Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем
Наведено дані, що стосуються заходів керованого впливу на такі важливі функції мікробних угруповань ґрунту, як фіксування азоту, мобілізація фосфору, біологічний захист рослин від шкідників шляхом застосування біологічно активних сполук, що мають фітогормональні або антибіотичні властивості. Изложе...
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18641 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем / Г.О. Іутинська // Сільськогосподарська мікробіологія: Міжвід. темат. наук. зб. — Чернігів, 2006. — Вип. 3. — С. 7-18. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18641 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Іутинська, Г.О. 2011-04-06T20:38:31Z 2011-04-06T20:38:31Z 2006 Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем / Г.О. Іутинська // Сільськогосподарська мікробіологія: Міжвід. темат. наук. зб. — Чернігів, 2006. — Вип. 3. — С. 7-18. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. 1997-3004 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18641 579.64:631.461(047.31) Наведено дані, що стосуються заходів керованого впливу на такі важливі функції мікробних угруповань ґрунту, як фіксування азоту, мобілізація фосфору, біологічний захист рослин від шкідників шляхом застосування біологічно активних сполук, що мають фітогормональні або антибіотичні властивості. Изложены данные, касающиеся мероприятий направленного влияния на такие важные функции микробных сообществ почвы, как фиксация азота, мобилизация фосфора, биологическая защита растений, путем применения биологически активных соединений с фитогормональными или антибиотическими свойствами. The data, concerning arrangements of directional influence on such important functions of soil microbial communities as nitrogen fixation, phosphorus mobilization, plants biological protection by use of biologically active substances with phytohormonal or antibiotic properties are stated. uk Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України Ґрунтова мікробіологія Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем Пути регулирования функций микробных сообществ почвы в аспекте биологизации земледелия и устойчивого развития экосистем Ways of regulation of some functions of soil microbial communities to aspect of biological agriculture and stable development ecosystems Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем |
| spellingShingle |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем Іутинська, Г.О. Ґрунтова мікробіологія |
| title_short |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем |
| title_full |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем |
| title_fullStr |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем |
| title_full_unstemmed |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем |
| title_sort |
шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем |
| author |
Іутинська, Г.О. |
| author_facet |
Іутинська, Г.О. |
| topic |
Ґрунтова мікробіологія |
| topic_facet |
Ґрунтова мікробіологія |
| publishDate |
2006 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Пути регулирования функций микробных сообществ почвы в аспекте биологизации земледелия и устойчивого развития экосистем Ways of regulation of some functions of soil microbial communities to aspect of biological agriculture and stable development ecosystems |
| description |
Наведено дані, що стосуються заходів керованого впливу на такі
важливі функції мікробних угруповань ґрунту, як фіксування азоту, мобілізація фосфору, біологічний захист рослин від шкідників шляхом застосування біологічно активних сполук, що мають фітогормональні або антибіотичні властивості.
Изложены данные, касающиеся мероприятий направленного влияния на такие важные функции микробных сообществ почвы, как
фиксация азота, мобилизация фосфора, биологическая защита растений, путем применения биологически активных соединений с фитогормональными или антибиотическими свойствами.
The data, concerning arrangements of directional influence on such
important functions of soil microbial communities as nitrogen fixation,
phosphorus mobilization, plants biological protection by use of biologically active substances with phytohormonal or antibiotic properties
are stated.
|
| issn |
1997-3004 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18641 |
| citation_txt |
Шляхи регулювання функцій мікробних угруповань ґрунту в аспекті біологізації землеробства і стійкого розвитку агроекосистем / Г.О. Іутинська // Сільськогосподарська мікробіологія: Міжвід. темат. наук. зб. — Чернігів, 2006. — Вип. 3. — С. 7-18. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT íutinsʹkago šlâhiregulûvannâfunkcíimíkrobnihugrupovanʹgruntuvaspektíbíologízacíízemlerobstvaístíikogorozvitkuagroekosistem AT íutinsʹkago putiregulirovaniâfunkciimikrobnyhsoobŝestvpočvyvaspektebiologizaciizemledeliâiustoičivogorazvitiâékosistem AT íutinsʹkago waysofregulationofsomefunctionsofsoilmicrobialcommunitiestoaspectofbiologicalagricultureandstabledevelopmentecosystems |
| first_indexed |
2025-11-25T23:55:39Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:55:39Z |
| _version_ |
1850590843704967168 |
| fulltext |
6 7
ГРУНТОВА МІКРОБІОЛОГІЯ
УДК 579.64:631.461(047.31)
ШЛЯХИ РЕГУЛЮВАННЯ ФУНКЦІЙ МІКРОБНИХ
УГРУПОВАНЬ ҐРУНТУ В АСПЕКТІ БІОЛОГІЗАЦІЇ
ЗЕМЛЕРОБСТВА І СТІЙКОГО РОЗВИТКУ
АГРОЕКОСИСТЕМ
Іутинська Г.О.
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України
вул. академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна
Наведено дані, що стосуються заходів керованого впливу на такі
важливі функції мікробних угруповань ґрунту, як фіксування азо-
ту, мобілізація фосфору, біологічний захист рослин від шкідників
шляхом застосування біологічно активних сполук, що мають фі-
тогормональні або антибіотичні властивості.
Ключові слова: ризобії, фосфатмобілізувальні бактерії, стрепто-
міцети, регулятори росту рослин, флавоноїди, авермектини
Основними постулатами концепції стійкого розвитку, затвердженої
у 1992 р. в Ріо-де-Жанейро на Міжнародному форумі з проблем
довкілля, є розумне використання екосистем (спрямоване на їх
збереження і відновлення), а також впровадження ефективної
екологічної економіки (використання енергоощадних технологій і
збереження природних ресурсів).
Україна заявила про свою підтримку ідеї охорони довкілля
та впровадження моделі стійкого розвитку екосистем, проте до
цього часу концепція стійкого розвитку на державному рівні не
затверджена, сформульована лише її основна мета [1]. Виходячи
з основних принципів стійкого розвитку екосистем, можна
зробити висновок, що біологізація землеробства в нашій країні
є актуальною. Оскільки підтримання стабільності агроекосистем
потребує великих витрат коштів та енергії, доцільно розробити
технології вирощування сільськогосподарських культур, що
базуються на досягненнях біології [2,3].
Для впровадження системи біологізації землеробства
необхідні заходи, спрямовані на максимальне використання
природних компонентів агроекосистем, зокрема ґрунтових
мікроорганізмів. Експериментально і практично підтвердженими
напрямами використання потенціалу ґрунтових мікроорганізмів є:
8 9
– активізація використання біологічної фіксації атмосферного
азоту як екологічно безпечного і ресурсоощадного процесу;
– оптимізація мікробного перетворення фосфору для збалан-
сованого використання його запасів у ґрунті;
– використання біологічних засобів захисту рослин від хвороб
і шкідників – альтернативи хімічно синтезованим пестицидам.
Проведені у відділі загальної і ґрунтової мікробіології
Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАНУ
дослідження з вище зазначених напрямів дають можливість
визначити наукові підходи для розробки способів впливу на окремі
функції мікробних угруповань ґрунту.
Як відомо, значна кількість представників прокаріот мають
здатність до біологічного зв’язування молекулярного азоту повітря
завдяки наявності у них специфічного ферменту – нітрогенази.
Біологічна азотфіксація є головним джерелом азоту у природних
біоценозах. Потенціал азотфіксації в агробіоценозах повністю не
реалізується і залежить від багатьох чинників.
Ефективність функціонування симбіотичних систем
бульбочкових бактерій з бобовими рослинами залежить від
активності як нітрогеназного комплексу певних штамів ризобій,
так і фізіологічних процесів у рослині. Ці процеси регулюються
фітогормонами ендогенного й екзогенного походження (та їхніми
хімічними аналогами). Ми досліджували вплив регуляторів
росту рослин та флавоноїдів як на чисті культури бульбочкових
бактерій, так і на симбіотичну систему ризобії-бобова рослина.
Використовували флавоноїди (дайдзеїн і кверцетин), а також
регулятори росту рослин (РРР), розроблені в Інституті біоорганічної
хімії і нафтохімії НАНУ: івін (N-оксид-2,6-диметілпіридину),
емістим С, емістим СМ та еней (комплекс біологічно активних
речовин, які синтезуються грибом Cylindrocarpon magnиsianum), а
також агростимулін (комплексний препарат, який складається з 97%
емістиму С та 3% івіну). Досліди проводили з високоефективним
штамом бульбочкових бактерій сої Bradyrhizobium japonicum 71т
(УКМ В-6035) і неефективном штамом B. japonicum 21110.
У дослідах з чистими культурами бульбочкових бактерій
серед флавоноїдних сполук дайдзеїн, ізофлавоноїд з коренів сої,
стимулював накопичення біомаси ризобій у 3-4 рази, незалежно
від їх симбіотичних властивостей, тоді як кверцетин – еуфлавоноїд,
що синтезується переважно наземними органами рослин, сприяв
8 9
накопиченню біомаси (на 129-338% порівняно з контролем) тільки
неефективного штаму B. japonicum 21110 [4].
Різні за симбіотичними властивостями штами ризобій по-
різному реагували на присутність у поживному середовищі РРР.
Найбільший приріст біомаси (у 2,5 рази порівняно з контролем)
спостерігався у високоефективного штаму Bradyrhizobium
japonicum 71т (УКМ В-6035) у варіанті з використанням синте-
тичного препарату івіну. За присутності агростимуліну та енею
накопичення біомаси зростало на 57-90%, в той же час емістим С
не мав статистично достовірного впливу на цей штам.
Приріст біомаси у неефективного штаму B. japonicum 21110
на 22-68% порівняно з контролем спостерігали у варіантах з
івіном, емістимом С та агростимуліном. Отже, з випробуваних РРР
івін та агростимулін сприяли збільшенню виходу біомаси обох
бактеріальних культур, що може бути пов’язаним зі здатністю івіну,
який входить також до складу агростимуліну, впливати на якісний
склад мембран і стимулювати активний та пасивний транспорт
іонів [5].
Зважаючи на те, що глікополімери бульбочкових бактерій
відіграють важливу роль у формуванні симбіотичних взаємовідносин
з рослинами, було доцільно дослідити вплив флавоноїдів та РРР на
продукування екзополісахаридів досліджуваними культурами.
Вивчення процесів продукування глікополімерів ризобіями
за дії флавоноїдів показало, що найбільшу їх кількість синтезують
обидва штами бульбочкових бактерій за умови присутності в
поживному середовищі дайдзеїну (в концентрації 1·10-10М).
Причому продуктивність високоефективного штаму B. japonicum
71т (УКМ В-6035) порівняно з неефективним B. japonicum 21110
була у 2,6 раза вищою. За дії кверцетину тільки ефективний штам
спричиняв значне збільшення синтезу глікополімерів (на 83-509 %
порівняно з контролем, залежно від концентрації).
Серед РРР івін та емістим С сприяли збільшенню (порівняно
з контролем) питомої продукції глікополімерів неефективним
штамом і гальмували продукцію глікополімерів ефективним
штамом. Порівняння цих даних з показниками накопичення біомаси
обома штамами показало, що продукування глікополімерів та
синтез біомаси у більшості варіантів для обох штамів бульбочкових
бактерій мали протилежну спрямованість. Слід зазначити, що
за своїми фізіологічними особливостями неефективний штам
10 11
B. japonicum 21110 на відміну від ефективного штаму B. japonicum
71т (УКМ В-6035) мав значно вищу здатність синтезувати
екзополімери.
Досліджували також можливість впливу РРР на формування
і функціонування симбіотичних систем бульбочкових бактерій
з бобовими рослинами. Визначено науково обгрунтовані дози
їх застосування та ефективні варіати поєднання зі штамами
бульбочкових бактерій.
Польові досліди дозволили виявити у макросимбіонта
наявність сортових відмінностей щодо його чутливості до РРР
і до інокуляції ризобіями [6]. Насіння сої сортів Київська 98 і
Київська 27 обробляли перед посівом РРР у дозах, рекомендованих
виробництву [7]. На фоні спонтанної інокуляції у рослин сої сорту
Київська 98 утворення бульбочок і функціонування симбіотичного
апарату спостерігали лише у варіанті з енеєм. У рослин сої сорту
Київська 27 бульбочки формувалися у всіх варіантах досліду, проте
івін сприяв збільшенню середньої маси бульбочок у 6,3 раза, а
нітрогеназної активності – у 5,8 раза порівняно з контролем.
Інокуляція виробничим штамом бульбочкових бактерій
B. japonicum 71т спричиняла збільшення азотофіксувальної
активності у рослин сої сортів Київська 98 і Київська 27 у 20 та
4,5 раза, відповідно. При використанні РРР на фоні інокуляції у
дослідах із соєю Київська 98 органогенез бульбочок підсилював
тільки емістим С, при цьому азотофіксувальна активність не
збільшувалась. Що стосується сої сорту Київська 27, то ефект
інокуляції виробничим штамом ризобій також підсилювався
внаслідок обробки насіння енеєм, при цьому маса бульбочок
збільшувалась у 2,7 раза, азотофіксувальна активність – у 1,5 раза
порівняно з інокульованим контролем.
Остаточну оцінку впливу досліджуваних заходів на
продуктивність рослин сої було зроблено на етапі збирання
урожаю. Встановлено, що підвищенню урожаю зерна сої обох
сортів сприяли івін та емістим С. При цьому за умов спонтанної
інокуляції рослин сої сорту Київська 98 прибавки урожаю зерна
становили від 4,1 до 6,7 ц/га, а за бактеризації виробничим штамом
бульбочкових бактерій – від 1,0 до 1,8 ц/га. Достовірну прибавку
урожаю зерна сої сорту Київська 98 на фоні інокуляції забезпечувало
застосування композиційного препарату агростимуліну. Проте,
порівняно з дією РРР (за умов спонтанної інокуляції), бактеризація
10 11
виробничим штамом забезпечувала найвищий вміст білка в зерні
сої (26,3%).
Слід відмітити також, що у визначенні шляхів регулювання
мікробних процесів у ґрунті важливою є виявлена нами здатність
РРР та ризобій підвищувати стійкість рослин до дії фітопатогенних
бактерій [8].
Залишається актуальним питання оптимізації фосфорного
живлення рослин з використанням мікроорганізмів. В Україні
в ряді наукових центрів селекціоновано активні штами фосфат-
мобілізувальних мікроорганізмів, які є основою бактеріальних
добрив: фосфобактерину, альбобактерину, поліміксобактерину
та ін. [9, 10]. В технології виробництва бактеріальних добрив
на основі фосфатмобілізувальних мікроорганізмів важливою
задачею є підвищення виходу біомаси та активізація фосфатазної
активності культур. До цього часу вона вирішувалась шляхом
оптимізації умов культивування мікроорганізмів. Можливості
ж використання РРР в біотехнологічних процесах виробництва
бактеріальних добрив досліджені недостатньо. У зв’язку з цим
нами проведено досліди з вивчення дії РРР на B. megaterium 5, яка
є основою фосфобактерину [11]. Перш за все визначали вплив РРР
на ріст B.megaterium 5. У контрольному середовищі без РРР питома
швидкість росту B.megaterium 5 становила 0,47 год-1. Високі
концентрації РРР дещо зменшували швидкість росту культури. Так,
за розведення емістиму СМ 1•10-5 мл/л вона становила 0,39 год-1, за
розведення енею 1·10-5 мл/л – 0,45 год-1. Оптимальними для росту
культури були розведення емістиму СМ від 1·10-8 до 1·10-9 мл/л,
а енею – 1· 10-9 мл/л, за наявності яких у поживному середовищі
питома швидкість росту зростала до 0,51-0,54 год-1.
Відповідно до питомої швидкості змінювались і інші
параметри росту. Число поколінь за 3 год. росту найвищим було
при застосуванні енею у розведенні 1·10-9 мл/л і становило 2,45,
тоді як в контрольному середовищі дорівнювало 2,03.
За наявності в поживному середовищі оптимальних
концентрацій РРР збільшувалось накопичення біомаси: найвищим
воно було при використанні емістиму СМ та енею у розведеннях
1·10-9мл/л. За цих умов накопичення біомаси B. megaterium 5
зростало на 20-34,8% порівняно з контролем без РРР.
Отримані дані свідчать про те, що застосування оптимальних
концентрацій РРР підвищує питому швидкість росту досліджуваної
12 13
культури, сприяє збільшенню кількості генерацій клітин, скоро-
ченню періоду подвоєння їх чисельності, внаслідок чого зростає
накопичення біомаси.
Важливою ознакою штаму Bacillus mеgaterium 5 є його
фосфатазна активність, яка безпосередньо впливає на здатність
розкладати органофосфати ґрунту і поліпшувати фосфорне
живлення сільськогосподарських культур. У зв’язку з цим ми
вивчали вплив РРР на фосфатазну активність B. megaterium. Під
впливом енею у розведеннях 1·10-8 та 1•10-9 мл/л фосфатазна
активність досягала найвищих показників і становила 340,0-
461,58 мкMоль NaФФФ/г біомаси за 1 год., що перевищувало
показники контролю у 1,7-2,4 раза. Фосфатазна активність
культури підвищувалась також під впливом емістиму СМ (1·10-7
та 1·10-8 мл/л). Таким чином, додавання в поживне середовище
для культивування B.megaterium 5 енею може бути новим
біотехнологічним прийомом підвищення промислово важливих
функцій цього мікроорганізму [12].
Зважаючи на те, що у ґрунті виникають вкрай несприятливі
для мікроорганізмів умови, важливо було з’ясувати, як за цих
умов впливають РРР на B. тegaterium 5. Відомо, що в стресових
ситуаціях в клітинах мікроорганізмів посилюється вільноради-
кальне окиснення. Цей процес ініціює супероксид-аніон О2.
Токсичною похідною кисню є також його активна форма – перекис
водню. Накопичення токсичних перекисних сполук може зумовити
різні пошкодження в клітинах: перекисне окиснення ДНК,
ненасичених жирних кислот, окиснення SH-груп білків та інше. До
групи ферментів антиоксидантного захисту належить супероксид-
дисмутаза, що здійснює перетворення супероксидного аніону в
перекис водню, який далі розкладається за допомогою каталази і
пероксидази.
У зв’язку з вище зазначеним постало питання, чи впливають
РРР на механізми антирадикального захисту. За умов штучного
пероксидного стресу вивчали накопичення біомаси і каталазну
активність культури, вирощеної за присутності РРР і без них.
Отримані результати свідчать про те, що створення умов
пероксидного стресу при додаванні у поживне середовище 0,01 і
0,1% Н2О2 спричиняло пригнічення росту культури, внаслідок чого
вихід мікробної біомаси зменшувався проти показників контролю
відповідно на 20 і 27,5%. В умовах пероксидного стресу накопичення
12 13
біомаси у варіантах з додаванням РРР також зменшувалось, проте
залишалось вищим, ніж у відповідних варіантах без стимуляторів.
Так, у середовищі з 0,01% Н2О2 максимальний вихід біомаси
становив 109,2 мг/л, а за такої ж концентрації Н2О2 у присутності
РРР мікробна біомаса була більшою на 46,5% (у варіанті з енеєм)
і на 37,4% (у варіанті з емістимом СМ). Така ж закономірність
спостерігалась і в жорсткіших умовах пероксидного стресу при
концентрації Н2О2 0,1%.
Інтенсивність розкладу перекису водню інтактними кліти-
нами (з розрахунку на 1 мг клітин) в умовах стресу, навпаки,
зростала на 6,8% (за 0,01%-ної концентрації Н2О2) і на 35% (за 0,1%-
ної концентрації Н2О2). Ймовірно, що підвищений вміст пероксиду
водню в середовищі активізував синтез каталази – ферменту, що
каталізує його розклад. Найвища каталазна активність відмічена у
варіантах з емістимом С та енеєм на середовищі з 0,1% Н2О2; вона
становила 95,0-103,8 мл Н2О2/год , що в 1,6-1,7 раза вище, ніж у
варіанті без РРР.
Таким чином, результати досліджень показали, що за умов
штучного пероксидного стресу емістим СМ та еней проявляють
властивості ефективних адаптогенів, що сприяє виживанню
мікробної популяції за несприятливих умов існування [13].
Інтенсифікація землеробства спричинила забруднення
грунтів пестицидами та проміжними продуктами їх трансформації,
які часто є більш токсичними порівняно з вихідною сполукою.
Ефективність бактеріального добрива фосфобактерину значною
мірою залежатиме від здатності B.megaterium 5 функціонувати у
грунті за умов забрудненя його пестицидами. Одним з поширених
сучасних пестицидів є ацетохлор.
Ми досліджували особливості росту B.megaterium 5 за
присутності у середовищі ацетохлору в концентраціях, які
перевищують дози, рекомендовані виробництву, у 10 разів (11,1
мкМ/л) і у 150 разів (163 мкМ). За таких високих концентрацій
ацетохлору культура виявила здатність до росту, причому додавання
емістиму С забезпечило збільшення накопичення біомаси у
порівнянні з вихідною концентрацією відповідно у 5,9 і 4,1 раза.
Тобто РРР підвищував стійкість B.megaterium 5 до несприятливого
впливу ацетохлору.
Вміст ацетохлору в процесі культивування B.megaterium 5
суттєво зменшувався, тобто виявлено здатність штаму до деструкції
14 15
даного гербіциду. Активність деструкції пестициду зростала у тих
варіантах дослідів, у яких до поживного середовища додавали
емістим С. При початковому вмісті ацетохлору 11,1 мкМ на 16-у
добу культивування вміст гербіциду зменшився у 10,0, а при вмісті
163 мкМ – у 36,2 раза. Отже, можна припустити, що B.megaterium 5
виявлятиме в грунті стійкість до пестициду, а РРР підвищуватимуть
цю його здатність, що сприятиме очищенню кореневої зони
культурних рослин від токсичної дії даного гербіциду.
Підвищення стабільності функціонування мікробного ценозу
в значній мірі залежить від застосування найбільш безпечних
засобів захисту рослин від хвороб і шкідників. Інтенсивне
використання у сільськогосподарському виробництві хімічно
синтезованих препаратів призвело не тільки до забруднення
довкілля, але й сформувало у шкідників стійкість до них. Тому
актуальним є створення біологічних препаратів для захисту
рослин, зокрема таких, що мають нематоцидну дію. Нещодавно
були відкриті полікетидні антибіотики родини авермектинів, які
вважаються найбільш перспективними у боротьбі з нематодами.
З чорноземного ґрунту Полтавської області був виділений
вітчизняний продуцент авермектинів Streptomyces avermitilis
УKM Ac-2161[14]. Популяція цього штаму виявилась досить
гетерогенною і чутливою до дії мутагенних факторів. Шляхом
багатоступеневої селекції за ознакою авермектиноутворення з
використанням природної мінливості S. avermitilis УКМ Ас-2161
та мутагенезу ультрафіолетовим опроміненням і N-метил-N’-нітро-
N-нітрозогуанідином отримано перспективний варіант УКМ Ас
2177, який за продуктивністю перевищує вихідний штам майже у
27 разів [15,16, 17].
Комплексний препарат авермектинів, синтезований S. aver-
mitilis УКМ Ас-2177, містить такі фракції (%): В1 – 40; В2 – 20;
А1 – 3; А2 – 37. Цей комплекс авермектинових сполук ми назвали
“аверком”.
Екологічна роль авермектинів загалом ще досить мало
вивчена, а щодо їхньої дії на мікробні угруповання ґрунту даних
взагалі немає. Зважаючи на це нами були проведені вегетаційні
досліди з вивчення дії аверкому на чисельність грунтових
мікроорганізмів [18]. Внесення аверкому у чорноземний ґрунт
сприяло підвищенню чисельності амілолітиків (утричі), фосфатмо-
білізувальних і целюлозоруйнівних мікроорганізмів (у 1,3 раза). В
14 15
той же час кількість педотрофів була нижчою, ніж у контролі. За
час досліду чисельність досліджуваних мікроорганізмів під дією
аверкому поступово зростала. На п’яту добу після внесення було
відмічено значне підвищення стимулюючої дії аверкому щодо
педотрофів (майже удвічі порівняно з контролем) і деяке зниження
по відношенню до фосфатмобілізаторів і амілолітиків. Відсутність
негативної дії аверкому на ґрунтові мікроорганізми зберігалась до
кінця досліду (протягом 60 діб).
В лабораторних умовах була досліджена дія аверкому на
галову нематоду з Meloidogyne incognita [19]. Галові нематоди
широко розповсюджені в природі. В умовах теплиць, потрапляючи
туди разом з грунтом, вони викликають захворювання кореневої
системи овочевих культур (мелоідогиноз), що призводить до втрат
30-50% урожаю ранньої продукції овочів, а в деяких випадках до
повної загибелі рослин.
Досліджувався вплив на зазначені нематоди аверкому у
концентраціях від 1 до 10 мкг авермектинів на 1 мл. За контроль
брали препарат “івермектин” фірми Merck, який містить очищену
фракцію В1 у концентрації 2 мкг/мл. Повну загибель нематод
спостерігали при дії аверкому в концентрації 2 мкг/мл протягом
4 год., що збігалося з дією івермектину за тих же умов. LD50
івермектину для рисових нематод Aphelenchoides bessei складає
1 мкг/мл за дії протягом 1 год. при рН 7,0, тоді як LD50 аверкому
становить 1,25 мкг/мл за 0,5 год. при рН 7,0. Якщо взяти до уваги,
що івермектин – це чистий препарат В1а фракції, що відповідає
за антипаразитарну активність, а комплексний препарат аверком
містить 40% фракції В, то останній наразі є перспективним
препаратом антипаразитарної дії, в тому числі проти галової
нематоди. Отже, селекціонований штам S. avermitilis УКМ Ас-2177
як перспективний продуцент авермектинового комплексу може
бути рекомендований для застосування у рослинництві.
Таким чином, в аспекті вирішення проблем біологізації
землеробства нами показана можливість регулювання агрономічно
важливих функцій мікробних угруповань ґрунту шляхом
застосування біологічно активних сполук з фітогормональними
(івін, емістим С, агростимулін, еней) або антибіотичними
(авермектини) властивостями.
16 17
1. Зубець М.В. Наукове обґрунтування сталого розвитку
агроекосисем // Сталий розвиток агроекосистем. Матер. Міжнар.
конф. (Вінниця, 2002). – Вінниця, 2002. – С.7-10.
2. Мікроорганізми і альтернативне землеробство / Пати-
ка В.П., Тихонович І.А., Філіп’єв І.Д. та ін. – К.: Урожай, 1993.
– 176 с.
3. Біологічний азот / Патика В.П., Коць С.Я., Волкогон В.В.
та ін. – К.: Світ, 2003. – 422 с.
4. Леонова Н.О., Титова Л.В., Танцюренко О.В., Антип-
чук А.Ф. Фізіологічна активність бульбочкових бактерій сої
(Bradyrhizobium japonicum) за дії флавоноїдів // Наук. вісник
Чернівецького ун-ту. Біологія. – 2005. – Вип.252. – С.132-139.
5. Леонова Н.О., Титова Л.В., Танцюренко О.В., Антип-
чук А.Ф. Фізіологічна активність бульбочкових бактерій сої
(Bradyrhizobium japonicum) за дії регуляторів росту рослин //
Мікробіол. журн. – 2005. – Т.67, No 4. – С.35-43.
6. Антипчук А.Ф., Іутинська Г.О., Леонова Н.О. та ін. Вплив
регуляторів росту рослин та інокуляції на продуктивність сої //
Агроекологічний журн. – 2004. – No 1. – С. 62-65.
7. Технологии применения регуляторов роста растений в
земледелии. Методическое пособие / Пономаренко С.П., Ани-
шин Л.А., Жилкин В.А., Грицаенко З.М. – К.: Агробиотех, 2003.
– 54 с.
8. Леонова Н.О., Титова Л.В., Танцюренко О.В., Антип-
чук А.Ф. Вплив різних агроприйомів на енергію проростання
насіння сої, формування проростків та їх стійкість до фітопатогенів
// Агроекологічний журн. – 2005. – No 1. – С. 37-40.
9. Смірнов В.В., Патика В.П., Підгорський В.С. та ін. Мікроб-
ні біотехнології в сільському господарстві // Агроекологічний журн.
– 2002. – No 3. – С. 3-9.
10. Волкогон В.В. Мікробіологія у сучасному аграрному
виробництві // Сільськогосподарська мікробіологія: міжвідомчий
темат. наук. зб. – Чернігів: ЦНТЕІ, 2005. – Вип.1-2. – С. 6-29.
11. Иутинский А.В., Леонова Н.О. Влияние регуляторов
роста растений на формирование микробных сообществ и ростовую
активность почвенных микроорганизмов // “Ломоносов-2004”. ХI
междунар. конф. студентов и аспирантов по фунд. наукам (Москва,
12-15 апреля 2004 г.): Тез.докл. – М.: МГУ, 2004. – С. 62.
12. Пономаренко С.П., Іутинський О.В. Вплив нових регуля-
16 17
торів росту рослин на Bacillus megaterium 5 – основу фосфобакте-
рину // Наук. записки Тернопільського педун-ту ім. В. Гнатюка.
Серія: Біологія. – 2003. – Вип.1(20). – С.41-45.
13. Іутинський ОВ., Піндрус А.А. Резистентність фосфатмобі-
лізівної бактерії Bacillus megaterium 5 до стресових факторів
// Фосфор і калій у землеробстві. Проблеми мікробіологічної
мобілізації. Міжнар. наук.-практ. конф. (Чернігів, 12-14 липня
2004 р.): Наук. доп. – Чернігів, 2004. – С.-48-55.
14. Пат. 34390 А, Україна, С 12 Р 9/00 Штам актиноміцету
Streptomyces avermitilis ІМV Ас 2161, який продукує авермектини
/ Ісаєнко В.М., Іутинська Г.О., Чугуй В.О. та ін. – No 99126577.
– Заявл. 03.12.99; Опубл. 15.02.01, Бюл. .No1.
15. Петрук Т.В., Белявская Л.А., Козырицкая В.Э. и др. Полу-
чение активных вариантов Streptomyces avermitilis – продуцентов
авермектина // Современное состояние и перспективы развития
микробиологии и биотехнологии (Минск, 26-28 мая 2004г.): Тез.
докл. – Минск, 2004. – С. 159-160.
16. Петрук Т.В., Білявська Л.О., Козирицька В.Є., Мук-
вич М.С. Підвищення біосинтетичної активності Streptomyces
avermitilis УКМ Ас-2161 під впливом N-метил-N-нітро-N-нітро-
зогуанідіну // Мікробіол. журн. – 2004. – Т.66, No 6. – С. 24-30.
17. Пат. 69639 А, Україна, С 12 N 1/20. Штам Streptomyces
avermitilis – продуцент авермектинів, речовин антипаразитарної
дії / Іутинська Г.О., Козирицька В.Є., Валагурова О.В. та ін.–
Заявл.31.10.03; Опубл.15.09.04, Бюл. No 9.
18. Петрук Т.В., Іутинська Г.О., Лінік В.В та ін. Вплив
авермектинів на мікробні угруповання грунту та рослини //
Науковий вісник Чернівецького університету. Біологія. – 2005.
– Вип. 252. – С.193-199.
19. Петрук Т.В., Козирицька В.Є., Валагурова О.В. та ін.
Нематоцидна активність Streptomyces avermitilis УКМ Ас-2161
// III (Х) з’їзд Товариства мікробіологів України (Одеса, 15-17
вересня 2004 р.): Тез. доп.– Одеса, 2004. – С. 70.
18 19
ПУТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ МИКРОБНЫХ
СООБЩЕСТВ ПОЧВЫ В АСПЕКТЕ БИОЛОГИЗАЦИИ
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ
ЭКОСИСТЕМ
Иутинская Г.А.
Інститут микробиологии и вирусологии им. Д.К.Заболотного НАН Украины,
г. Киев
Изложены данные, касающиеся мероприятий направленного вли-
яния на такие важные функции микробных сообществ почвы, как
фиксация азота, мобилизация фосфора, биологическая защита
растений, путем применения биологически активных соединений с
фитогормональными или антибиотическими свойствами.
Ключевые слова: ризобии, фосформобилизирующие бактерии,
стрептомицеты, регуляторы роста растений, флавоноиды, авер-
мектины
WAYS OF REGULATION OF SOME FUNCTIONS OF SOIL
MICROBIAL COMMUNITIES TO ASPECT OF BIOLOGICAL
AGRICULTURE AND STABLE DEVELOPMENT
ECOSYSTEMS
Iutynska G.A.
Zabolotny Іnstitute of Microbiology and Virology NAS of Ukraine, Kyiv
The data, concerning arrangements of directional influence on such
important functions of soil microbial communities as nitrogen fixation,
phosphorus mobilization, plants biological protection by use of biolo-
gically active substances with phytohormonal or antibiotic properties
are stated.
Key words: rhizobium, phosphorus mobiliziring bacteria, streptomycet-
es, plants growth regulators, flavonoides, avermectines
Titul_1.pdf
Page 1
|