Чисельність окремих груп ґрунтової мікробіоти за дії гербіциду, регулятора росту рослин і мікробного препарату в ризосфері нуту

Аналіз останніх публікацій. Низка досліджень присвячена з'ясуванню механізму формування симбіотичний комплекс із бульбочковими бактеріями виду, формуючи азотфіксувальні бульбочки і здатні засвоювати молекулярний азот. Багаті на азот кореневі залишки, солома нуту добре розкладаються у поверхневому шарі ґрунту, збагачуючи його поживними речовинами [1, 2]. Знаходячись під впливом різного за часом, інтенсивністю, масштабом ксенобітичного навантаження, ґрунт має зміни перебігу ґрунтових процесів, що призводять до порушення у функціонуванні мікробних угруповань. Кількісний та якісний склад ґрунтової мікробіоти віддзеркалює ступінь антропогенного навантаження, тому може використовуватися як діагностичний показник при оцінці екологічного стану ґрунтів сільськогосподарського призначення [3].

Як відмічають науковці [4, 5, 6], зниження фітотоксичності гербіцидів на бобово-ризобіальний апарат може бути досягнуто в результаті інтегрованого їхнього застосування з регуляторами росту рослин та мікробними препаратами. Ряд вчених відмічали позитивну дію біологічних препаратів стосовно підвищення стресостійкості посівів та в зростанні активності бобово-ризобіального апарату [4-5]. Однак пошук механізму, який визначає ризосферну взаємодію макро- і мікроорганізмів, активізацію метаболічних процесів у рослинах, підвищення виділення нею ексудатів у ґрунт, стимулювання розвитку мікроорганізмів для утилізації кореневих ексудатів та посилення мікробіологічної активності ґрунту має зайняти чільне місце [7].

Зважаючи на це, важливим напрямком дослідження інтегрованої дії хімічних і біологічних препаратів є з'ясування активності мікробних угруповань, які формують корисну мікробіоту ґрунту та беруть учать у перетворенні речовин у доступні форми для живлення рослини.

Мета: з'ясувати вплив різних норм гербіциду Панда, внесених окремо та по фону обробки насіння біологічними препаратами - регулятором росту рослин Стимпо і мікробним препаратом Ризобофіт, на формування мікробіоти бобово-ризобіального апарату нуту сорту Пам'ять.

Матеріали та методи дослідження. Експериментальну частину роботи виконано упродовж 2015-2017 рр. у польових умовах навчально-виробничого відділу та науково-дослідної лабораторії кафедри мікробіології, біохімії і фізіології рослин Уманського національного університету садівництва. Схема досліду включала варіанти з використанням гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га (діюча речовина - пендиметалін [8] ) окремо і по фону обробки насіння - регулятором росту рослин (РРР) Стимпо у нормі 0,025 л/т (комплекс біологічно-активних сполук [9] ), мікробним препаратом (МБП) Ризобофіт у нормі 1,0 л/т (бактерії родини Rhizobiacea штаму ST 282 [10] ) та сумішшю регулятором росту рослин Стимпо і мікробним препаратом Ризобофіт у тих же нормах у посівах нуту сорту Пам'ять [11, 12]. Площа облікової ділянки складала 42 м², повторення досліду - триразове з систематичним розміщенням варіантів. Фактор А - вплив гербіциду Панда в різних нормах (3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га), Фактор В - вплив біологічно активних речовин (регулятор росту рослин Стимпо та мікробний препарат Ризобофіт [13].

Облік і дослідження згідно методик, описаних З.М. Грицаєнко із співавторами [14]. Статистичну обробку результатів досліджень проводили за методами дисперсійного аналізу, викладеними Б.А. Доспєховим [15].

Результати та їх обговорення

Результати обліків загальної чисельності бактерій у ризосфері нуту показали, що вона варіювала як за роками, так і в залежності від використання різних норм гербіциду Панда, внесених окремо та на фоні обробки насіння РРР Стимпо і МБП Ризобофіт (табл. 1). Так, за дії лише гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0; 5,0 і 6,0 л/га загальна чисельність бактерій у 2015 р. зростала відносно контролю І на 27; 45; 43 і 35%; за внесення гербіциду в таких же нормах на фоні використання регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) - 34; 55; 48; 45% відповідно, а на фоні використання мікробного препарату Ризобофіт (1,0 л/т) - 52; 65; 61; 54%.

За комплексного використання регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) з мікробним препаратом Ризобофіт (1,0 л/т) та внесення по даному фону гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га загальна чисельність бактерій нуту зростала на 68; 108; 80 і 55% відносно варіанту без застосування препаратів (контроль І).

Аналогічна залежність із формуванням загальної чисельності мікроорганізмів у ризосфері нуту простежувалася і в 2016 та 2017 роках. Так, у 2016 р. за самостійної дії РРР Стимпо та МБП Ризобофіт збільшення кількості бактерій скдадало до контролю 21 і 26%. За сумісної дії цих же препаратів кількість бактерій у ризосфері нуту зростала на 48%. За дії біологічних препаратів сумісно з гербіцидом відмічалося максимальне зростання чисельності бактерій. Так, за дії гербіциду Панда 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га на фоні МБП Ризобофіт (1,0 л/т) + РРР Стимпо (0,025 л/т) загальна чисельність бактерій ризосфери нуту зростала на 35; 94; 40 і 30%.

У 2017 році відмічалася подібна залежність у розвитку бактерій ризосфери нуту. Так, за самостійної дії РРР Стимпо та МБП Ризобофіт збільшення кількості бактерій складало до контролю 27 і 30%, а за сумісної дії - 37%. За дії біологічних препаратів сумісно з гербіцимом відмічалося максимальне зростання чисельності бактерій. Так, за дії гербіциду Панда 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га сумісно з МБП Ризобофіт (1,0 л/т) + РРР Стимпо (0,025 л/т) загальна чисельність бактерій ризосфери нуту зростала на 70; 124; 71; 51% відповідно.

Таблиця 1

Загальна чисельність бактерій (10³ КУО/г ґрунту) у ризосфері нуту залежно від застосування гербіциду Панда, РРР Стимпо і МБП Ризобофіт (фаза цвітіння)

У 2017 році відмічалася подібна залежність у розвитку бактерій ризосфери нуту. Так, за самостійної дії РРР Стимпо та МБП Ризобофіт збільшення кількості бактерій складало до контролю 27 і 30%, а за сумісної дії - 37%. За дії біологічних препаратів сумісно з гербіцимом відмічалося максимальне зростання чисельності бактерій. Так, за дії гербіциду Панда 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га сумісно з МБП Ризобофіт (1,0 л/т) + РРР Стимпо (0,025 л/т) загальна чисельність бактерій ризосфери нуту зростала на 70; 124; 71; 51% відповідно.

У середньому за три роки досліджень за самостійної дії МПБ Ризобофіт та РРР Стимпо спостерігалося зростання загальної чисельності бактерій у ризосфері нуту відносно контролю І на 28 і 20% відповідно. За сумісної дії МПБ Ризобофіт і РРР Стимпо загальна чисельність бактерій зростала на 48% (рис. 1).

Дія гербіциду Панда на загальну чисельность бактерій в ризосфері нуту залежала від норми внесення препарату. Так, за самостійної дії гербіциду в нормах 3,0 та 4,0 л/га кількість бактерій відносно контролю І збільшувалась в середньому на 30-47%, за норм 5,0 і 6,0 л/га - 35 та 27% відповідно.

Рис 1. Загальна чисельність бактерій у ризосфері нуту залежно від застосування гербіциду Панда, РРР Стимпо і МБП Ризобофіт (фаза цвітіння, середнє за 2015-2017 рр.)

1. Без використання біологічних препаратів і гербіциду (контроль І);

2. Без використання біологічних препаратів і гербіциду + ручні прополювання упродовж вегетації (контроль ІІ);

3. МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

4. РРР Стимпо 0,025 л/т;

5. МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т;

6. Панда 3,0 л/га;

7. Панда 3,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

8. Панда 3,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

9. Панда 3,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т;

10. Панда 4,0 л/га;

11. Панда 4,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

12. Панда 4,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

13. Панда 4.0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т+ РРР Стимпо 0,025 л/т;

14. Панда 5,0 л/га;

15. Панда 5,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

16. Панда 5,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

17. Панда 5,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т;

18. Панда 6,0 л/га;

19. Панда 6,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

20. Панда 6,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

21. Панда 6.0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т.

За сумісної дії МБП Ризобофіт (1,0 л/т) і РРР Стимпо (0,025 л/т) та внесення по даному фону гербіциду Панда в нормах 3,0-4,0 л/га кількість бактерій ризосфери нуту зростала до контролю І на 55-106%. За сумісного використання МБП Ризобофіт (1,0 л/т) і РРР Стимпо (0,025 л/т) та внесення наступних норм гербіциду Панда (5,0 та 6,0 л/га) кількість бактерій ризосфери нуту зростала до контролю І на 61 і 43%.

Аналіз окремих еколого-трофічних груп мікроорганізмів у ризосфері нуту показав, що їх кількість також залежала від використання різних норм гербіциду Панда, внесених окремо і на фоні обробки перед сівбою насіння РРР Стимпо і МБП Ризобофіт (табл. 1.2). Так, за дії гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га кількість целюлозолітичних мікроорганізмів у ризосфері нуту в 2015 р. зросла до контролю І на 15; 15; 4 і 1%, кількість амоніфікувальних мікроорганізмів - на 1; 3; 2 і 2%, нітрифікувальних - 6; 8; 7 і 5%, відповідно. Застосування ручних прополювань упродовж вегетаційного періоду сприяло зростанню у ризосфері нуту целюлозолітичних мікроорганізмів на 9%, амоніфікувальних - на 6%, нітрифікувальних - на 8% відповідно до контролю І.

Внесення гербіциду Панда в таких же нормах на фоні використання регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) сприяло збільшенню кількості целюлозолітичних мікроорганізмів на 20; 40; 30; 25%, амоніфікувальних - на 3; 10; 4 і 6%, нітрифікувальних - 6; 11; 10 і 6% відповідно до контролю І.

На фоні використання мікробного препарату Ризобофіт (1,0 л/т) та внесення гербіциду Панда в таких же нормах кількість целюлозолітичних мікроорганізмів зростала на 25; 74; 37; 28%, амоніфікувальних - на 21; 31; 13 і 21%, нітрифікувальних - 33; 79; 17 і 15%, відповідно.

Комплексне використання регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) з мікробним препаратом Ризобофіт (1,0 л/т) та внесення по даному фону гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0;

Таблиця 1.2

Чисельність еколого-трофічних груп мікроорганізмів у ризосфері нуту залежно від застосування гербіциду Панда, РРР Стимпо і МБП Ризобофіт (фаза цвітіння)

Рис. 2. Чисельність еколого-трофічних груп (10³ КУО/г ґрунту) у ризосфері нуту залежно від застосування гербіциду Панда, РРР Стимпо і МБП Ризобофіт (фази цвітіння, середнє за 2015-2017 рр.):

гербіцид мікробний препарат продуктивність бобовий нут

1. Без використання біологічних препаратів і гербіциду (контроль І);

2. Без використання біологічних препаратів і гербіциду + ручні прополювання упродовж вегетації (контроль ІІ);

3. МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

4. РРР Стимпо 0,025 л/т;

5. МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т;

6. Панда 3,0 л/га;

7. Панда 3,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

8. Панда 3,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

9. Панда 3,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т;

10. Панда 4,0 л/га;

11. Панда 4,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

12. Панда 4,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

13. Панда 4,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т+ РРР Стимпо 0,025 л/т;

14. Панда 5,0 л/га;

15. Панда 5,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

16. Панда 5,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

17. Панда 5,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т;

18. Панда 6,0 л/га;

19. Панда 6,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т;

20. Панда 6,0 л/га, РРР Стимпо 0,025 л/т;

21. Панда 6,0 л/га, МБП Ризобофіт 1,0 л/т + РРР Стимпо 0,025 л/т.

Аналогічна залежність із формуванням чисельності целюлозолітичних, амоніфікувальних та нітрифікувальних мікроорганізмів у ризосфері нуту простежувалася і в 2016 та 2017 роках. Проте, як і в 2015 році, найбільша чисельність целюлозолітичних, амоніфікувальних та нітрифікувальних мікроорганізмів у ризосфері нуту розвивалась за дії мікробного препарату Ризобофіт (1,0 л/т), регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) та внесення по даному фону гербіциду Панда в нормі 3,0-4,0 л/га, де переважання до контролю І складало 36-88%; 27-41%, 41-99% відповідно у 2016 році та 48-97%; 22-55%; 47-87% - 2017 році.

У середньому за три роки досліджень за дії гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 л/га кількість целюлозолітичних мікроорганізмів у ризосфері нуту зросла на 16; 17; 7 і 1%, амоніфікувальних - на 1; 3; 2 і 4%, нітрифікувальних - 19; 13; 13 і 13%. Внесення гербіциду Панда в таких же нормах на фоні використання регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) забезпечувало зростання целюлозолітичних мікроорганізмів на 18;29;28;32%, амоніфікувальних - на 4; 11; 5 і 8%, нітрифікувальних - 19; 13; 13 і 13%.

На фоні використання мікробного препарату Ризобофіт (1,0 л/т) за внесення гербіциду Панда в таких же нормах кількість целюлозолітичних мікроорганізмів зростала на 33; 73; 42; 43%, амоніфікувальних - на 17; 26; 13 і 21%, нітрифікувальних - 38; 94; 25; 19%.

Комплексне використання регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) з мікробним препаратом Ризобофіт (1,0 л/т) та внесення по даному фону гербіциду Панда в нормах 3,0; 4,0; 5,0 та 6,0 л/га зумовлювало зростання кількості целюлозолітичних мікроорганізмів у ризосфері нуту на 37; 93; 49 та 44%, амоніфікувальних - 24; 45; 31 та 21%, нітрифікувальних - 44; 100; 50 та 44%, відповідно до контролю І.

Узагальнюючи дані дисперсійного аналізу, можна стверджувати, що показники чисельності мікробіоти у ризосфері нуту на 59% залежали від фактору А (гербіцид Панда), 21% - від фактору В (біологічні препарати), на 6% - від взаємодії досліджуваних факторів, інші фактори (погодні умови) становили 14%. Подібні особливості формування мікробіоти ризофери зернобобових культур відмічали і інші дослідження та праці наукоців [16, 17].

Розрахунки коефіцієнта кореляції засвідчили помірний зв'язок (коефіцієнт кореляції 0.33. між показниками загальної чисельності мікроорганізмів та врожайністю посівів нуту.

Коефіцієнт кореляціїї між показниками чисельності еколого -трофічних груп мікроорганізмів та врожайністю посівів нуту складав 0,42, що підтверджує важливість мікробіологічної складової у формуванні продуктивності посівів.

Висновки

Загальна чисельність бактерій ризосфери нуту варіювала залежно від погодних умов та від використання різних норм гербіциду Панда окремо і в комплексі з біологічними препаратами.

Найбільша чисельність бактерій ризосфери нуту формувалася у варіанті інтегрованого використання ґрунтового гербіциду Панда в нормі 4,0 л/га, регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) та мікробіологічного препарату Ризобофіт (1,0 л/т), де перевищення відносно контролю І складало 106%.

Чисельність мікробіоти окремих еколого-трофічних груп у ризосфері нуту залежала від погодних умов та використання досліджуваних препаратів, але найінтенсивніший її розвиток простежувався за інтегрованого застосування гербіциду Панда в нормі 4,0 л/га, регулятора росту рослин Стимпо (0,025 л/т) і мікробіологічного препарату Ризобофіт (1,0 л/т), де перевищення чисельності целюлозолітичних, амоніфікувальних та нітрифікувальних мікроорганізмів складало в середньому 45-100%.

Список використаної літератури

1. Poljsak B. Strategies for reducing or preventing the generation of oxidative stress. Oxidative medicine and cellular longevity. Hindawi Pub. Corp. 2011. Vol. 2011. P. 1-15.

2. Січкар В Пестициди та азотфіксація зернобобових культур. Спецвипуск ж. Пропозиція. Сучасні агротехнології із застосування біопрепартав та регуляторів росту. 2015. С. 32-34

3. Туріна О.Л., Дідович С.В., Кулініч Р.О. Високопродуктивні рослинно -мікробні системи в агроценозах бобових культур Криму. Вісник аграрної науки Причорномор'я. 2014. Вип. 4 (81). С. 151-155.

4. Каленська С.М., Нетупська І.Т., Новицька Н.В. Формування врожаю нуту під впливом елементів технології вирощування. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2012. №2. С. 21-25.

5. Бушулян О.В., Січкар В.І., Бабаянц О.В. Інтегрована система захисту нуту відбур'янів, шкідників і хвороб. Одеса: СГІ-НЦНС, 2012. 24 с.

6. Карпенко В.П., Грицаєнко З.М., Притуляк Р.М. Біологічні основи інтегрованої дії гербіцидів і регуляторів росту рослин. Умань, 2012. 357 с.

7. Січкар В Пестициди та азотфіксація зернобобових культур. Спецвипуск ж. Пропозиція. Сучасні агротехнології із застосування біопрепартав та регуляторів росту. 2015. С. 32-34

8. Гербіцид Панда, Каталог компанії UKRA.V1T КЕ.

9. Стимулятор росту Стимпо. Препарати ДП МНТЦ "Агробіотех": Каталог.

10. Добриво Ризобофіт (порошкоподібна форма) Інститут агроекології і природокористування НААН: Каталог.

11. Державний реєстр сортів рослин України. Державна ветеринарна та фітосанітарна служба України. 2015.

12. Видання Селекційно-генетичного інституту - Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення (СГІ - НЦНС), ЗАТ "Селена". Одеса, 2011. 128 с.

13. Коробко О.О. Біологічне обґрунтування застосування гербіциду, регулятора росту рослин і мікробного препарату у посівах нуту в умовах Правобережного Лісостепу України: дис. кандидата сільськогосподарських наук: 03.00.12 фізіологія рослин / Коробко Олександр Олександрович. Умань, 2019. 218 с.

14. Грицаєнко З.М., Грицаєнко А.О., Карпенко В.П. Методи біологічних та агрохімічних досліджень рослин і ґрунтів. Київ: ЗАТ НІЧЛАВА, 2003. 320 с.

15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: Москва: Колос, 1973. 335 с.

16. Карпенко В.П., Мостов'як І.І., Коробко О.О., Притуляк Р.М. Біологізована технологія вирощування нуту: монографія за редакцією І.І. Мостов'яка. Умань: ВПЦ «Візаві», 2021. 125 с.

17. Карпенко В.П., Новікова Т.П., Притуляк Р.М. Формування симбіотичного апарату сочевиці за дії біологічних препаратів. Вісник УНУС. Умань. 2018. No2. С. 39-44

References

1. Poljsak B. (2011). Strategies for reducing or preventing the generation of oxidative stress. Oxidative medicine and cellular longevity. Hindawi Pub. Corp. Vol. 2011. P. 1-15.

2. Sichkar V. (2015). Pesticides and nitrogen fixation of leguminous crops. Special issue of the same. Proposal. Modern agrotechnologies for the use of biopreparations and growth regulators. С. 32 -34

3. Turina O.L., Didovych S.V., Kulinich R.O. (2014) Highly productive plant-microbial systems in the agrocenoses of legumes of Crimea. Bulletin of Agricultural Science of the Black Sea Region. Is sue 4 (81). С. 151-155.

4. Kalenska S.M., Netupska I.T., Novytska N.V. (2012) Chickpea yield formation under the influence of elements of cultivation technology. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy. №2. С. 21 -25.

5. Bushulian O.V., Sichkar V.I., Babayants O.V. (2012) Integrated system of chickpea protection from weeds, pests and diseases. Odesa: SGI-NCS, 24 с.

6. Karpenko VP, Hrytsayenko ZM, Prytulyak RM (2012) Biological bases of integrated action of herbicides and plant growth regulators. Uman, 357 с.

7. Pesticides and nitrogen fixation of leguminous crops. Special issue of the journal. Proposal. Modern agricultural technologies for the use of biological products and growth regulators. 2015. С. 32 -34

8. Herbicide Panda UKRAVIT KE: Catalog.

9. Growth stimulator Stimpo: Catalog.

10. Rizobofit: Catalog.

11. Korobko O.O. Biological substantiation of application of herbicide, plant growth regulator and microbial preparation in chickpea crops in the conditions of the Right-bank Forest-steppe of Ukraine: dis. Cand. s.-g. Science: 03.00.12. Uman, 2019. 219p.

12. State Register of Plant Varieties of Ukraine. State Veterinary and Phytosanitary Service of Ukraine. 2015.

13. Publishing of the Selection-Genetic Institute - National Center for Seed and Graduate Studies (SGI - NTSNS), CJSC "Selena". Odessa, 2011. 128 p. (in Ukrainian).

14. Grytsaenko Z.M., Grytsaenko A.O., Karpenko V.P. (2003). Methods of biological and agrochemical studies of plants and soils. K.: ZAO NICHLAVA, 320 p. (in Ukrainian).

15. Dospehov B.A. (1973). Field experiment technique. M.: Kolos, 335 p. (in Russian).

16. Karpenko V.P., Mostoviak I.I., Korobko O.O., Prytuliak R.M. (2021). Biologized technology of chickpea cultivation: monograph edited by 1.1. Mostoviak. Uman: VPC "Vizavi", 125 с.

17. Karpenko V.P., Novikova T.P., Prytuliak R.M. (2018). Formation of the symbiotic apparatus of lentils under the action of biological preparations. Bulletin of UNUS. Uman. No2. С. 39 -44

Размещено на Allbest.Ru