МИКРОБОЦЕНОЗ РИЗОСФЕРЫ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ БИОПРЕПАРАТОВ
Аннотация
Почвенная микрофлора является мощным индикатором состояния пахотных почв. В настоящем обзоре обобщены последние научные сообщения, касающиеся структуры микробного ценоза лугово-черноземной почвы при агрогенном воздействии, а также проанализированы собственные результаты. Исследования проводили на яровой мягкой пшенице в полевых опытах ФГБНУ «Омский аграрный научный центр» в южной лесостепи Западной Сибири с целью определения влияния применения биопрепаратов ассоциативных диазотрофов на биологические (экологические) свойства ризосферы яровой мягкой пшеницы и определить их связь с урожайностью культуры.
Установлено, что прикорневая микрофлора мягкой пшеницы неоднозначно реагировала на инокуляцию биопрепаратами и зависела как от генотипических особенностей сортов, так и от применяемого препарата. Количество копиотрофов, олигонитрофилов и микрогрибов возрастало в ризосфере яровой мягкой пшеницы сорта Омская 44 при применении бактериального удобрения Флавобактерин. Наибольшей суммарной численностью микрофлоры также выделился сорт Омская 44, использование биопрепарата Флавобактерин стимулировало ее рост относительно контроля на 22%. Обработка Мизорином не оказала существенного влияния на активность прикорневых микроорганизмов. Микробное население пшеницы сорта Омская 42 и Тарская 12 не отозвалось на интродукцию бактерий рода Arthrobacter mysorens 7 и Flavobacterium sp. L-30. В ризосфере исследуемых сортов преобладали иммобилизационные процессы, в наибольшей степени – у пшеницы Тарская 12 и Омская 44. Активность гидролитических ферментов в большинстве вариантов опыта имела тенденцию к увеличению относительно контроля (до 17%), однако активность окислительно-восстановительного фермента каталазы снижалась от применяемого агроприема в пределах ошибки опыта (до 4%). Выявлена статистически значимая (p<0,05) положительная (r=0,675) зависимость урожайности пшеницы от количества микрофлоры в ризосфере.
Информация о спонсорстве. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 23-76-10064, https://rscf.ru/project/23-76-10064/).
Скачивания
Литература
Список литературы
Агроэкологическая оценка длительного применения удобрений на черноземных почвах Западной Сибири / И.Ф. Храмцов, М.С. Чекусов, Н.А. Воронкова, Н.Ф. Балабанова, В.А. Волкова // Плодородие. 2021. № 3 (120). С. 104–107. https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.120.20
Анализ состояния почвенного микробного сообщества при длительной антропогенной нагрузке / Н.Р. Эмер, Н.В. Костина, А.И. Нетрусов, И.С. Жебрак, П.А. Кожевин // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2019. № 4. С. 56–62.
Анализ эффектов совместной инокуляции грибами арбускулярной микоризы и ризобиями на рост и развитие растений гороха Pisum sativum L. / И.В. Леппянен, О.Ю. Штарк, О.А. Павлова, А.Д. Бовин, К.А. Иванова, Т.С. Серова, Е.А. Долгих // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56, № 3. С. 475–486. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.3.475rus
Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Демкина Т.С. Оценка устойчивости микробных комплексов почв к природным и антропогенным воздействиям // Почвоведение. 2002. № 5. С. 580–587.
Влияние комплексного применения удобрений и биопрепаратов на эффективное плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность ячменя / Н.Н. Шулико, О.Ф. Хамова, Н.А. Воронкова, Е.В. Тукмачева, В.Д. Дороненко // Агрохимия. 2019. № 2. С. 13–20. https://doi.org/10.1134/S0002188119020133
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Москва: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Завалин А.А., Накаряков А.М. Эффективность применения биопрепаратов в посеве озимой пшеницы на светло-серой лесной почве // Земледелие. 2021. № 1. С. 27–30. https://doi.org/10.24411/0044-3913-2021-10107
Заргарян Н.Ю., Кекало А.Ю., Немченко В.В. Влияние предшественников и способов обработки на фитосанитарное состояние почвы в Курганской области // Экологический подход к решению проблем интегрированной защиты растений: Сборник трудов Международной конференции Сибирской научной школы по защите растений, посвященной 85-летию со дня рождения В.А. Чулкиной. Новосибирск: НГАУ Золотой колос, 2019. С. 10-14.
Злотников А.К. Сравнительная эффективность стимуляторов роста и биофунгицидов в полевых условиях // Агро-ХХI. 2013. № 7–9. С. 22–24.
Иванов А.Л. Роль микробиологии в оценке почвенных ресурсов // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2015. № 6. С. 26–28.
Классификация и диагностика почв СССР / Егоров В.В., Фридланд В.М., Иванова Е.Н., Розов Н.Н., Носин В.А., Фриев Т.А. Москва: Колос, 1977. 221 с.
Козлов А.В., Куликова А.Х., Селицкая О.В., Уромова И.П. Устойчивость микробиологической активности дерново-подзолистой почвы в условиях применения диатомита и цеолита // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. № 46. С. 26–47. https://doi.org/10.17223/19988591/46/2
Корчагина И.А., Юшкевич Л.В. Сорта пшеницы в интенсивном земледелии Омского Прииртышья. Омск: ФГБНУ Омский аграрный научный центр, 2023. 172 с.
Кузнецова Л.Н. Целлюлозоразрушающая способность микроорганизмов при «Нулевой» технологии // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. №7. С. 49-51.
Мишустин Е.Н. Микроорганизмы как компоненты биогеоценоза. Москва: Наука, 1984. 134 с.
Муха В.Д. О показателях, отражающих интенсивность и направленность почвенных процессов // Сборник научных трудов Харьковского СХИ. Харьков: Харьковский сельскохозяйственный институт, 1980. Т. 273. С. 13–16.
Теппер Е.З., Шильникова В.К. Практикум по микробиологии учебное пособие для вузов / под ред. В. К. Шильниковой. Москва: Дрофа, 2004. 256 с.
Шулико Н.Н., Тимохин А.Ю., Тукмачева Е.В. Экологическое состояние лугово-черноземной почвы при длительном орошении // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 3 (55). С. 79–85. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2021-3-79-85
Эффективность защиты яровой пшеницы биопрепаратами и фунгицидами в лесостепи Приобья: II. Особенности действия в условиях недостатка влаги / Власенко Н.Г., Павлюшин В.А., Теплякова О.И., Кулагин О.В., Морозов Д.О. // Вестник защиты растений. 2022. Т. 105, № 4. С. 181–192. https://doi.org/10.31993/2308-6459-2022-105-4-15357
Anilkumar R.R., Edison L.K., Pradeep N.S. Exploitation of fungi and actinobacteria for sustainable agriculture // Microbial biotechnology, 2017, pp. 135-162. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6847-8_6
Berg B., Laskowski R. Litter decomposition: a guide to carbon and nutrient turnover. In book: Advances in Ecological Research, 2006, vol. 38, 421 p. https://doi.org/10.1016/S0065-2504(05)38001-9
Frаc M., Jezierska-Tys S., Yaguchi T. Occurrence, detection, and molecular and metabolic characterization of heat-resistant fungi in soils and plants and their risk to human health // Advances in Agronomy, 2015, vol. 132, pp. 161-204. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2015.02.003
Horz H.P., Barbrook A., Field C.B., Bohannan B.J.M. Ammonia oxidizing bacteria respond to multifactorial global change // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2004, vol. 101 (42), pp. 15136-15141. https://doi.org/10.1073/pnas.0406616101
Influence of long-term intensive use of irrigated meadow-chernozem soil on the biological activity and productivity of the arable layer / N.N. Shuliko, O.F. Khamova, A.Yu. Timokhin, V.S. Boiko, E.V. Tukmacheva, A. Krempa // Scientific Reports, 2022, vol. 12, № 1, p. 14672. https://doi.org/10.1038/s41598-022-18639-1
Kheyrodin H., Ghazvininan K., Taherian M. Tillage and manure effect on soil microbial biomass and respiration, and on enzyme activities // African Journal of Biotechnology, 2012, vol. 11 (81), pp. 14652-14659. https://doi.org/10.5897/AJB09.1335
Kowalchuk G.A., Stephen J.R. Ammonia oxidizing bacteria: a model for molecular microbial ecology // Annual Reviews Microbiology, 2001, vol. 55, pp. 485-529. https://doi.org/10.5897/AJB09.1335
Qiu S., Chen G., Zhou Y. Abundance and diversity of ammonia oxidizing bacteria in relation to ammonium in a Chinese shallow eutrophic urban lake // Brazilian Journal of Microbiology, 2010, vol. 41 (1), pp. 218-226. https://doi.org/10.1590/S1517-83822010000100031
Response of soil microbial communities to the herbicide mesotrione: a dose-effect microcosm approach / O. Crouzet, I. Batisson, P. Besse-Hoggan, F. Bonnemoy, C. Bardot, F. Poly, J. Bohatier, C. Mallet // Soil Biology and Biochemistry, 2010, vol. 42 (2), pp. 193-202. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.10.016
Sebiomo A., Ogundero V.W., Bankole S.A. Effect of four herbicides on microbial population, soil organic matter and dehydrogenase activity // African journal of biotechnology, 2011, vol. 10 (31), pp. 770-778.
The distribution of microorganisms in different types of agricultural soils in the Vijvodina province / J. Marinkovic, D. Bjelic, J. Vasin, B. Tintor, J. Ninkov // Research Journal of Agricultural Science, 2012, vol. 44 (3), pp. 73-78.
The impact of agricultural soil usage on activity and abundance of ammonifying bacteria in selected soils from Poland / A. Wolińska, A. Szafranek-Nakonieczna, A. Banach, M. Błaszczyk, Z. Stępniewska // Springer Plus, 2016, vol. 5, p. 565. https://doi.org/10.1186/s40064-016-2264-8
Wielgosz E., Jóźwiakowski K., Bielińska E.J. Numbers of ammonifying, nitrifying and denitrifying bacteria in sewage treated in a system of biological stabilisation ponds // Teka Kom Ochr Kszt Środ Przyr, 2010, vol. 7, pp. 446-456.
World reference base for soil resources: 2006: a framework for international classification, correlation and communication / E. Micheli, P. Schád, O. Spaargaren, D. Dent, F. Nachtergaele, WRB IUSS. FAO: Rome, 2006. 130 p.
References
Agroekologicheskaya otsenka dlitel'nogo primeneniya udobreniy na chernozemnykh pochvakh Zapadnoy Sibiri [Agroecological assessment of long-term use of fertilizers on chernozem soils of Western Siberia] / I.F. Khramtsov, M.S. Chekusov, N.A. Voronkova, N.F. Balabanova, V.A. Volkova. Plodorodie [Fertility], 2021, no. 3 (120), pp. 104-107. https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.120.20
Analiz sostoyaniya pochvennogo mikrobnogo soobshchestva pri dlitel'noy antropogennoy nagruzke [Analysis of the state of the soil microbial community under prolonged anthropogenic load] / N.R. Emer, N.V. Kostina, A.I. Netrusov, I.S. Zhebrak, P.A. Kozhevin. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 17. Pochvovedenie [Bulletin of the Moscow University. Episode 17. Soil science], 2019, no. 4, pp. 56-62.
Analiz effektov sovmestnoy inokulyatsii gribami arbuskulyarnoy mikorizy i rizobiyami na rost i razvitie rasteniy gorokha Pisum sativum L. [Analysis of the effects of joint inoculation by arbuscular mycorrhiza fungi and rhizobia on the growth and development of Pisum sativum L. pea plants] / I.V. Leppyanen, O.Yu. Shtark, O.A. Pavlova, A.D. Bovin, K.A. Ivanova, T.S. Serova, E.A. Dolgikh. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya [Agricultural Biology], 2021, vol. 56, no. 3, pp. 475-486. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.3.475rus
Anan'eva N.D., Blagodatskaya E.V., Demkina T.S. Otsenka ustoychivosti mikrobnykh kompleksov pochv k prirodnym i antropogennym vozdeystviyam [Assessment of the stability of soil microbial complexes to natural and anthropogenic influences]. Pochvovedenie [Soil science], 2002, no. 5, pp. 580-587.
Vliyanie kompleksnogo primeneniya udobreniy i biopreparatov na effektivnoe plodorodie chernozema vyshchelochennogo i produktivnost' yachmenya [The effect of the complex application of fertilizers and biological products on the effective fertility of leached chernozem and the productivity of barley] / N.N. Shuliko, O.F. Khamova, N.A. Voronkova, E.V. Tukmacheva, V.D. Doronenko. Agrokhimiya [Agrochemistry], 2019, no. 2, pp. 13-20. https://doi.org/10.1134/S0002188119020133
Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Methodology of field experience (with the basics of statistical processing of research results)]. Moscow: Agropromizdat Pudl., 1985, 351 p.
Zavalin A.A., Nakaryakov A.M. Effektivnost' primeneniya biopreparatov v poseve ozimoy pshenitsy na svetlo-seroy lesnoy pochve [The effectiveness of the use of biological products in sowing winter wheat on light gray forest soil]. Zemledelie [Agriculture], 2021, no. 1, pp. 27-30. https://doi.org/10.24411/0044-3913-2021-10107
Zargaryan N.Yu., Kekalo A.Yu., Nemchenko V.V. Vliyanie predshestvennikov i sposobov obrabotki na fitosanitarnoe sostoyanie pochvy v Kurganskoy oblasti [Influence of precursors and processing methods on the phytosanitary condition of the soil in the Kurgan region]. Ekologicheskiy podkhod k resheniyu problem integrirovannoy zashchity rasteniy [Ecological approach to solving the problems of integrated plant protection. Collection of works of the International Conf. Sib. sci. plant protection schools], 2019, pp. 10-14.
Zlotnikov A.K. Sravnitel'naya effektivnost' stimulyatorov rosta i biofungitsidov v polevykh usloviyakh [Comparative effectiveness of growth stimulants and biofungicides in the field]. Agro-XXI [Agro-XXI], 2013, no. 7-9, pp. 22-24.
Ivanov A.L. Rol' mikrobiologii v otsenke pochvennykh resursov [The role of microbiology in the assessment of soil resources]. Vestnik Rossijskoj sel`skoxozyajstvennoj nauki [Bulletin of the Russian Agricultural Science], 2015, no. 6, pp. 26-28.
Klassifikaciya i diagnostika pochv SSSR [Classification and diagnostics of soils of the USSR ]/ V.V. Egorov, V.M. Fridland, E.N. Ivanova, N.N. Rozov, V.A. Nosin, T.A. Friev. Moscow: Kolos Publ., 1977, 221 p.
Kozlov A.V., Kulikova A.Kh., Selitskaya O.V., Uromova I.P. Ustoychivost' mikrobiologicheskoy aktivnosti dernovo-podzolistoy pochvy v usloviyakh primeneniya diatomita i tseolita [Stability of the microbiological activity of sod-podzolic pochvy v usloviyah primeneniya diatomita i ceolita]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya, 2019, no. 46, pp. 26–47. https://doi.org/10.17223/19988591/46/2
Korchagina I.A., Yushkevich L.V. Sorta pshenicy v intensivnom zemledelii Omskogo Priirty`sh`ya [Wheat varieties in intensive agriculture of the Omsk Irtysh region.]. Omsk: Omsk Agrarian Scientific Center Publ., 2023, 172 p.
Kuznetsova L.N. Tsellyulozorazrushayushchaya sposobnost' mikroorganizmov pri «Nulevoy» tekhnologii [Cellulose-destroying ability of microorganisms with "Zero" technology]. Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy], 2014, no. 7, pp. 49-51.
Mishustin E.N. Mikroorganizmy kak komponenty biogeotsenoza [Microorganisms as components of biogeocenosis]. Moscow: Nauka Pudl., 1984, 134 p.
Muha V.D. O pokazatelyah, otrazhayushchih intensivnost' i napravlennost' pochvennyh processov [On indicators reflecting the intensity and direction of soil processes]. Sbornik nauchnykh trudov Khar'kovskogo SKhI [Collection of scientific papers of Kharkov Agricultural Institute]. Kharkiv: Kharkiv Agricultural Institute, 1980, vol. 273. pp. 13–16.
Tepper E.Z., Shil'nikova V.K. Praktikum po mikrobiologii uchebnoe posobie dlya vuzov [Microbiology Workshop textbook for universities] / pod red. V.K. Shil`nikovoj. Moscow: Drofa Pudl., 2004, 256 p.
Shuliko N.N., Timokhin A.Yu., Tukmacheva E.V. Ekologicheskoe sostoyanie lugovo-chernozemnoy pochvy pri dlitel'nom orosheni [Ecological state of meadow-chernozem soil under prolonged irrigation]. Vestnik Ul'yanovskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy], 2021, no. 3(55), pp. 79-85. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2021-3-79-85.
E` Effektivnost' zashchity yarovoy pshenitsy biopreparatami i fungitsidami v lesostepi Priob'ya: II. Osobennosti deystviya v usloviyakh nedostatka vlagi [The effectiveness of protection of spring wheat with biologics and fungicides in the forest-steppe of the Ob region: II. Features of action in conditions of lack of moisture] / N.G. Vlasenko, V.A. Pavlyushin, O.I. Teplyakova, O.V. Kulagin, D.O. Morozov. Vestnik zashchity rasteniy [Bulletin of Plant Protection], 2022, vol. 105, no. 4, pp. 181-192. https://doi.org/10.31993/2308-6459-2022-105-4-15357
Anilkumar R.R., Edison L.K., Pradeep N.S. Exploitation of fungi and actinobacteria for sustainable agriculture / Patra J.K., Vishnuprasad Ch.N., Das G. (eds.). Microbial biotechnology. Applications in agriculture and environment, 2017, pp. 135-162. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6847-8_6
Berg B., Laskowski R. Litter decomposition: a guide to carbon and nutrient turnover. Advances in Ecological Research, 2006, vol. 38, 421 p. https://doi.org/10.1016/S0065-2504(05)38001-9
Frac M., Jezierska-Tys S., Yaguchi T. Occurrence, detection, and molecular and metabolic characterization of heat-resistant fungi in soils and plants and their risk to human health. Advances in Agronomy, 2015, vol. 132, pp. 161-204. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2015.02.003
Horz H.P., Barbrook A., Field C.B., Bohannan B.J.M. Ammonia oxidizing bacteria respond to multifactorial global change. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2004, vol. 101(42), pp. 15136-15141. https://doi.org/10.1073/pnas.0406616101
Influence of long-term intensive use of irrigated meadow-chernozem soil on the biological activity and productivity of the arable layer / N.N. Shuliko, O.F. Khamova, A.Yu. Timokhin, V.S. Boiko, E.V. Tukmacheva, Krempa A. Scientific Reports, 2022, vol. 12, no. 1, p. 14672. URL: https://www.nature.com/articles/s41598-022-18639-1
Kheyrodin H., Ghazvininan K., Taherian M. Tillage and manure effect on soil microbial biomass and respiration, and on enzyme activities. African Journal of Biotechnology, 2012, vol. 11 (81), pp. 14652-14659. https://doi.org/10.5897/AJB09.1335
Kowalchuk G.A., Stephen J.R. Ammonia oxidizing bacteria: a model for molecular microbial ecology. Annual Reviews Microbiology, 2001, vol. 55, pp. 485-529. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.55.1.485
Qiu S., Chen G., Zhou Y. Abundance and diversity of ammonia oxidizing bacteria in relation to ammonium in a Chinese shallow eutrophic urban lake. Brazilian Journal of Microbiology, 2010, vol. 41, pp. 218-226. https://doi.org/10.1590/S1517-838220100001000031
Response of soil microbial communities to the herbicide mesotrione: a dose-effect microcosm approach / O. Crouzet, I. Batisson, P. Besse-Hoggan, F. Bonnemoy, C. Bardot, F. Poly, J. Bohatier, C. Mallet. Soil Biology and Biochemistry, 2010, vol. 42 (2), pp. 193-202. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.10.016
Sebiomo A., Ogundero V.W., Bankole S.A. Effect of four herbicides on microbial population, soil organic matter and dehydrogenase activity. African journal of biotechnology, 2010, vol. 10 (31), pp. 770-778.
The distribution of microorganisms in different types of agricultural soils in the Vijvodina province / J. Marinkovic, D. Bjelic, J. Vasin, B. Tintor, J. Ninkov. Research Journal of Agricultural Science, 2012, vol. 44 (3), pp. 73-78.
The impact of agricultural soil usage on activity and abundance of ammonifying bacteria in selected soils from Poland / A. Wolińska, A. Szafranek-Nakonieczna, A. Banach, M. Błaszczyk, Z. Stępniewska. Springer Plus, 2016, vol. 5, pp. 565. https://doi.org/10.1186/s40064-016-2264-8
Wielgosz E., Jóźwiakowski K., Bielińska E.J. Numbers of ammonifying, nitrifying and denitrifying bacteria in sewage treated in a system of biological stabilisation ponds. Teka Kom Ochr Kszt Środ Przyr, 2010, vol. 7, pp. 446-456. https://doi.org/10.1186/s40064-016-2264-8
World reference base for soil resources: 2006: a framework for international classification, correlation and communication / E. Micheli, P. Schád, O. Spaargaren, D. Dent, F. Nachtergaele, WRB IUSS. FAO: Rome, 2006, 130 p.
Copyright (c) 2024 Natalya N. Shuliko, Elena V. Tukmacheva, Irina A. Korchagina, Alina A. Kiseleva, Olga F. Khamova, Artem Yu. Timokhin, Yuri Yu. Parshutkin, Ekaterina V. Kubasova
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
