные культуры. 2014. 1, № 9. С. 22--30.

12. Roman D.L., Voiculescu D.I., Filip M., Ostafe V., Isvoran A. Effects of Triazole Fungicides on Soil Microbiota and on the Activities of Enzymes Found in Soil: A Review. Agriculture. 2021. 11, N 9. P. 893. https://doi.org/10.3390/agriculture11090893

13. Сергієнко В.Г., Миколаєвський В.П. Моніторинг хвороб сої в Лісостепу України. Карантин і захист рослин. 2014. 10, № 11. С. 9--11.

14. Миколаєвський В.П., Сергієнко В.Г., Титова Л.В. Розвиток хвороб та продуктивність сої різних сортів за обробки насіння мікробними препаратами. Агробіологія. 2016. 2. С. 96--103.

15. Саенко Г.М., Бушнева Н.А. Совместимость фунгицидных протравителей сои с инокулянтами. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссий-ского научно-исследовательского института масличных культур. 2018. 3, № 175. С. 124--127. 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. Agronomic efficiency of Bradyrhizobium pre-inoculation in association with chemical treatment of soybean seeds. African Journal of Agricultural Research. 2018. 13, N 14. Р. 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. Impact of pesticides in properties of Bradyrhizobium spp. and in the symbiotic perform-ance with soybean. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2020. 36, N 11. Р. 1--16. https://doi.org/10.1007/s11274-020-02949-5

18. Воробей Н.А., Кукол К.П., Коць С.Я. Оцінка токсичності впливу фунгіцидів на бульбочкові бактерії Bradyrhizobium japonicum в чистій культурі. Мікробіологічний журнал. 2020. 82, № 3. С. 45--54. https://doi.org/10.15407/microbiolj82.03.045

19. Кукол К.П., Воробей Н.А., Пухтаєвич П.П., Коць С.Я. Ефективність інокуляції сої біопрепаратами на основі стійких до фунгіцидів штамів ризобій за впливу про-труйників насіння. Фізіологія рослин і генетика. 2020. 52, № 6. С. 494--506. https://doi.org/10.15407/frg2020.06.494

20. Кукол К.П., Воробей Н.А., Пухтаєвич П.П., Рибаченко Л.І., Якимчук Р.А. Вплив фунгіцидів на ефективність інокуляції сої стійкими до пестицидів бульбочковими бактеріями. Сільськогосподарська мікробіологія. 2020. 31. С. 26--35. https://doi.org/ 10.35868/1997-3004.31.26-35

21. Державний реєстр сортів рослин, придатних для поширення в Україні на 2018 рік. URL: https://sops.gov.ua/reestr-sortiv-roslin (Дата звернення: 05.02.2022).

22. Ящук В.У., Іванов Д.В., Кривошея Р.М., Цибульняк Ю.О., Корецький А.П. Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні. Київ: Юнівест Медіа, 2018. 1040 с.

23. Plant protection products -- Bayer, Basf, Syngenta, Dupon, Avgust. Product catalog. URL: http://www.demetra-agra.com.ua (Дата звернення: 05.02.2022).

24. Hardy R.W.F., Holsten R.D., Jackson E.K., Burns R.C. The acetylene-ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field evaluation. Plant Physiology. 1968. 42, N 8. P. 1185--1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185

25. Коць С.Я., Кукол К.П. Вплив пестицидів на бульбочкові бактерії у чистій культурі та реалізацію їх симбіотичного потенціалу. Фізіологія рослин і генетика. 2021. 53, № 3. С. 240--261. https://doi.org/10.15407/frg2021.03.240

REFERENCES

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. Prusinski, J., Baturo-Ciesniewska, A. & Borowska, M. (2020). Response of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) to Mineral Nitrogen Fertilization and Bradyrhizobium japon- icum Seed Inoculation. Agronomy, 10, No. 9, р. 1300. https://doi.org/10.3390/agrono- my10091300

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. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.108.10 [in Ukrainian].

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. & ^ts, 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 ІІ 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. Pаt. 7875 UA, IPC C05F 11/00, C12N 1/00, Bacterial strain Bradyrhizobium japonicum PC08 (IMB-B7399) for bacterial fertilizer under soybeans, &3ts, 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 var-ious fungicides application. Mikrobiol. Z., 78, No. 4, pp. 59-70 [in Ukrainian].

11. Borzenkova, G.A. (2014). Optimization of technology of preseeding treatment and pos-sibility 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 inoc- ulators on soybean. Nauchno-tekhnicheskiy byulleten' Vserossiyskogo nauchno-issle- dovatel'skogo instituta maslichnykh kul'tur, 3, No. 175, pp. 124-127. https://doi.org/ 10.25230/2412-608X-2018-3-175-124-127 [in Ukrainian].

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. https://doi.org/10.15407/microbiolj82.03.045 14 [in Ukrainian].

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

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-resist-ant nodule bacteria. Silskohospodarska mikrobiolohiia, 31, pp. 26-35. https://doi.org/10.35868/1997-3004.31.26-35 [in Ukrainian].

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].

Размещено на Allbest.ru