Вплив попередників та передпосівної інокуляції насіння штамом azotobacter vinelandii 12m на врожайність кукурудзи і активність процесу азотфіксації

Автор(и)

  • О. В. Шерстобоєва Інститут агроекології і природокористування НААН, Україна
  • А. А. Бунас Інститут агроекології і природокористування НААН, Україна
  • О. С. Дем’янюк Інститут агроекології і природокористування НААН, Україна

DOI:

https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2020.203941

Ключові слова:

кукурудза, штам Azotobacter vinelandii 12М, попередники, чорнозем типовий, передпосівна інокуляція, азотфіксація, урожайність

Анотація

Останні роки в Україні характеризуються збільшенням посівних площ під кукурудзою. Увага агровиробників фокусується на застосуванні новітніх технологій та інтенсифікації виробництва з метою отримання не лише значного приросту врожаю, а й поліпшення якості зерна. Традиційна технологія вирощування кукурудзи передбачає внесення високих доз мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин. Але порушення технології застосування, нехтування рекомендаціями та недостатній рівень наукового обґрунтування є причиною небезпечних екологічних наслідків. Тому все частіше в сучасних технологіях вирощування агрокультур застосовують екологічно безпечні елементи, які ґрунтуються на використанні біологічних препаратів. В умовах тимчасового польового досліду визначали вплив різних видів попередників і передпосівної інокуляції насіння штамом Azotobacter vinelandii 12M на активність процесу азотфіксації та продуктивність кукурудзи. Встановлено, що умови, які складаються в чорноземі типовому після вирощування бобових культур, є сприятливими для функціонування аборигенної азотфіксувальної мікробіоти та інтродукції штаму Azotobacter vinelandii 12M. У ризосфері рослин кукурудзи рівень азотофіксувальної активності був вище на 3% у варіанті, де попередником була конюшина, і на 17% де горох порівняно з тими самими варіантами, але без інокуляції. Комплекс властивостей, якими володіє штам Azotobacter vinelandii 12M, а саме здатність до засвоєння інертного молекулярного азоту, продукування фітогормонів та прояву антагонізму щодо фітопатогенів, дав змогу одержати врожайність зерна кукурудзи 6,79 і 6,88 т/га, яку вирощували після попередників горох і конюшина відповідно. Зростали також показники вмісту у зерні білка (на 0,3–0,5%), жиру (на 0,2%) та крохмалю (на 2–3%). У ризосфері рослин кукурудзи, що вирощували після пшениці озимої, активність процесу азотфіксації була вдвічі нижчою, ніж у варіантах із бобовими попередниками. Врожайність та якість отриманого зерна у варіантах беззмінного вирощування кукурудзи і вирощування після пшениці озимої були нижче на 0,1–1%, ніж після бобових попередників.

Біографії авторів

О. В. Шерстобоєва, Інститут агроекології і природокористування НААН

доктор сільськогосподарських наук, професор

А. А. Бунас, Інститут агроекології і природокористування НААН

кандидат біологічних наук, старший дослідник

О. С. Дем’янюк, Інститут агроекології і природокористування НААН

доктор сільськогосподарських наук, професор

Посилання

State Statistics Service of Ukraine. URL: http://ukrstat.gov.ua

Voronin, V.I., Stulin, A.F., Blekanov, D.N., Podrezov, P.I., Drachev, N.A. (2017). Otsenka produktivnosti kukuruzy v usloviyakh vyrashchivaniya eye v sevooborote i v vide monokultury pri dlitelnom primenenii udobreniy [Evalution of valuation of maize productivity in conditions of its crop rotation and monoculture with long-term fertilizer application]. Uspekhi sovremennoy nauki [Advances in Modern Science]. 7: 18–25. [In Russ.].

Stakhurlova, L.D., Stulin, A.F., Gromovik, A.I. (2015). Produktivnost kukuruzy v usloviyakh dlitelnogo primeneniya razlichnykh agrotekhnicheskikh priyemov na chernozemakh vyshchelochennykh [The productivity of corn under the conditions of prolonged use of various agricultural techniques on leached chernozems]. Vestnik VGU [Bulletin of the Voronezh State University]. 2: 92–95. [In Russ.].

Makarov, R.F., Arkhipova, V.V. (1997). Udobreniya i produktivnost kukuruzy [Fertilizers and corn productivity]. Kukuruza i sorgo [Corn and sorghum]. 3: 5–6. [In Russ.].

Demyanyuk, О.S., Shatsman, D.O. (2019). Ahroekolohichna ta ekonomichna otsinka zastosuvannia gruntovykh i strakhovykh herbitsydiv pry vyroshchuvanni kukurudzy na zerno v umovakh Livoberezhnoho Lisostepu Ukrainy [Agroecological and economic assessment of the application of soil and post emergent herbicides in the cultivation of corn for grain in the conditions of the left-bank forest-steppe of Ukraine]. Zbalansovane pryrodokorystuvannia [Balanced nature using]. 2: 57–64. [In Ukr.].

Van Peer, P., Punte, H.L.M., De Weger, L.A., Schippers, B. (1990). Characterization of root surface and endorhizosphere Pseudomonas in relation to their colonization of roots. Appl. Environ. Microbiol. 56: 2462–2470.

Normander, B., Prosser, J.I. (2000). Bacterial origin and community composition in the barley phytosphere as a function of habitat and presowing conditions. Appl. Environ. Microbiol. 66(10): 4372–4377.

Van Overbeek, L.S., Van Elsas, J.D. (1995). Root exudateinduced promoter activity in Pseudomonas fluorescens mutants in the wheat rhizosphere. Appl. Environ. Microbiol. 61: 890–898.

Boronin, A.M. (1998). Rizosfernyye bakterii roda Pseudomonas, sposobstvuyushchiye rostu i razvitiyu rasteniy [Rhizospheric bacteria of the genus Pseudomonas, contributing to the growth and development of plants]. Sorosovskiy obrazovatelnyy zhurnal [Soros educational journal]. 10: 25–32. [In Russ.].

Symochko, L., Demyanyuk, О. (2018). Mikrobiom gruntu kulturnykh roslyn za riznykh ahrotekhnolohii [Soil microbiome of cultural plants under different agrotechnologies]. Ahroekolohichnyi zhurnal [Agroecological journal]. 2: 87–92. [In Ukr.].

Mishustin, E.N., Shilnikova, V.K. (1968). Biologicheskaya fiksatsiya molekulyarnogo azota [Biological fixation of molecular nitrogen]. Moskva: Nauka. 530. [In Russ.].

Andreyuk, E.I., Valagurova, E.V. (1992). Osnovy ekologii pochvennykh mikroorganizmov [Fundamentals of ecology of soil microorganisms]. Kyiv: Naukova dumka. 224. [In Russ.].

Kots, S.Ya., Morgun, V.V., Patyka, V.F. еt al. (2014). Biologicheskaya fiksatsiya azota: assotsiativnaya azotfiksatsiya: monografiya. T. 4 [Biological nitrogen fixation: associative nitrogen fixation: monograph]. Kyiv: Logos: 412. [In Russ.].

Morgun, V.V., Kots, S.Ya., Kirichenko, O.V. (2009). Roststimuliruyushchiye rizobakterii i ikh prakticheskoye primeneniye [Growth-promoting rhizobacteria and their practical use]. Fiziologiya i biokhimiya kulturnykh rasteniy [Physiology and biochemistry of cultivated plants]. 41(3): 187–207. [In Russ.].

Kirichenko, E.V., Titova, L.V., Kots, S.Ya. (2010). Effektivnost bakterizatsii semyan pshenitsy yarovoy novym shtammom Azotobacter chroococcum T79 [The effectiveness of bacterization of wheat seeds in spring with a new strain of Azotobacter chroococcum T79]. Agrarna nauka [Agricultural science]. 1: 21–24. [In Russ.].

Sherstoboeva, О.V., Vaha, L.I. (2012). Bioriznomanittia ta antahonistychna aktyvnist bakterii rodu Azotobacter u gruntakh Lisostepu Ukrainy [Biodiversity and antagonistic activity of bacteria of the genus Azotobacter in the forest-steppe soils of Ukraine]. Ahroekolohichnyi zhurnal [Agroecological journal]. 1: 61–64. [In Ukr.].

Sherstoboeva, О.V., Vaha, L.I. (2012). Vplyv systemy udobrennia na biolohichnu aktyvnist shtamiv azotobaktera z gruntu ahrofitotsenozu pshenytsi ozymoi [Influence of fertilizer system on biological activity of azotobacter strains from winter wheat agrophytocenosis]. Zbalansovane pryrodokorystuvannia [Balanced nature using]. 1: 79–83. [In Ukr.].

Tejera, N., Lluch, C., Martínez-Toledo, M.V., González-López, J. (2005). Isolation and characterization of Azotobacter and Azospirillum strains from the sugarcane rhizosphere. Plant and Soil. 270(1–2): 223–232.

Bertsova, Yu.V., Demin, O.V., Bogachev, A.V. (2005). Dykhatelnaya zashchita nitrogenaznogo kompleksa u Azotobacter vinelandii [Respiratory protection of the nitrogenase complex in Azotobacter vinelandii]. Uspekhi biologicheskoy khimii [Advances in biological chemistry]. 45: 205–234. [In Russ.].

Eckert, В., Weber, O.B., Kirchhof, G. еt al. (2001). Azospirillum dobereinerae sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium associated with the C4-grass Miscanthus. Intern. J. Syst. Evol. Microbiol. 51(1): 17–26.

Dospekhov, B.A. (1985). Metodyka polevoho opyta [Methodology of the field experience]. Moskva: Kolos: 351. [In Russ.].

Sherstoboeva, O.V., Fedak, L.I. (2009). Polifunktsionalna aktyvnist azotobakteru v gruntakh Lisostepu Ukrainy [Polyfunctional activity of azotobacter in Soils of the Forest-Steppe of Ukraine]. Ahroekolohichnyi zhurnal [Agroecological journal]. Spetsvypusk: 351–354. (In Ukr.).

Volkohon, V.V. (Ed), Nadkernychna, O.V., Tokmakova, L.M. еt al. (2010). Eksperymentalna gruntova mikrobiolohiia [Experimental soil microbiology]. Kyiv: Agrarian Science: 464. [In Ukr.].

Tkachyk, S.O. (Ed) (2014). Metodyka derzhavnoi naukovo-tekhnichnoi ekspertyzy sortiv roslyn. Metody vyznachennia pokaznykiv yakosti produktsii roslynnytstva [Methods of state scientific and technical examination of plant varieties. Methods for defining crop quality indicators]. Kyiv: 167. [In Ukr.].

Demyanyuk, O.S., Sherstoboeva, О.V., Bunas, A.A., Dmitrenko, O.V. (2018). Effects of different fertilizer systems and hydrothermal factors on microbial activity in the chernozem in Ukraine. Biosystems diversity. 26(4): 309–315.

Posypanov, G.S. (1985). Azotfiksatsiya bobovykh kultur v zavisimosti ot pochveno-klimaticheskikh rusloviy. Mineralnyy i biologicheskiy azot v zemledelii SSSR [Nitrogen fixation of legumes depending on soil and climatic channels. Mineral and biological nitrogen in the agriculture of the USSR]. Moskva: Nauka: 75–84. [In Russ.].

Kots, S.Ya. (2001). Rol biolohichnoho azotu u pidvyshchenni produktyvnosti silskohospodarskykh roslyn [The role of biological nitrogen in improving the productivity of agricultural plants]. Fiziologiya i biokhimiya kulturnykh rasteniy [Physiology and biochemistry of cultivated plants]. 33(3): 208–215. [In Ukr.].

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-05-20

Номер

Розділ

АГРОНОМІЯ