Анотація до роботи:

Крутило Д.В. Поширення та екологічні особливості бульбочкових бактерій сої в різних регіонах України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія, біологічні науки. Інститут агроекології УААН. Київ, 2006.

Дисертація присвячена вивченню розповсюдження та екологічних особливостей бульбочкових бактерій сої в п’яти ґрунтово-кліматичних зонах України.

Встановлено, що на території України вид бактерій B. japonicum поширений нерівномірно. Він представлений окремими популяціями, щільність яких коливається від 10¹-10² до 10³-10⁴ клітин в 1 г грунту. Незалежно від ґрунтово-кліматичних умов, розміщення популяцій бульбочкових бактерій сої є локальним і тісно пов'язаним з наявністю рослини-живителя.

Показано, що найбільш активні за азотфіксуючою здатністю популяції ризобій сої присутні в чорноземних грунтах, багатих на органічну речовину. Із збільшенням щільності місцевих популяцій в них зростає частка малоактивних штамів.

Виявлено, що численні місцеві популяції ризобій сої суттєво обмежують нодулюючу та азотфіксуючу активність інтродукованого штаму B. japonicum 634б. На фоні нечисленних популяцій бульбочкових бактерій сої стандартний штам забезпечує зростання кількості кореневих бульбочок в 1,3-10,0 разів та їх нітрогеназної активності в 1,3-2,7 раза.

Бульбочкові бактерії сої, виділені з різних екотопів розрізняються за морфолого-культуральними, фізіолого-біохімічними та симбіотичними властивостями. Вперше серед мікросимбіонтів сої виявлені штами з інтенсивним ростом.

З популяцій ризобій чорноземного грунту виділено високоефективний штам бульбочкових бактерій сої КН10, який сприяє покращенню азотного живлення рослин та збільшенню урожаю зерна сої на 2-4 ц/га порівняно до виробничого штаму B. japonicum 634б.

В результаті проведених досліджень встановлені особливості поширення та формування популяцій бульбочкових бактерій сої в п'яти ґрунтово-кліматичних зонах України.

1. Встановлено, що на досліджених територіях вид B. japonicum поширений нерівномірно. Він представлений окремими популяціями, щільність яких коливається від 10¹-10² до 10³-10⁴ клітин/г грунту. Найбільш численні популяції цих мікроорганізмів (17,0-25,0 тис. клітин/г грунту) виявлені в грунтах традиційних районів соєсіяння.

В межах досліджених регіонів розміщення популяцій бульбочкових бактерій сої є локальним і тісно пов'язаним з наявністю рослини-живителя. Подібний розподіл характерний як для нових, так і традиційних районів вирощування сої.

2. З насінням сої не відбувається активного розселення бульбочкових бактерій на нові території. Ризобій сої не виявлено в складі епіфітної та ендофітної мікрофлори насіння досліджених сортів сої.

3. Встановлено, що вид B. japonicum не займає домінуючого положення в мікробних ценозах кореневої зони сої. Для ґрунтів, де сою вирощують тривалий час, коефіцієнт рясності виду становить 0,01-0,1%, а для грунтів, де цю культуру тільки починають висівати – 0,0004-0,002%.

4. Інтенсивність симбіотичної фіксації азоту в агроценозах сої не залежить від щільності популяцій ризобій, а визначається їх азотфіксуючою активністю. Із збільшенням розмірів популяцій в них зростає частка малоактивних штамів.

5. Встановлено, що за наявності в грунті численних, давно сформованих популяцій, інтродукція штаму B. japonicum 634б не сприяє збільшенню кількості бульбочок та рівня симбіотичної азотфіксації сої.

В умовах грунтів з нечисленними популяціями ризобій сої інтродукція виробничого штаму приводить до збільшення кількості кореневих бульбочок в 1,3-10,0 разів та їх нітрогеназної активності в 1,3-2,7 раза.

6. На основі аналізу біологічних властивостей 140 виділених штамів, визначено, що досліджені популяції бульбочкових бактерій сої є гетерогенними. Серед мікросимбіонтів сої вперше виявлені штами з інтенсивним ростом (34% штамів), які відрізняються від помірнорослих штамів за питомою швидкістю росту, здатністю засвоювати вуглеводи, чутливістю до антибіотиків.

7. Серед культур різного еколого-географічного походження лише 5% штамів утворюють високопродуктивний симбіоз із соєю. Всі вони є представниками популяцій ризобій сої чорноземних грунтів з високим вмістом гумусу.

8. Встановлено, що при забезпеченні оптимальних умов для симбіотичної азотфіксації існує тісний кореляційний зв’язок між масою бульбочок і нітрогеназною активністю (r = 0,46-0,76) та надземною масою рослин (r = 0,48-0,79). Доведено, що показник маси бульбочок може бути використаний як один з критеріїв прогнозування ефективності штамів в селекційній роботі з бульбочковими бактеріями сої.

9. З популяцій ризобій сої чорноземного грунту Носівської селекційної дослідної станції виділено новий високоефективний штам бульбочковий бактерій сої КН10, застосування якого в зонах Полісся та центрального Лісостепу України сприяє збільшенню урожаю зерна ранньостиглих сортів сої на 2-4 ц/га порівняно до стандартного штаму B. japonicum 634б.

Публікації автора:

1. Патика В.П, Крутило Д.В., Ковалевська Т.М. Вплив аборигенних популяцій бульбочкових бактерій сої на симбіотичну активність інтродукованого штаму Bradyrhizobium japonicum 634б // Мікробіол. журн. – 2004. – Т. 66, № 3. – С. 14 – 21 (Проведення досліджень, аналіз одержаних результатів та написання статті).

2. Крутило Д.В., Ковалевська Т.М. Аборигенні популяції Bradyrhizobium japonicum в Лісостепу України // Агроекологічний журнал. – 2003. - № 1. – С. 50-53 (Проведення досліджень, аналіз одержаних результатів та написання статті).

3. Крутило Д.В., Ковалевська Т.М. Особливості поширення бульбочкових бактерій сої в різних регіонах України // Агроекологічний журнал. - 2003. – № 3. – С. 59-63 (Проведення досліджень, аналіз одержаних результатів, написання статті).

4. Ковалевська Т.М., Надкернична О.В., Горбань В.П., Ушакова М.А., Крутило Д.В. Ефективність спільної інокуляції сої Bradyrhizobium japonicum шт. 2490 та Enterobacter aerogenes шт. 30 ф // Вісник Одеського національного університету. - 2001. - Т. 6, Вип.4. - С.149-153 (Проведення досліджень).

5. Крутило Д.В. Вивчення симбіотичної активності популяцій бульбочкових бактерій сої // Збірник наукових праць УДАА (спеціальний випуск). – Умань, 2003. – С. 292-294.

6. Крутило Д.В., Булах Т.Д. Вплив Вітаваксу 200ФФ на бульбочкові бактерії сої в чистій культурі та в симбіозі з рослиною-господарем // Аграрний вісник Причорномор’я: Зб. наук. праць. – Одеса, 2004. – Вип. 26., Ч. 2. – С. 61-64 (Проведення досліджень, аналіз одержаних результатів та написання статті).

7. Крутило Д.В., Ковалевська Т.М. Бульбочкові бактерії сої як складова мікробіоти грунтів України // Живлення рослин: теорія і практика: Зб. наук. пр. – К.: Логос, 2005. – С. 346-355 (Проведення досліджень, аналіз одержаних результатів, написання статті).

8. Пат. 69993 А Україна, МКИ С 05 F 11/08, С 12 N 1/20. Штам бактерій Bradyrhizobium japonicum для одержання бактеріального добрива під сою / Крутило Д.В., Ковалевська Т.М., Заявл. 22.12.03; Опубл. 15.09.04, Бюл. № 9. – 3 с.

9. Ковалевская Т.М., Крутило Д.В. Эффективность использования ризобофита в традиционных и новых районах выращивания сои // Информационный листок. – Чернигов: ЦНТЭИ, № - 41. – 2003. – 2 с.

10. Крутило Д.В., Надкерничная Е.В., Ковалевская Т.М., Москалец В.И. Использование ризобофита в новых районах соесеяния // Информационный листок. – Чернигов: ЦНТЭИ, № - 42. – 2003. – 3 с.

11. Ковалевська Т.М., Крутило Д.В. Використання бактеріальних препаратів в нових та традиційних районах вирощування сої // Лідер України. – 2004. - № 3 (32). – С. 133-134.

12. Крутило Д.В., Ковалевська Т.М. Ефективність штамів Bradyrhizobium japonicum, виділених з різних аборигенних популяцій // Матер. Всеукр. конф. молодих вчених “Засади сталого розвитку аграрної галузі” (Київ, 28 –30 жовтня 2002). – Київ, 2002. – С. 111-112.

13. Патика В.П., Крутило Д.В. Природні популяції бульбочкових бактерій сої в грунтах України // Матер. міжнар. наук. конф. “Сталий розвиток агроекосистем” (Вінниця, 2002). – Вінниця, 2002. – С. 48-50.

14. Крутило Д.В., Патика В.П., Ковалевська Т.М. Поширення бульбочкових бактерій сої в різних ґрунтово-кліматичних зонах України // Матер. Всеукр. науково-практ. конф. молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні. (Дніпропетровськ, 5-6 березня 2002). – Дніпропетровськ, 2002. - С. 84-85.

15. Крутило Д.В., Ковалевська Т.М. Кореляційний аналіз симбіотичних ознак сої // Х з’їзд Товариства мікробіологів України: Тези доповідей. (Одеса, 15-17 вересня 2004) – Одеса, 2004. – С. 281.