Роль бактерій роду Васіllus у формуванні й функціонуванні мікробних ценозів чорнозему опідзоленого

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

"Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського"

УДК 631.4 : 631.472. : 631.461

03.00.18 - ґрунтознавство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

РОЛЬ БАКТЕРІЙ РОДУ BACILLUS У ФОРМУВАННІ

Й ФУНКЦІОНУВАННІ МІКРОБНИХ ЦЕНОЗІВ

ЧОРНОЗЕМУ ОПІДЗОЛЕНОГО

МАКЛЮК ОЛЕНА ІВАНІВНА

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному науковому центрі "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського" Української академії аграрних наук

Науковий керівник

доктор біологічних наук, професор, академік УААН ПАТИКА Володимир Пилипович, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, завідувач відділу фітопатогенних бактерій

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник МІРОШНИЧЕНКО Микола Миколайович, Національний науковий центр "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського", головний науковий співробітник лабораторії захисту ґрунтів від техногенного забруднення

доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН ВОЛКОГОН Віталій Васильович, Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, директор

Захист відбудеться "20" травня 2008 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у Національному науковому центрі "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського" за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського" за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Павленко О.Ф.

Анотації

Маклюк О.І. Роль бактерій роду Васіllus у формуванні й функціонуванні мікробних ценозів чорнозему опідзоленого - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.18 - ґрунтознавство. Національний науковий центр "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського", Харків, 2008.

Дисертаційна робота присвячена визначенню багатофункціональній ролі бактерій роду Васіllus у створенні й функціонуванні активних мікробних ценозів чорнозему опідзоленого. Показано, що за умов уникнення надмірних агротехнологічних навантажень адаптаційний потенціал мікробних угруповань не перевищується й система функціонує активно і стабільно. В підтримці гомеостатичного стану ґрунтового середовища чорнозему опідзоленого активну участь приймають бактерії роду Васіllus.

У роботі представлено результати лабораторних, вегетаційних і польових дослідів, на основі яких отримано культури домінуючих бактерій роду Bacillus з прикореневої зони сільськогосподарських культур, вирощуваних на чорноземі опідзоленому в системі біологічного землеробства. Досліджено їх культуральні, морфологічні та біохімічні властивості. За результатами скринінгу відібрано активні штами Васіllus sp. 123, 235, 333 і 531, які володіють комплексом рістстимулювальних, азотфіксувальних, антагоністичних властивостей. Встановлено вплив мінерального фону та біологічних особливостей сільськогосподарських культур на формування активних властивостей бацил мікробіоценозів прикореневих зон. бактерія мікробний ценоз

Інтродукція селекціонованих штамів Васіllus sp. 123, 235, 333 і 531 у прикореневу зону гречки і ячменю, вирощуваних на чорноземі опідзоленому, неоднозначно вплинула на структуру та біохімічні показники мікробних угруповань. Ефективність бактеризації суттєво позначилася на прирості маси зерна гречки і ячменю більше під впливом бацил-антагоністів.

Ключові слова: біологізація, мікробіоценоз чорнозему опідзоленого, бактерії роду Bacillus, рістстимуляція, азотфіксація, антагонізм, кореневі гнилі, інтродукція, продуктивність.

Маклюк Е.И. Роль бактерий рода Васіllus в формировании и функционировании микробных ценозов чернозема оподзоленного - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.18 - почвоведение. Национальный научный центр "Институт почвоведения и агрохимии имени А.Н. Соколовского", Харьков, 2008.

Диссертационная работа посвящена изучению многофункциональной роли бактерий рода Васіllus в формировании и функционировании микробных ценозов чернозема оподзоленного.

Изучены численность основных эколого-трофических групп микроорганизмов и показатели аммонификационной, нитрификационной и ферментативной активности почвы в системе экологически направленного земледелия. Показано, что при избежании чрезмерных агротехнологических нагрузок адаптационный потенциал микробных сообществ не превышается и система функционирует активно и стабильно. Полученные данные особо важны при выращивании сельскохозяйственных культур, которые чувствительны к каким-либо антропогенным нагрузкам. Так, при указанных условиях биогенность почвы прикорневой зоны гречки была максимальной в сравнении с прикорневыми зонами других сельскохозяйственных культур.

В поддержке гомеостатического состояния почвенной среды активное участие принимают бактерии рода Васіllus, содержание которых в черноземе оподзоленном составляет 63-81% от общей численности микробиоты почвы.

В работе представлены результаты лабораторных, вегетационных и полевых опытов, на основании которых получены чистые культуры доминирующих бактерий рода Bacillus из прикорневой зоны сельскохозяйственных культур, выращенных на черноземе оподзоленном в системе биологического земледелия. Установлены их культуральные и морфологические свойства. В результате скрининга виявлены активные штаммы Васіllus sp. 123, 235, 333 і 531, которые обладают комплексом ростстимулирующих, азотфиксирующих, антагонистических свойств. Установлено влияние минерального фона и биологических особенностей сельскохозяйственных культур на формирование активных свойств бацилл микробиоценозов прикореневых зон.

На искусственно созданных инфекционных фонах показана биологическая активность изолятов бацилл в защите растений от корневых гнилей. По результатам фенологических наблюдений определено влияние бацилл-антагонистов на процессы органогенеза и формирование продуктивности растений ячменя.

Интродукция селекционированных штаммов Васіllus sp. 123, 235, 333 и 531 в прикорневую зону гречки и ячменя, выращенных на черноземе оподзоленном, неоднозначно повлияла на структуру и биохимические показатели микробных сообществ. Эффективность бактеризации существенно проявилась на приросте массы зерна гречки и ячменя в большей мере под влиянием бацилл-антагонистов.

Основные положения работы верификовано на Коротычанском опытном поле ННЦ "ИПА имени А.Н. Соколовского".

Ключевые слова: биологизация, микробиоценоз чернозема оподзоленного, бактерии рода Bacillus, ростстимуляция, азотфиксация, антагонизм, кореневые гнили, интродукция, продуктивность.

Makluk O.I. The role of Bacillus genus in composing and functioning of microbial cenosis of podzolic chernozem - Manuscript.

The dissertation is on competition for scientific degree of candidate of the biology on speciality 03.00.18 - Soil science. National Scientific Center "Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after O. N. Sokolovsky". Kharkiv, 2008.

Dissertation is devoted to determination of Bacillus genus multifunctional role played in formation and functioning of active microbial cenosis of podzolic chernozem. It is shown that under the condition of avoiding excessive agrotechnological loads adaptive potential of microbial communities does not exceed and system functionates in active and stable way. The Bacillus genus take active part in support of soil environment homeostasis of podzolic chernozem.

It is presented results of laboratory, greenhouse and field experiments where pure cultures of Bacillus genus were screened from rhizosphere of crops cultivated on podzolic chernozem in the system of biological agriculture. Their cultural, biochemical and morphological properties were reseached. According to the screening results it was selected active strains Bacillus sp. 123, 235, 333 and 531, which have complex of growth promoting, nitrogen fixing and antagonistic properties. Influence of mineral background and biological particular qualities of crops on formation of active properties of bacillus of microbial cenosis rhizosphere.

Introduction of selected strains of Bacillus sp. 123, 235, 333 and 531 to barley and buckwheat rhizosphere, cultivated in podzolic chernozem, had ambiguous impact on the structure and biochemical index of microbial community. Efficiency of bacterial inoculation reflected on weight of buckwheat and barley grain increase.

Key words: biological agriculture, microbial cenosis of podzolic chernozem, bacterium of Bacillus genus, plant growth-promotion, nitrogen fixation, antagonism, root rots, introduction, producing capacity.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Пріоритетним напрямом сучасної аграрної науки є впровадження екологічно спрямованих систем землеробства, за яких оптимізацію життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів можна здійснювати як шляхом збагачення ґрунту високоефективними селекціонованими культурами мікроорганізмів, так і активізацією розвитку аборигенної мікробіоти (В.П. Патика, 2000, 2006; В.В. Смірнов із співав., 2002; Г.О. Іутинська, 2003; В.В. Волкогон, 2006).

Особливе місце в агробіоценозах займають бактерії роду Bacillus. Завдяки здатності до спороутворення вони широко розповсюджені у ґрунтах і проявляють різноманітну біологічну активність: продукують антибіотики, ферменти, амінокислоти, вітаміни, метаболіти з інсектицидними властивостями та антагоністичними до інших мікроорганізмів, здатні до асоціативної азотфіксації (В.В. Смірнов із співав., 1996; J.X. Lhang, C.R. Howell, 1995; B.L. Clark and oth., 1995; A.R. Podile, A.P. Pracash, 1996). Українськими мікробіологами показано, що бацили є перспективною групою мікроорганізмів для сучасних біотехнологій, які базуються на використанні мікробних біопрепаратів (Смірнов із співав., 1982). Україна, з великим попитом її ринку на засоби захисту рослин (перспективна оцінка на найближчі роки - близько 1 млрд. дол. США), до цього часу практично не має налагодженого виробництва препаратів на основі бактерій роду Bacillus, обробляючи хімпрепаратами (в основному, імпортованими) 20% площ. До того ж необхідно постійно вести скринінг нових штамів, віддаючи перевагу мікроорганізмам, яким притаманний комплекс агрономічно корисних властивостей, створювати колекційні та інформаційні банки агрономічно цінних штамів мікроорганізмів (Патика, 2002).

Отже, бактерії роду Bacillus мають важливе значення для розробки біотехнологій в аграрному виробництві. Тому виникає необхідність науково обґрунтованого, системного підходу до вивчення ролі бактерій роду Bacillus у формуванні і функціонуванні мікробних ценозів з урахуванням результатів моніторингу, ґрунтових та кліматичних особливостей регіону. При цьому розробка можливих шляхів використання бактерій з комплексом агрономічно корисних властивостей для підвищення родючості чорнозему опідзоленого Лівобережного Лісостепу України, урожайності та якості сільськогосподарської продукції набуває наукової і практичної актуальності.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано у Національному науковому центрі "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського" в межах завдання 02.04 "Розробити систему біологічних показників для інформаційно-нормативного забезпечення раціонального використання ґрунтів меліоративного фонду та збереження їх родючості" НТП УААН "Родючість і охорона ґрунтів" 2001-2005 рр. (№ ДР 0101U006038); завдання 01.02.02 - 035 "Розробити науково-інформаційне забезпечення визначення продуктивності мікробних ценозів як чинника формування родючості й ефективного використання ґрунтів в екологізованих системах землеробства" НТП УААН "Родючість, охорона і екологія ґрунтів" 2006-2010 рр. (№ ДР 0106U004785); завдання 05.03 - 006 "Розробити теоретичні основи та практичні засади ведення біологічного землеробства в різних ґрунтово-кліматичних умовах України" НТП УААН "Сільськогосподарська мікробіологія" 2006-2010 рр. (№ДР 0106U004772). Робота має зв'язок з Постановою Кабінету Міністрів України №42 від 24.01.2001 р. "Про організацію виробництва вітчизняних засобів захисту рослин".

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - вивчити роль бактерій роду Bacillus у формуванні і функціонуванні мікробних ценозів та підвищенні родючості чорнозему опідзоленого, а також науково обґрунтувати можливості і шляхи використання бактерій з комплексом агрономічно корисних властивостей для підвищення урожайності сільськогосподарських культур та поліпшення якості продукції.

Відповідно до мети вирішувались такі завдання:

- визначити характер змін, що відбуваються в мікробному ценозі ґрунту за умов переходу від інтенсивної до біологічної систем землеробства;

- виділити бактерії роду Bacillus з прикореневої зони сільськогосподарських культур, вирощуваних на чорноземі опідзоленому, дослідити їх культуральні та морфологічні властивості;

- випробувати одержані бактеріальні культури на рістстимулювальну активність;

- визначити здатність виділених бацил до процесу фіксації молекулярного азоту;

- з'ясувати особливості взаємодії бацил з фітопатогенними грибами родів Fuzarium, Вipolaris і Аlternaria - збудників кореневих гнилей та відібрати активні ізоляти бактерій;

- визначити біологічну активність бактерій роду Bacillus у захисті рослин від збудників кореневих гнилей;

- виявити вплив бацил-антагоністів на розвиток, продуктивність рослин і якість продукції;

- оцінити ефективність бактеризації гречки і ярого ячменю бацилами з комплексом агрономічно корисних властивостей для підвищення родючості чорнозему опідзоленого та продуктивності культур.

Об'єкт дослідження - бактеріальні комплекси, біологічні властивості бактерій роду Bacillus мікробіоценозу чорнозему опідзоленого та їх вплив на родючість ґрунту, мікроорганізми і продуктивність сільськогосподарських рослин.

Предмет дослідження - бактерії роду Bacillus та контрольні штами мікроорганізмів; зокрема азотфіксуючих бактерій Azotobacter chroococcum 20, фітопатогенних грибів Fusarium oxysporum var. оrthoceras 400, Fusarium culmorum (Sm.) Sacc., Alternaria alternata (Fr.) Keissler та Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem.

Методи дослідження:

- модельно-вегетаційні та польові досліди, мікробіологічні і біохімічні аналізи здійснювалися за загальноприйнятими методиками;

- газохроматографічний - для визначення нітрогеназної активності чистих культур бацил;

- статистичний - для оцінки вірогідності отриманих результатів і визначення кореляційних зв'язків.

Наукова новизна одержаних результатів:

Розширено уявлення про особливе значення бактерій р. Bacillus у формуванні високого рівня біологічної активності мікробних ценозів прикореневої зони сільськогосподарських культур, вирощуваних на чорноземі опідзоленому.

Уперше отримано колекцію 91 чистої культури бактерій р. Bacillus з мікробного ценозу чорнозему опідзоленого і виявлено перспективні активні штами бацил з комплексом агрономічно корисних властивостей.

Виявлено вплив агрофону та біологічних особливостей сільськогосподарської культури на рівень біологічної активності бацил за рістстимулювальними і азотфіксувальними властивостями. Встановлено високу біологічну ефективність штамів бацил 123, 235, 531 у захисті рослин від збудників кореневих гнилей.

З'ясовано вплив бацил-антагоністів на розвиток і формування продуктивності рослин ячменю, вирощуваних на інфікованому фітопатогенними грибами ґрунті.

Практичне значення одержаних результатів. Мікробіологічні показники чорнозему опідзоленого рекомендовано використовувати під час організації і проведення екологічного моніторингу чорнозему опідзоленого Лівобережного Лісостепу України.

На підставі дослідження закономірностей взаємовпливу мікроорганізмів ґрунту, агрофону і біологічних особливостей сільськогосподарських культур у біологічному ланцюгу ґрунт-мікроорганізм-рослина досліджено умови формування активної мікробіоти ґрунту з високою потенційною здатністю, зокрема до рістстимуляції і азотфіксації, з метою збільшення продуктивності рослин.

Для виробництва бактеріального препарату з метою інтродукції комплексу агрономічно корисних бактерій запропоновано штами Bacillus sp. 123, 235, 531, ефективні для захисту рослин від фітопатогенів Fusarium oxysporum і Bipolaris sorokiniana, збудників кореневих гнилей, практичне використання яких є перспективним прийомом оздоровлення ґрунту i рослин в агрофітоценозах екологічного спрямування.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою автора. Здобувачем особисто проаналізовано відповідну літературу, розроблено програму досліджень, проведено лабораторні, вегетаційні та польові досліди, проаналізовано результати досліджень, зроблено їх узагальнення і статистичну обробку. Всі наукові положення дисертації, їхня інтерпретація та формулювання основних положень і висновків, а також друковані роботи підготовлено при безпосередній участі автора і за участі наукового керівника д.б.н., професора, академіка УААН В.П. Патики.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, які викладені в дисертаційній роботі, представлені на міжнародній науково-практичній конференції "Фосфор і калій у землеробстві" (м. Чернігів, 2004 р.), міжнародній науковій конференції, присвяченій 50-ти річчю заснування Інституту ґрунтознавства та агрохімії (м. Харків, 2006 р.), міжнародній науково-практичній конференції "Сучасний стан і тенденції розвитку меліоративного ґрунтознавства і землеробства" (м. Рівне, 13-15 вересня 2007 р.), міжнародній науковій конференції "S.P. Kostychev and contemporary agricultural microbiology" (м. Ялта, 8 - 12 жовтня 2007 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 6 статей і 1 тезу, з яких 3 статті - у фахових наукових виданнях, затверджених ВАК України.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, опису об'єктів та методів досліджень, 7 розділів викладення експериментальних результатів, аналізу і обговорення результатів дослідження, висновків, пропозицій виробництву, додатків. Роботу викладено на 147 сторінках, з них 107 сторінок основного тексту. Її ілюстровано 14 рисунками, 22 таблицями і 7 додатками. Список використаних джерел складається із 149 найменувань, з них 22 - латиницею.

Основний зміст роботи

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

У розділі надано обґрунтування біологізації землеробства як пріоритетного напряму в аграрній сфері, що забезпечує збереження й відтворення родючості ґрунтів та одержання екологічно безпечної продукції. Простежено сучасні підходи у вивченні формування і функцій мікробних угруповань в агроценозах. Відмічено важливу роль ґрунтових мікроорганізмів у формуванні біологічної якості ґрунтів, у підтримці гомеостатичного стану ґрунтового середовища. Проаналізовано сучасні погляди вітчизняних та зарубіжних дослідників щодо азотфіксувальної та антагоністичної функцій бактерій роду Bacillus і перспективи їх використання для збереження й покращення якості ґрунтів, формування продуктивності сільськогосподарських культур. Відмічено недостатню увагу щодо вивчення ролі цієї групи бактерій у біологічній активності ґрунту відносно певних грунтово-кліматичних умов. На основі здійсненого аналізу обґрунтовано актуальність і перспективність проведення досліджень за темою дисертації.

Об'єкти, методи і умови проведення досліджень

У дослідженнях використано культури бактерій роду Bacillus, які були нами виділені з прикореневої зони сільськогосподарських культур, вирощуваних на чорноземі опідзоленому. Штами інших мікроорганізмів отримано з колекції корисних мікроорганізмів Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН (м. Чернігів).

Досліджувалися зразки ґрунту прикореневої зони озимої пшениці, цукрових буряків, гречки та ячменю, які вирощувалися в стаціонарному довгостроковому польовому досліді лабораторії екології ґрунтів і біоземлеробства Коротичанського дослідного поля Національного наукового центру "Інституту ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського" (ґрунт - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі; має гумусово-елювіальний горизонт до 40-45 см, вміст гумусу 3,2%, реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної - рН водне 6,6; сольове - 5,2; Р 2О 5 - 13 мг/100 г; К 2О - 10 мг/100 г ґрунту; сума поглинутих основ - до 30 мг-екв/100 г ґрунту; гранулометричний склад важко суглинковий; структура орного шару грудкувато-зерниста).

Відбір зразків ґрунту та їх мікробіологічний аналіз проведено за загальноприйнятими методиками ґрунтової мікробіології (Теппер, 1972; Хазиев, 1976; Сэги, 1983; Карягина, Михайловская, 1986; Звягинцев, 1993)

Виділення, облік і культивування бактерій роду Bacillus здійснювали згідно методик з виділення та ідентифікації бацил (Смирнов, 1983; Скворцова, 1983; Бержди, 1980). Ідентифікацію отриманих ізолятів бацил проведено на основі вивчення морфологічних (фазово-контрастна мікроскопія), культуральних і фізіолого-біохімічних ознак (Смирнов, 1982; Скворцова, 1983; Бержди, 1980).

Для визначення продукування фізіологічно-активних речовин проведено біопроби на проростках кукурудзи за методом О.А. Берестецького (1971; 1982). Активні ізоляти бацил були відібрані для подальшого дослідження на агрономічно корисні властивості - азотфіксувальні та антагоністичні. Нітрогеназну активність чистих культур бацил визначали газохроматографічно ацетиленовим методом (Умаров, 1976). Контрольним штамом слугував штам Azotobacter chroococcum 20.

Вивчення антагоністичних властивостей бактерій роду Bacillus по відношенню до фітопатогенного гриба Fusarium oxysporum var. оrthoceras 400 проводили методом змішаних культур (Лили, Барнет, 1953) в чашках Петрі з сусло-агаром за температури інкубації 26-27?С. Для опису культуральних реакцій взаємодій грибів використано шкалу Джексона і Карла в модифікації С.А. Симоняна і Т.С. Маміконяна (Симонян, Мамиконян, 1982).

Для дослідження антагоністичної активності відібраних бацил щодо інших фітопатогенних грибів - Fusarium oxysporum var. оrthoceras 400, Fusarium culmorum (Sm.) Sacc., Alternaria alternata (Fr.) Keissler та Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem, - вищезазначений метод було модифіковано, а саме: посів указаних фітопатогенних грибів провели уколом у 4-х місцях по колу чашки Петрі з сусло-агаром, а після 2-3 днів у середину чашки нанесли два перпендикулярних штрихи бактерії-антагоніста. Через 10 днів антагоністичну дію визначили за відсутністю росту біомаси грибів у напрямку до бактерій та за шкалою Джексона і Карла. Для кожної бактеріальної культури-антагоніста розраховано індекс антагонізму:

ІА=В(nЧ 1)+B1(nЧ 2)+C(nЧ 3)+D(nЧ 4)+E(nЧ 5),

де В, B1, C, D, E - типи реакцій за шкалою,

n - частота зустрічальності.

Для вивчення біологічної активності виділених культур бацил у захисті рослин ячменю від збудників кореневих гнилей проведено вегетаційний дослід на штучно створених інфекційних фонах (ШІФ) з грибами Bipolaris sorokiniana та Fusarium oxysporum за методикою, модифікованою в лабораторії мікробіометоду Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН. Ґрунт лучно-чорноземний легкосуглинковий, який характеризується наступними агрохімічними показниками: вміст гумусу в орному шарі становив 3,4%; азоту, що легко гідролізується (за Тюріним і Кононовою) - 4,5-5,0 мг; рухомих форм фосфору (за Кірсановим) - 14-18 мг Р 2О 5 г, обмінного калію (за Масловою)- 11-12 мг К 2О на 100 г ґрунту; рНвод. - 5,8.

Вплив інокуляції штамами 123, 235, 333, 531 на початковий період розвитку рослин, за умов відсутності штучно створеного інфекційного фону, визначався на гречці сорту Богатир і ячмені сорту Пасадена в лабораторних умовах. Схожість насіння і енергію проростання визначали за загальноприйнятими формулами (Некоторые новые методы количественного учета почвенных микроорганизмов и изучения их свойств, 1982).

Подальші дослідження з вивчення ефективності інтродукції бактеріальних культур в чорнозем опідзолений та формування продуктивності сільськогосподарських культур продовжено в польових дослідах, які проводили протягом 2004-2006 років на базі Коротичанского дослідного поля лабораторії екології ґрунтів та біоземлеробства Національного наукового центру "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського", де вирощували гречку і ячмінь. Розмір облікової ділянки 7 м 2. Повторність дослідів 3-ох кратна. Посів проводили районованими сортами: гречка - Богатир; ячмінь ярий - Фенікс. Норма висіву: гречки - 90 кг на 1 га; ячменю - 230 кг на 1 га.

Під час обліку врожаю у відібраних рослинних зразках визначено такі елементи структури урожаю: висота рослин, приріст сухої речовини надземної маси рослин і маси зерна, вміст білка, клейковини в зерні.

Планування, проведення польових дослідів, спостереження і облік здійснювали за методиками польового досліду, розробленими Б.А. Доспєховим (1985). Математична обробка отриманих результатів здійснена за загальноприйнятими методами математичної статистики (Доспєхов, 1985) з використанням стандартних комп'ютерних програм Microsoft Excel і Statistica 6.0.

Екосистемний моніторинг мікробних ценозів чорнозему опідзоленого за умов екологізації системи землеробства

Екологізовані системи землеробства, які орієнтовані на одержання високоякісної рослинницької продукції і не порушують екологічну рівновагу в агроландшафтах, передбачають максимальне використання біологічного потенціалу ґрунту. Один із шляхів вирішення цієї задачі - це визначення біологічних показників родючості, зокрема, чисельності та активності мікроорганізмів, які здійснюють агрономічно важливі біологічні процеси - азотфіксацію, амоніфікацію, нітрифікацію, мобілізацію ґрунтового фосфору тощо (Добровольский, 1976; Патика, 2000; Волкогон, 2006).

Показано, що в міру переходу від мінерального фону до органічного загальна чисельність мікроорганізмів суттєво зростає в 1,8 рази, активність ферментів, зокрема дегідрогенази та поліфенолоксидази - в 1,2-1,7 рази відповідно, целюлозоруйнівна активність - в 2,3 рази, вміст амонійного азоту - в 1,7, нітрифікувальна здатність стає вищою в 1,2 рази. У дослідженнях на різноудобрюваних невисоких фонах з інтенсивною і біологічною системами захисту рослин найвищий рівень біогенності чорнозему опідзоленого відмічено на варіантах з дозами мінеральних добрив N20P30K30 на фоні біологічного захисту рослин. Отже, в агробіоценозах екологічно спрямованих систем землеробства, які більше відповідають природним і де формуються мікробні угруповання з високим рівнем біологічної активності, більше проявляється позитивний вплив мікробіологічного фактору.

Тому для вивчення особливостей мікробних угруповань, зокрема бацил і їхньої ролі в системі ґрунт-мікроорганізм-рослина, обрано агробіоценоз, де запроваджуються заходи з екологізації землеробства. При характеристиці мікробних ценозів прикореневої зони ячменю, цукрових буряків, гречки та озимої пшениці, з яких виділено чисті культури бактерій роду Bacillus, встановлено зростання чисельності окремих груп мікроорганізмів в 1,3 - 1,4 рази з внесенням NPK на рівні 30 - 60 кг на га порівняно з неудобрюваними варіантами чорнозему опідзоленого. Привертають увагу результати щодо гречки, де біогенність ґрунту за визначених умов виявлена максимальною порівняно з прикореневою зоною інших сільськогосподарських культур: загальна чисельності мікроорганізмів суттєво зросла в 1,9-4,9 рази без внесення добрив і в 1,9-3,8 рази на удобрюваних фонах, мікроорганізмів що засвоюють мінеральний азот, - в 1,7-3,3 та в 1,6-2,9 рази відповідно до удобрення ґрунту, оліготрофів - в 1,4-1,6 та 1,3-2,3 рази. Одержані дані особливо важливі для вирощування сільськогосподарських культур, які є чутливими до будь-яких антропогенних навантажень.

Дослідження щодо визначення процесів і режимів у ґрунті за умов екологізації землеробства потребують подальшого вивчення відносно певних екологічних умов і агрофітоценозів.

Бацили в структурі мікробного ценозу прикореневої зони сільськогосподарських культур, вирощуваних на чорноземі опідзоленому

Показано, що на вміст бацил у прикореневій зоні рослин впливає агрофон і вид вирощуваної сільськогосподарської культури, що пояснюється складом кореневих виділень рослин. Так, відмічено, що в прикореневій зоні ячменю внесення мінеральних добрив у дозах 30 - 45 кг на 1 га приводить до зменшення чисельності бацил з 81% до 63% до загального обсягу мікроорганізмів. Для ґрунту під гречкою ці показники дещо інші і навпаки зростали з 72% до 75%. Такі відмінності щодо процентного вмісту бацил по відношенню до загальної чисельності мікроорганізмів у прикореневій зоні різних видів сільськогосподарських культур можуть пояснюватися різноманітним складом кореневих виділень рослин, які є джерелом живлення для певних груп мікроорганізмів і слугують диференційованим фактором при формуванні мікробіоти прикореневої зони (Красильников, 1958; Іутинська, 2003; Патыка, 2004). За умови активізації мікрофлори ґрунту шляхом внесення невеликих доз мінеральних добрив прикоренева зона ячменю збагачувалась певно іншими мікроорганізмами, на відміну від прикореневої зони гречки, де покращення трофічного режиму чорнозему опідзоленого проходило адекватно збільшенню вмісту бацил. Нами встановлено значне місце бактерій pоду Bacillus у структурі мікробіоценозів прикореневої зони сільськогосподарських культур, вміст яких складає 63-81% від загальної чисельності мікробних угруповань чорнозему опідзоленого.

Виділення і характеристика культурально-морфологічних та рістстимулювальних властивостей бактерій роду Bacillus

У ході дослідження бацил сформовано колекцію з 91 штаму бактерій р. Bacillus з мікробних ценозів чорнозему опідзоленого. Результати проведеної роботи щодо виділення ізолятів, дослідження їх культуральних, біохімічних властивостей, морфології клітин і спор при мікроскопіюванні дали можливість віднести отримані мікроорганізми до бактерій роду Bacillus. Макроморфологічна різноманітність колоній вказує на багатий мікробний ценоз, де мікробні угруповання бацил складають значну частину.

Дослідження виділених бацил за рістактивуючими властивостями. З апробованих штамів бактерій роду Bacillus за стимулювальною дією на проростки кукурудзи, як біотесту, 49% проявили помітну біологічну активність (збільшення приросту корінців і стебел більше, ніж на 20% порівняно з контрольними варіантами). В той же час, вплив бактеріальних культур на формування проростків кукурудзи був неоднозначний. Отримані дані свідчать, що штами бацил здатні проявляти органотропну дію: одні - більшою мірою стимулювати ріст корінців, ніж стебел, інші - навпаки. Позитивно виділяються за біологічною активністю бактерії, які представляють мікробіоту прикореневої зони рослин, вирощуваних на агрофонах з дозами NPK на рівні 30-45 кг на 1 га. Подальший аналіз підтверджує подібну тенденцію й у зміні чисельності активних штамів (табл. 1).

Так, кількість штамів з прикореневої зони ячменю та гречки, вирощуваних без добрив, які проявили рістстимулювальну активність, становила відповідно 11 і 21% від загального обсягу апробованих культур, а з внесенням NPK в дозах 30-45 кг на 1 га збільшило чисельність виділених активних штамів до 50% під ячменем і до 33% під гречкою.

Таблиця 1 Характеристика рістстимулювальної активності бацил ґрунту прикореневої зони ячменю та гречки різних фонів удобрення

Сільськогосподарська культура	Мінеральний фон	Приріст корінців кукурудзи в % до контролю	Кількість активних штамів в % до загального обсягу досліджених культур
Ячмінь	Без добрив	+33,0	11
	N30P30K30 - N40P60K60	+44,7	50
Гречка	Без добрив	+25,6	21
	N30P30K30 - N45P45K45	+43,3	33

Отримані дані вказують на важливість впливу зовнішнього фактора на формування і функціонування системи ґрунт-мікроорганізм-рослина в агрофітоценозі, починаючи з ювенільного етапу розвитку. З одного боку, умови прикореневої зони рослин, зокрема, вид с.-г. культури та агрофон їх вирощування, впливають на формування біологічних властивостей бацил і активність їх функціонування, з іншого боку, проростання насіння та подальший продуктивний розвиток рослин залежать від присутності активного мікробного фактору ґрунту.

Азотфіксувальні властивості домінуючих бактерій роду Bacillus чорнозему опідзоленого.

Із 65 чистих культур бацил, досліджених на азотфіксувальні властивості, 17 культур (26,2%) проявили здатність до фіксації молекулярного азоту. Серед них 13 ізолятів забезпечували високі показники порівняно до контрольного штаму "класичного" азотфіксатора Azotobactera chroococcum 20 при вирощуванні на середовищі Ешбі, а 7 культур проявили високу нітрогеназну активність на обох досліджених середовищах: Ешбі і Доберейнер.

Виявлено суттєві відмінності цих показників під впливом біологічних особливостей сільськогосподарських культур та мінерального фону. Так, встановлено високу нітрогеназну активність у 67% штамів бацил, виділених з ґрунту прикореневої зони гречки без внесення мінеральних добрив, а у 22% і 11% штамів - з удобрюваного ґрунту, де мінерального азоту внесено на рівні 30 і 45 кг на 1 га відповідно. Для бактеріальних культур, виділених з ґрунту прикореневої зони ячменю, проявилася дещо інша тенденція: з неудобрюваного ґрунту одержано 38% штамів бацил з високою нітрогеназною активністю; практично стільки ж (38%) виділено з ґрунту при внесенні мінерального азоту на рівні 30 кг на 1 га, і тільки на мінеральному фоні N40 спостерігається зниження кількості активних азотфіксувальних бацил до 24%. В цілому, з неудобрюваного ґрунту під ячменем і гречкою виділено більше активних штамів з азотфіксувальними властивостями порівняно з агрофонами, де вносили мінеральний азот

Відомо, що внесення в дерново-підзолистий ґрунт мінерального азоту в дозі 20 кг на 1 га може збільшувати активність асоціативної азотфіксації в 3,75 рази, але вже при N40 - в 2,45 (Патыка, 2004; Волкогон, 2005). В наших дослідах на чорноземі опідзоленому рівень нітрогеназної активності штамів бацил, виділених з прикореневої зони гречки та ячменю, знижувався при внесення мінерального азоту в дозах 30 - 45 кг на 1 га. Як показано на рисунку 3, діапазон нітрогеназної активності бацил-азотфіксаторів, отриманих з мікробіоценозу неудобрюваного ґрунту під гречкою, складав 587-2295 нмоль С 2Н 4 на 1 мл середовища за годину, тоді як з внесенням мінерального азоту в дозах 30-45 кг на 1 га - 462-1103 нмоль/ мл середовища за годину. Аналогічна тенденція спостерігалася і на варіантах з ячменем: у штамів неудобрюваного ґрунту нітрогеназна активність коливалась в межах 379-1350 нмоль С 2Н 4, при внесенні мінеральних добрив цей показник знижувався до 347-503 нмоль С 2Н 4/мл середовища за годину.

З прикореневої зони гречки, вирощуваної без добрив, отримано більше біологічно активних бацил і за кількістю, і за рівнем нітрогеназної активності порівняно з бацилами, виділеними з прикореневої зони ячменю. Для гречки, як культури з порівняно слаборозвиненою кореневою системою, присутність в мікробних угрупованнях прикореневої зони активних азотфіксувальних бактерій, є особливо важливим.

Таким чином, серед виділених нами бацил є такі, що мають високу нітрогеназну активність, у зв'язку з чим можна передбачити їх важливість в асоціативній азотфіксації i підтриманні азотного балансу в ґрунтах агроекосистем. Нові активні штами бацил-азотфіксаторів Bacillus sp. 123, 333, які володіють комплексом агрономічно корисних властивостей (антагоністичних, рістактивуючих), заслуговують на увагу як перспективні біоагенти мікробних препаратів.

Антагонізм бактерій роду Bacillus до фітопатогенних грибів - збудників кореневих гнилей

Дослідження на тест-об'єктах, - фітопатогенних грибах Fusarium oxysporum var. оrthoceras 400, Fusarium culmorum (Sm.) Sacc., Alternaria alternata (Fr.) Keissler та Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem, - показали, що 80-90% ізольованих штамів Bacillus sp. притаманний антагонізм до збудників кореневих гнилей. З них 60-66,6% здатні виявляти високу (3-5 балів за шкалою Джексона і Карла) антагоністичну активність до грибів роду Fusarium, 80% - до гриба Bipolaris sorokiniana і 43,3% - до гриба Alternaria alternate

Слід звернути увагу на різну ступінь пригніченості розвитку міцелію під дією бацил, яка спостерігалась на грибах Fusarium oxysporum, Fusarium culmorum, Bipolaris sorokiniana, Alternaria alternata. У деяких грибів, особливо родів Fusarium i Alternaria, спостерігався лізис міцелію. У зв'язку з цим можливе припущення, що антагоністична діяльність бацил в агрофітоценозах пов'язана з ознакою фунгістазісу ґрунтів. Отже, з цієї точки зору, бацили є важливими компонентами ґрунтової мікробіоти, яка стримує проростання спор грибів i цим сприяє процесам саморегуляції з оздоровлення ґрунтів у системі ґрунт - мікроорганізм - рослина.

Результати вегетаційного досліду вказують на значну біологічну активність ізолятів бацил у захисті рослин ячменю від збудників кореневих гнилей, зокрема на зменшення поширення і розвитку кореневих гнилей ячменю (табл. 2, 3). На штучно створених інфекційних фонах з Fusarium oxysporum і Bipolaris sorokiniana без бактерій-антагоністів поширення кореневих гнилей активно проявилося відповідно у 89,3% і 100% рослин, а ступінь їх ураження (розвиток хвороби) становив відповідно 42,3% і 47,4% рослин. У той же час, у варіантах з бацилами-антагоністами показники прояву хвороби були значно обмеженими. Кількість рослин, уражених кореневими гнилями, зменшилась з 29,9% до 10,5% по фону з Fusarium oxysporum, тобто, в 7-10 разів відповідно до ізоляту, а по фону з Bipolaris sorokiniana - від 73,9% до 65,9%.

Таблиця 2 Вплив бактерій-антагоністів роду Bacillus на враженість кореневими гнилями рослин ярого ячменю сорту Пасадена (вегетаційний дослід, 2004р., на інфекційному фоні з Fusarium oxysporum)

№	Варіанти досліду	Поширення хвороби, %	Розвиток хвороби, %	Біологічна ефективність, %
1.	Контроль (без внесення мікроорганізмів)	20,9	2,6	-
2.	ШІФ Fusarium oxysporum	89,3	42,3	-
3.	ШІФ + ізолят 123	10,5	1,3	96,9
4.	ШІФ + ізолят 235	17,2	3,8	90,5
5.	ШІФ + ізолят 531	29,9	5,8	86,2
		НІР 05 - 7,73	НІР 05 - 3,64	НІР 05 - 4,25

Таблиця 3 Вплив бактерій-антагоністів роду Bacillus на враженість кореневими гнилями рослин ярого ячменю сорту Пасадена (вегетаційний дослід, 2004 р., на інфекційному фоні з Вipolaris sorokiniana)

№	Варіанти досліду	Поширення хвороби, %	Розвиток хвороби, %	Біологічна ефективність, %
1.	Контроль (без внесення мікроорганізмів)	20,9	2,6	-
2.	ШІФ Вipolaris sorokiniana	100,0	47,4	-
3.	ШІФ + ізолят 123	73,9	22,9	51,1
4.	ШІФ + ізолят 235	70,9	12,1	73,8
5.	ШІФ + ізолят 531	65,9	15,8	66,8
		НІР 05 - 9,72	НІР 05 - 4,47	НІР 05 - 8,02

Розвиток кореневих гнилей, викликаних грибами F. oxysporum та B. sorokiniana, під впливом бактерій-антагоністів знизився відповідно від 5,8% до 1,3% і від 22,9% до 12,1%, а на інфікованому ґрунті ступінь ураженості рослин становила більше 40%. При обробці насіння бактеріями-антагоністами було забезпечено одержання більшості рослин ячменю здоровими, і лише незначна частина їх мала ознаки хвороби. Ці дані свідчать про високу біологічну ефективність ізолятів 123, 235, 531, яка проявилась у захисті рослин від збудників кореневої гнилі. Біологічна ефективність на ґрунті, інфікованому грибом Fusarium oxysporum, становить 86,2% - 96,9%, а грибом Bipolaris sorokiniana - 51,1% - 73,8%.

За фенологічними спостереженнями на інфікованому ґрунті під впливом інокуляції насіння бактеріями Bacillus sp. 123, 235 і 531 рослини ячменю формували більш продуктивну вегетативну масу, починаючи з другого і третього листків, порівняно з іншими варіантами. І хоч у процесі вегетації чергові листки з'являлися нерівномірно, до початку виколошування сформувалося по шість розгорнутих листків, у той час, як на інфікованому фоні без бактеризації спостерігався розвиток рослин на етапі формування шостого листку.

У період формування генеративних органів, починаючи з фази виходу в трубку, спостерігалася подальша нерівномірність та відставання в розвитку рослин, вирощуваних на інфекційних фонах і контролі. Вона проявилася в недружній появі колосу у рослин, затриманні формування остей і їх деформації, сплющеності зерна або, взагалі, відсутності наливу. Такі відхилення від норм в онтогенезі ячменю свідчать про суттєві порушення умов життєдіяльності на попередніх етапах органогенезу, коли в конусах наростання проходив процес диференціації клітин на якісно нові органи - суцвіття та їх елементи. Водночас під впливом біологічно активних бацил штамів 123, 235 і 531, які проявили захисну дію від патогенів Bipolaris і Fusarium, у вегетаційних дослідах для посівів ячменю характерна більш дружня поява колосу і формування зерна.

У цілому, на інфікованому фітопатогенними грибами родів Bipolaris і Fusarium ґрунті бактерії роду Bacillus стимулювали формування вегетативних органів рослин, сприяли формуванню продуктивних рослин ячменю і утворенню більшої кількості зерна в колосі (табл. 4).

Шлях практичного використання антагоністичних взаємовідносин між мікроорганізмами є одним із перспективних прийомів оздоровлення ґрунту i рослин в агрофітоценозах екологічного спрямування. Разом з тим, володіючи іншими позитивними властивостями, в тому числі стимулювальними, азотфіксувальними, вони можуть створювати екологічно сприятливі умов для прояву i реалізації потенційної продуктивності рослин при інтродукції в агроценози.

Таблиця 4 Ефективність впливу бактерій р. Bacillus на характер виколошування та формування зерна рослинами ячменю на інфікованому фітопатогенними грибами ґрунті (вегетаційний дослід, 2004 р.)

Варіанти досліду	Кількість рослин з колосом на посудину	Кількість зерен на посудину
	штук	%
Контроль без бактеризації і без інфікування	17	55,3	38
ШІФF. oxysporum	18	59,3	84
ШІФF. oxysporum+ шт.123	29	96,7	95
ШІФF. oxysporum+ шт.235	26	88,0	94
ШІФF. oxysporum+ шт.531	24	80,0	91
ШІФB. sorokiniana	20	66,7	49
ШІФB. sorokiniana + шт.123	21	71,0	86
ШІФB. sorokiniana + шт.235	20	68,6	78
ШІФB. sorokiniana + шт.531	23	75,3	100
НІР 05 Fт = 2,57 Fфакт.		5,19 5,01	5,69 128,8

Вплив бактерій роду Bacillus на формування і функції мікробного ценозу чорнозему опідзоленого і продуктивність рослин

Встановлено, що в прикореневій зоні гречки по фону N45P45K45 внесення активних штамів бацил сприяло збільшенню чисельності органотрофів порівняно з контролем у всіх варіантах від 11,0 % до 78,5 %; мікроорганізмів, що засвоюють мінеральний азот - в 2,2 рази; оліготрофних угруповань - в 1,6 рази. Це в свою чергу позначилося на напруженості мінералізаційних процесів, що могло забезпечити рослини додатковим джерелом поживних речовин на фоні зменшених доз мінеральних добрив. Ячмінь, вирощуваний по фону N45P45K45, проявив меншу чутливість до інтродукції бацил за чисельністю окремих груп мікроорганізмів у ґрунті, але істотні зміни спостерігалися в показниках біохімічної активності чорнозему опідзоленого: збільшення інвертазної активності ґрунту з бактеризацією від 6% до 19%, поліфенолоксидазної - від 22% до 68%, що вказує на сприятливі умови до гумусоутворення; показники амоніфікаційної та нітрофікаційної активності ґрунту зросли відповідно на 63,5% і 18,3%. У цілому, мінеральні добрива в дозах N45P45K45 у комплексі з внесенням агрономічно корисних бактерій роду Bacillus сприяють збільшенню біогенності чорнозему опідзоленого.

У результаті досліджень виявлено неоднозначний вплив інтродукції бацил з агрономічно корисними властивостями на біогенність та біохімічну активність чорнозему опідзоленого, де, на нашу думку, значну роль відіграють біологічні особливості вирощуваної сільськогосподарської культури, властивості ґрунту та певні активні властивості інтродукованих бактеріальних культур.

Встановлено, що енергія проростання та схожість насіння гречки перевищували контроль під дією активних бацил 123 і 333 з комплексом рістстимулювальних та азотфіксувальних властивостей, насіння ячменю - 531 і 235 з комплексом антагоністичних та рістстимулювальних. Наступний ювенільний період за умов бактеризації характеризувався більш активним і продуктивнішим формуванням вегетативних органів, що видно по листовій поверхні 10 - денних рослин ячменю

За умов інтродукції бактеріальних культур у чорнозем опідзолений активнішими є штами 123, 235 і 531 бацил-антагоністів, що особливо позначилося на прирості маси зерна гречки і ячменю відповідно на 23,4 - 38,4% і 3 - 19%. На формування надземної маси рослин у комплексі з антагоністичною активністю позитивно впливає наявність азотфіксувальних та рістстимулювальних властивостей. Приріст надземної маси рослин гречки за умов бактеризації склав від 5% до 14%, рослин ячменю - від 11,8% до 38,6%. Вміст клейковини в зерні ячменю збільшився у всіх варіантах з бактеризацією: від 31,26 до 31,97% під впливом штамів 123, 235, 531 з антагоністичною активністю, а до 32,57% - під впливом штаму 333, якому характерні висока азотфіксувальна та рістстимулювальна активність. На вміст білку в зерні помітно вплинув штам 123 з комплексом всіх досліджуваних агрономічно корисних властивостей. Цей показник зріс від 15,56% до 16,73%.

За умов бактеризації і гречки, і ячменю стабільний ефект спостерігався під впливом Bacillus sp. 123, який мав комплекс агрономічно корисних властивостей - рістстимулювальних, азотфіксувальних і антагоністичних до збудників кореневих гнилей.

У цілому, бактеризація штамами бацил насіння гречки і ячменю, вирощуваних по фону невисоких дозах мінеральних добрив, показала позитивний вплив на формування продуктивності рослин за багатьма показниками на різних етапах органогенезу рослини. При цьому не у всіх варіантах дослідів проявлялась ефективність дії бацил, що особливо виявлено в польових умовах. Це свідчить про тонкі механізми біологічних процесів в системі ґрунт - мікроорганізм - рослина, які можливо виявити і дослідити саме в екологізованих системах землеробства, де задіяний природний потенціал ґрунту і більше проявляється взаємозв'язок між його функціональними компонентами.

Висновки

У дисертаційній роботі за результатами теоретичних узагальнень і експериментальних досліджень виcвітлено багатофункціональну роль бактерій роду Bacillus у формуванні активних мікробних ценозів і, як наслідок, родючості чорнозему опідзоленого. Отримано біологічно активні культури бацил з комплексом агрономічно корисних властивостей, використання яких підвищує урожайність сільськогосподарських культур та поліпшує якість продукції. Проведені дослідження дають можливість стверджувати:

1. Застосування невисоких доз добрив створює сприятливі умови для реалізації біологічного потенціалу ґрунту, поліпшує структуру і функціональні характеристики мікробних угруповань прикореневої зони сільськогосподарських культур. Особливо це проявляється при вирощуванні гречки, зважуючи її чутливість до зовнішнього фактору.

2. Значне місце у структурі мікробіоценозів належить бактеріям pоду Bacillus, вміст яких у прикореневій зоні сільськогосподарських культур становить 63-81% від загальної чисельності мікробних угруповань чорнозему опідзоленого, а їх біологічна активність залежить від агрофону і виду сільськогосподарської культури.

3. Для бактерій pоду Bacillus властива рістстимулювальна активність, яка виявлена у 49% досліджуваних штамів. Під впливом агрофону та біологічних особливостей сільськогосподарської культури проявляється органотропна дія бацил при формуванні проростків кукурудзи.

4. За умов внесення невеликих доз NPK (30-45 кг на 1 га) зростає рістстимулювальна активність домінуючих штамів бацил та їх кількість, зокрема під гречкою з 21 до 33%, а під ячменем - з 11% до 50% від загальної кількості апробованих штамів.

5. Кількість активних бацил-азотфіксаторів і рівень їх нітрогеназної активності також залежить від доз внесених мінеральних добрив: з неудобрюваного ґрунту прикореневої зони ячменю i гречки виділено бацил з азотфіксувальними властивостями більше на 29%, а рівень їх нітрогеназної активності вище в 1,7-1,8 рази порівняно з удобрюваними варіантами.

6. Для бацил характерною є антагоністична властивість: від 43,3% до 80,0% досліджених штамів Bacillus sp. проявили високі показники антагоністичної активності до Fusarium oxysporum, Fusarium culmorum, Bipolaris sorokiniana i Alternaria alternata - збудників кореневих гнилей сільськогосподарських культур. Отже, бацили є важливим компонентом ґрунтової мікробіоти чорнозему опідзоленого і сприяють процесам саморегуляції з оздоровлення ґрунту.

7. За результатами скринінгу в лабораторних умовах відібрано штами Bacillus sp. 123, 235, 531, які володіють комплексом корисних властивостей і характеризуються як біоагенти захисту рослин від кореневих гнилей. Так, біологічна ефективність штамів Bacillus sp. 123, 235, 531 на штучному інфекційному фоні з Fusarium oxysporum становила 86,2 - 96,9% і на фоні з Bipolaris sorokiniana - 51,1-73,8%. Одержані дані свідчать про тонкі механізми екологічних взаємозв'язків, які формуються в системі ґрунт - мікроорганізми - рослина на протязі всього онтогенезу сільськогосподарських культур.

...