СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР
Objective. Investigate approaches to managing the activity of soil diazotrophs and propose a strategy for its regulation. Methods. Theoretical, vegetation and field experiments, microbiological, gas chromatographic, mathematical and statistical. Results. The activity of beneficial soil microorganism...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/442 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Agriciltural microbiology |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Agriciltural microbiology| _version_ | 1871466238671060992 |
|---|---|
| author | С. Ф. , Козар |
| author_facet | С. Ф. , Козар |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Козар С. Ф. ",
"institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН"
}
] |
| author_sort | С. Ф. , Козар |
| baseUrl_str | https://smic.in.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T10:10:50Z |
| description | Objective. Investigate approaches to managing the activity of soil diazotrophs and propose a strategy for its regulation. Methods. Theoretical, vegetation and field experiments, microbiological, gas chromatographic, mathematical and statistical. Results. The activity of beneficial soil microorganisms can change under the action of temperature, humidity, chemical compounds of various origin, and other microorganisms. It was established that, taking into account a significant variety of factors, it is necessary to develop a set of specific ways to increase the growth and functional activity of nitrogen-fixing bacteria, as well as their viability. It has been proved that the combination of diazotrophs forms an effective symbiotic leguminous-rhizobial system, which provides additional biological nitrogen in agrocenoses. At the same time, there was an increase in plant mass, chlorophyll content in the leaves, protein and oil content in the products. The combined use of diazotrophs increases the yield, in particular, soybeans by 9–16 % compared with inoculation by pure bacterial culture. Conclusion. Based on the analysis and generalization of the obtained research results, a strategy for regulating the activity of diazotrophs for their effective introduction into agrocenoses is proposed, which consists in combining bacteria of different species, selecting conditions for their co-cultivation and application upon stabilisation of the number of viable bacterial cells. The proposed strategy involves solving the problem by obtaining an inoculant, which is characterized by a high titre and a stable number of viable cells, which allows to obtain an effective nitrogen-fixing system. The strategy is tried-and-tested on the example of regulating the growth and functional activity of soybean nodule bacteria by combining diazotrophs of different species, substantiating the conditions of their co-cultivation and application to ensure positive interaction in the form of commensalism, as well as by regulating viability of diazotrophs by adding stabilisers to the medium. |
| doi_str_mv | 10.35868/1997-3004.33.33-43 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:26:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
33
Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33. С. 33–43.
ISSN 1997-3004
https://doi.org/10.35868/1997-3004.33.33-43
UDC 579.22:631.147
DIAZOTROPH ACTIVITY REGULATING STRATEGY
UNDER THEIR INTRODUCTION IN AGROCENOSES
S. F. Kozar
Institute of Agricultural Microbiology and Agroindustrial Manufacture, NAAS
97 Shevchenka str., Chernihiv, 14035; Ukraine; e-mail: kozarsf@gmail.com
Objective. Investigate approaches to managing the activity of soil diazotrophs and propose a
strategy for its regulation. Methods. Theoretical, vegetation and field experiments, microbiological,
gas chromatographic, mathematical and statistical. Results. The activity of beneficial soil microor-
ganisms can change under the action of temperature, humidity, chemical compounds of various
origin, and other microorganisms. It was established that, taking into account a significant variety
of factors, it is necessary to develop a set of specific ways to increase the growth and functional ac-
tivity of nitrogen-fixing bacteria, as well as their viability. It has been proved that the combination
of diazotrophs forms an effective symbiotic leguminous-rhizobial system, which provides additional
biological nitrogen in agrocenoses. At the same time, there was an increase in plant mass, chloro-
phyll content in the leaves, protein and oil content in the products. The combined use of diazotrophs
increases the yield, in particular, soybeans by 9–16 % compared with inoculation by pure bacterial
culture. Conclusion. Based on the analysis and generalization of the obtained research results, a
strategy for regulating the activity of diazotrophs for their effective introduction into agrocenoses is
proposed, which consists in combining bacteria of different species, selecting conditions for their
co-cultivation and application upon stabilisation of the number of viable bacterial cells. The pro-
posed strategy involves solving the problem by obtaining an inoculant, which is characterized by a
high titre and a stable number of viable cells, which allows to obtain an effective nitrogen-fixing
system. The strategy is tried-and-tested on the example of regulating the growth and functional ac-
tivity of soybean nodule bacteria by combining diazotrophs of different species, substantiating the
conditions of their co-cultivation and application to ensure positive interaction in the form of com-
mensalism, as well as by regulating viability of diazotrophs by adding stabilisers to the medium.
Key words: nitrogen-fixing bacteria, growth activity, nitrogen fixation, viability, diazotroph ac-
tivity regulating strategy.
Introduction. Modern ideas about the in-
teraction of microorganisms and plants suggest
that soil nitrogen-fixing bacteria play an im-
portant role in agrocenoses. The positive effect
of diazotrophs is due to their ability to fix at-
mospheric nitrogen and supply it to plants, as
well as to produce physiologically active com-
pounds that stimulate the growth and develop-
ment of crops. As specific beneficial bacteria
are not always present in the soil in sufficient
quantities, appropriate inoculants and methods
of their use are being developed in Ukraine and
other countries. At the same time, diazotrophs
do not fully realize their potential under the
influence of negative environmental factors,
which can negatively affect the efficiency of
their use. Therefore, it is important to develop
and implement a strategy to regulate the activity
of nitrogen-fixing bacteria during their introduc-
tion into agrocenoses of crops, which would
solve this problem
Analysis of the novel studies and publica-
tions. The final objective of the use of selected
highly effective nitrogen-fixing bacteria is to in-
crease the productivity of crops and obtain qua-
lity plant products [1–3]. At the same time, it is
necessary to achieve economic and energy effi-
ciency of this agricultural measure, as well as
maximum maintenance of soil resources.
Since the main function of introduced dia-
© S. F. Kozar, 2021
34
zotrophs is the fixation of atmospheric nitrogen
[4], it is necessary to ensure the formation of an
effective nitrogen-fixing system, which occurs
as a result of the interaction between bacteria
and a particular crop. The formation of such a
system is impossible without the introduction of
a sufficient number of diazotrophs into the ap-
propriate agrocenosis, which can be done by us-
ing inoculum with a high titre. However, even
having such an inoculant, it is necessary to en-
sure maximum stability of viable bacterial cells
during storage and use [5].
The titre of nitrogen-fixing cells in the ino-
culant depends on their growth activity during
cultivation [6]; the stability of the number of
diazotrophs that can be introduced into agroce-
noses depends on the viability of these micro-
organisms [7–9], and the formation of an effec-
tive nitrogen-fixing system — also on the imp-
lementation of the functional activity of micro-
organisms.
In ecosystems, microorganisms cannot be
considered in isolation, because there is a con-
stant interaction between them [10–14], which
can significantly affect their activity. Therefore,
it is important to study mixed cultures of micro-
organisms, including soil nitrogen-fixing bacte-
ria, for maximum implementation of their po-
tential for practical purposes.
In view of the above, it is important to de-
termine the functional activity and viability of
diazotrophs under the action of biotic and abio-
tic factors, as these studies may be the basis of a
strategy to regulate the activity of beneficial soil
bacteria
Objective. Investigate approaches to man-
aging the activity of soil diazotrophs and pro-
pose a strategy for its regulation.
Materials and methods. Bacteria used in
thee work. Azospirillum brasilense sp. 7 (typical
strain), Azospirillum brasilense 410 (V. V. Vol-
kohon), A. brasilense 18-2 (V. I. Lokhova,
O. V. Nadkernychna), Azotobacter chroococ-
cum М-70 (Yu. M. Mochalov, V. I. Kanivets),
Azotobacter vinelandii М-Х (Yu. M. Mochalov,
V. I. Kanivets), Bradyrhizobium japonicum М-8
(M. Z. Tolkachev), B. japonicum 634б (A. T. No-
vikova), Rhizobium leguminosarum bv. viceae
248б, Rh. leguminosarum bv. viceae 250а
(A. F. Antypchuk, A. T. Novikova), Rh. legumi-
nosarum 31 (M. Z. Tolkachev), Rhizobium ra-
diobacter = Agrobacterium radiobacter 204
(M. K. Sherstoboev, A. V. Khotianovych,
V. P. Patyka), Enterobacter aerogenes 30-ф
(O. O. Berestetskyi, A. V. Yermolina, V. P. Pa-
tyka), Pseudomonas fluorescens В-17 (typical
strain). Microorganisms were obtained from the
Collection of Beneficial Soil Microorganisms of
the Institute of Agricultural Microbiology and
Agroindustrial Manufacture of the NAAS. We
sincerely gratitude to the authors for their kindly
provided strains
Agricultural crops. Soybean of the varieties
Lehenda, Suziria, Poltava. Winter wheat of the
variety Poliska 90. Winter rye of the variety Bo-
rotba. Winter barley of the variety Honar.
The experiments were performed at the In-
stitute of Agricultural Microbiology and Agro-
industrial Manufacture of the NAAS on leached
light loam chernozem, which contains from
2.8 % to 3.4 % of humus (according to Tiurin),
from 0.27 % to 0.31 % of total nitrogen, about
15 mg/100 g of soil P2O5 (according to
Kirsanov), from 13 mg/100 g of soil to
16 mg/100 g of K2O (according to Maslova),
pH = 5.9–6.5. Planning and conducting field
experiments were performed according to Dos-
piekhov [15].
The number and growth parameters of mi-
croorganisms in the bacterial suspension were
determined by microbiological methods [16–
19]. Studies of the nitrogen fixation activity of
microorganisms were performed by the acety-
lene method [20; 21] on a Chrom-4 gas chro-
matograph with a flame ionization detector.
Steel sorption columns were filled with sorbent
Porapak Q 60–80 mesh. Thermostat temperature
was 40 ºС. Consumption of gases: hydrogen —
15 cm3/min, nitrogen — 100 cm3/min, air —
500 cm3/min.
The number of representatives of certain
physiological and trophic groups of microorgan-
isms in the rhizosphere soil of plants was de-
termined by the plate method via deep seeding
on agar media [21; 22]: meat-peptone agar
(MPA) to account for microorganisms that use
mainly organic forms of nitrogen, starch-ammo-
nia agar (SAA) — for microorganisms that ab-
sorb mainly nitrogen of mineral compounds.
The number of micromycetes was determined
on acidified Czapek medium.
Statistical processing was performed ac-
cording to generally accepted methods in math-
ematical statistics using Microsoft Excel. To as-
sess the significance of the differences between
the variants of the experiments, the least signifi-
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
35
cant difference was calculated (НІР05).
Results and discussion. The activity of ni-
trogen-fixing bacteria is not stable and un-
changeable, as we have shown after a range of
different experiments. In particular, the effect on
diazotrophs was studied:
1) chemical substances of different nature
[23–26];
2) soil microorganisms [27–33];
3) abiotic environmental factors [34–36].
Based on the analysis of the obtained re-
sults, a general strategy for regulating growth
and functional activity, as well as the viability
of diazotrophs is proposed. This strategy in-
volves combination of diazotrophs of different
species, selection of conditions for their co-
cultivation and use upon stabilizing the number
of viable bacterial cells (Fig. 1).
The strategy is developed on the pattern of
regulating the activity of B. japonicum to incre-
ase productivity of a particular crop, namely
soybeans.
Given the extremely large number of differ-
ent factors that can potentially affect soybean
nodule bacteria, it was necessary to identify
specific factors that can significantly affect the
activity and viability of the studied microorga-
nisms. In our opinion, it is necessary to minimi-
ze the number of selected factors, as their in-
crease may reduce the ability to manage them.
When selecting the factors that affect the
introduction of nodule bacteria in soybean agro-
cenoses, it is necessary to take into account the
fact that the regulation of growth and functional
activity of diazotrophs necessitates activation of
the vital processes of microorganisms, and im-
provement in viability is achieved by reducing
bacterial activity, i. e. by bringing them to a
state of rest and maintenance in such a state for
the required period. Therefore, there is a need to
divide the factors into two blocks.
Since in nature, soil diazotrophs function
upon constant interaction with other bacteria
[37–39], for example, nodule bacteria with as-
sociative and free-living nitrogen fixers, one of
the effective biotic factors is the use of mixed
cultures of microorganisms to increase their
growth and functional activity. A feature of our
proposed approach to the selection and combi-
nation of B. japonicum with other soil diazo-
trophs is the use of microorganisms comple-
mentary to nodule bacteria to manage their
activity. At the same time, the known combina-
tions of beneficial soil microorganisms in the
inoculant aim to expand the spectrum of action
of biological preparations: e. g. to improve ni-
trogen and phosphorus nutrition [40; 41].
Quite often these combinations are mecha-
nistic in nature, without a comprehensive scien-
tific substantiation and without answers to the
Fig. 1. General strategy for regulating activity of soil diazotrophs.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
FUNCTIONAL ACTIVITY
GROWTH ACTIVITY VIABILITY
HIGH-TITER INOCULANT
EFFICIENT NITROGEN-FIXING
SYSTEM
MORE STABLE NUMBER OF
ABIOTIC FACTORS (TEMPERATURE, HUMIDITY, CHEMICAL SUBSTANCES, ETC.)
BIOTIC FACTORS AND INTERACTIONS BETWEEN LIVING ORGANISMS
IMPROVED PRODUCTIVITY OF CROPS AND QUALITY OF THE PRODUCTS.
ECONOMIC AND ENERGY EFFICIENCY.
RESOURCE SAVING
NITROGEN-
FIXING
BACTERIA
36
following questions: how does one microorgan-
ism affect the growth activity of another; what
is the optimal quantitative ratio of the cells of
different types of microorganisms; whether the
effect of combining two or more microorgan-
isms is greater than the simple sum of the ef-
fects of each individual microorganism, etc.
Furthermore, an important factor influenc-
ing diazotrophs during their introduction into
agrocenoses is ensuring the viability of these
bacteria [42; 43], which is influenced by a num-
ber of factors [44–47]: temperature, humidity,
chemical substances of different nature, etc. The
maintenance of diazotrophs can be achieved by
transferring bacteria to a state of rest and protec-
tive action of certain substances due to the abi-
lity to form a protective cover [48; 49].
It is proposed to manage the activity of
B. japonicum by regulating their growth and
functional activity due to combining diazotrophs
with the selection of conditions for their co-
cultivation and use to ensure positive interaction
in the form of commensalism, as well as by re-
gulating the viability of diazotrophs by adding
stabilizers to the medium (Fig. 2).
At the next stage, a number of studies were
conducted to confirm the correctness of the se-
lected strategy. Initially, the growth activity of
soybean nodule bacteria under the action of sus-
pensions containing metabolites of other diazo-
trophs was studied. No significant positive ef-
fect of suspensions of nitrogen-fixing bacteria
belonging to rhizobia, azotobacter, pseudo-
monads, agrobacteria and enterobacter on the
growth of soybean nodule bacteria was found.
At the same time, high concentrations of sus-
pensions of these microorganisms inhibited the
growth of B. japonicum strains. Addition of the
bacterial suspension with metabolites of A. bra-
silense in low concentrations to the culture me-
dium for the cultivation of nodule bacteria had a
positive effect on the growth activity of soybean
nodule bacteria.
Upon mixed cultivation of B. japonicum
and A. brasilense, microorganisms can directly
affect the viability of bacterial cells of other
species, resulting in an increase in both growth
and functional activity. Given the different
needs of the studied bacteria in food sources, we
have developed a new semi-synthetic nutrient
medium for their co-cultivation [50].
The production of physiologically active
compounds by diazotrophs in pure and mixed
culture has been studied. It has been shown that
the amount of cytokinins and gibberellins in-
creases, the content of abscisic acid and the
auxin/cytokinin ratio decreases compared to
variants with pure cultures of microorganisms in
Fig. 2. Strategy for regulating Bradyrhizobium japonicum activity.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
FUNCTIONAL ACTIVITY
GROWTH ACTIVITY
VIABILITY
HIGH-TITER INOCULANT
EFFICIENT NITROGEN-FIXING
SYSTEM
MORE STABLE NUMBER OF
BACTERIA IN THE INOCULANT
COMBINING DIAZOTROPHS AND SELECTING CONDITIONS FOR THEIR
CO-CULTIVATION AND USE TO ENSURE POSITIVE INTERACTION IN
THE FORM OF COMMENSALISM
IMPROVED PRODUCTIVITY OF SOYBEAN, OBTAINING
HIGH-QUALITY PRODUCTS.
ECONOMIC AND ENERGY EFFICIENCY.
RESOURCE SAVING
BRADYRHIZOBIUM
JAPONICUM
IMPROVING DIGESTIVE
MEDIA VIA INTRODUCTION
OF ADDITIVES
37
the culture fluid of nodule bacteria and azospi-
rilla when they are co-cultivated [51]. The use
of soybean nodule bacteria and azospirilla in a
mixed culture promotes the formation of a more
efficient symbiotic apparatus: the number and
weight of nodules increases, nitrogen-fixing ac-
tivity improves [52].
Various chemical compounds have been
tested as stabilizers in the medium. During stor-
age of the inoculum, the titre of bacteria grown
with stabilizers decreases more slowly, which
indicates the feasibility of using these substan-
ces to extend the shelf life of B. japonicum. The
most effective stabilizer, which in our studies
was sodium alginate, and its optimal concentra-
tion, which helps maintain the viability and
functional activity of soybean nodule bacteria
in a liquid medium for 4 months were selected
[53; 54].
When using the inoculant based on nodule
bacteria and azospirilla with sodium alginate, an
increase in the mass of soybean plants in all
phases of development, an increase in soybean
yield by 0.23–0.4 t/ha, or 9–16 %, compared
with inoculation with pure culture of nodule
bacteria, was reported. At the same time, the
protein and oil content in the products in-
creased.
The combined use of B. japonicum and
A. brasilense is characterized by a higher level
of both economic and energy efficiency com-
pared to the variant without inoculation and the
variant with a pure culture of nodule bacteria.
The implementation of the strategy for manag-
ing the activity of diazotrophs during their in-
troduction into soybean agrocenoses is schemat-
ically presented in Fig. 3.
Conclusion. Based on the analysis and
generalization of our study results, a strategy for
regulating the activity of diazotrophs for their
effective introduction into agrocenoses is pro-
posed, which consists in combining bacteria of
different species, selecting conditions for their
co-cultivation and use upon stabilisation of the
number of viable bacterial cells. The proposed
strategy involves solving the problem by obtain-
ing an inoculant, which is characterized by a
high titre and a more stable number of viable
cells, which allows to obtain an efficient nitro-
gen-fixing system
The strategy is tested on the pattern of regu-
lating the growth and functional activity of soy-
bean nodule bacteria by combining diazotrophs
of different species, justifying the conditions of
their co-cultivation and use to ensure positive
interaction in the form of commensalism, and
by regulating the viability of diazotrophs via
adding stabilizers to the medium.
Fig. 3. Implementation of the strategy for regulating Bradyrhizobium japonicum activity.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
FUNCTIONAL ACTIVITY GROWTH ACTIVITY VIABILITY
MORE STABLE NUMBER OF
BACTERIA
maintaining viability of soybean
nodule bacteria up to 4 months
IMPROVED SOYBEAN PRODUCTIVITY by 0.23–0.41 t/ha or 9–16 % relative to monoinoculation
OBTAINING HIGH-QUALITY PRODUCTS (increased protein and oil content)
ECONOMIC EFFICIENCY (improved production profitability)
ENERGY EFFICIENCY (increased energy efficiency ratio)
RESOURCE SAVING (decrease in water-soluble humus, Р
2
О
5
, К
2
О and MgO loss)
IMPROVING DIGEST MEDIA
VIA INTRODUCTION OF
SODIUM ALGINATE-BASED
ADDITIVES
COMBINATION OF NODULE BACTERIA AND AZOSPIRILLA:
SELECTION OF CONDITIONS OF THEIR CO-CULTIVATION AND USE FOR
ENSURING POSITIVE INTERACTION IN THE FORM OF COMMENSALISM
BRADYRHIZOBIUM
JAPONICUM
Improving nitrogen-fixing activity of nodule
bacteria by 42–49 %, 87-fold intensification of
gibberellin production, 5-fold intensification of
cytokine production, reduction of abscisic acid by
14 %, and 19-fold reduction of auxin/cytokine ratio
Increase in cell division ratio (ν),
decrease in generation time (g)
INOCULANT WITH 44 %
HIGHER TITER
38
REFERENCES
1. Patyka, V. P. (2003). Biolohichnyi azot [Bio-
logical nitrogen]. Kyiv [in Ukrainian].
2. Volkohon, V. V. (2006). Mikrobni Preparaty
v Zemlerobstvi. Teoriia i praktyka [Microbial Prepa-
rations in Agriculture. Theory and practice]. Kyiv
[in Ukrainian].
3. Volkohon, V. V. (2007). Mikrobiolohichni
aspekty optymizatsii azotnoho udobrennia silsko-
hospodarskykh kultur [Microbiological aspects of
nitrogen fertilizer optimization of agricultural
crops]. Kyiv [in Ukrainian].
4. Morhun, V. V., Kots, S. Ya. (2018). Rol bio-
lohichnoho azotu v azotnomu zhyvlenni roslyn. [The
role of biological nitrogen in nitrogen nutrition of
plants]. Visnyk Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrai-
ny, 1, 62–74, Kyiv [in Ukrainian].
5. Kurdysh, Y. K., Melnykova, N. N. (2011).
Vlyianye hlynystykh myneralov na rost y noduliat-
syonnuiu aktyvnost Bradyrhizobium japonicum. [In-
fluence of clay minerals on growth and nodulation
activity of Bradyrhizobium japonicum]. Mikrobiolo-
hichnyi zhurnal, 73(4), 36–40 [in Ukrainian].
6. Stephens, J. H. G., Rask, H. M. (2000). Inoc-
ulant production and formulation. Field crops re-
search, 65, 249–258. https://doi.org/10.1016/S0378-
4290(99)00090-8
7. Date, R. A. (2001) Advances in inoculant
technology: a brief Review. Australian journal of
experimental agriculture, 41, 3, 321–325. https://
doi.org/10.1071/EA00006
8. Brockwell, J., Bottomley, P. J. (1995). Re-
cent advances in inoculant technology and prospects
for the future. Soil Biology and Biochemistry, 27 (4–
5), 683–697. https://doi.org/10.1016/0038-0717(95)
98649-9
9. Crawford, S. L., Berryhill, D. L. (1983). Sur-
vival of Rhizobium phaseoli in coal-based Legume
inoculants applied to seeds. Applied and environ-
mental microbiology, 45(2), 703–705. https://doi.
org/10.1128/aem.45.2.703-705.1983
10. Argaw, A. (2012). Evaluation of co-ino-
culation of Bradyrhizobium japonicum and phos-
phate solubilizing Pseudomonas spp. effect on soy-
bean (Glycine max L. (Merr.)) in Assossa Area.
Journal of agricultural science and technology, 14,
213–224.
11. Askary, M., Mostajeran, A., Amooagha-
ei, R., & Mostajeran, M. (2009). Influence of the co-
inoculation Azospirillum brasilense and Rhizobium
meliloti plus 2,4-D on grain yield and N, P, K con-
tent of Triticum aestivum (cv. Baccros and Mahda-
vi). American-Eurasian Journal of Agricultural &
Environmental Science, 5(3), 296–307.
12. Vorobei, N. A., Patsko, O. V., Kots, S. Ia., &
Parshykova, T. V. (2009). Fiziolohichni osoblyvosti
rozvytku liutserny za inokuliatsii zmishanymy kultu-
ramy azotfiksuvalnykh mikroorhanizmiv [Physio-
logical features of alfalfa development by inocula-
tion with mixed cultures of nitrogen-fixing microor-
ganisms]. Fyzyolohyia y byokhymyia kulturnyikh
rastenyi — Physiology and Biochemistry of Culti-
vated Plants, 41 (1), 344–352. [in Ukrainian].
13. Aung, T. T., Tittabutr, P., Boonkerd, N.,
Herridge, D., & Teaumroong, N. (2013). Co-ino-
culation effects of Bradyrhizobium japonicum and
Azospirillum sp. on competitive nodulation and rhi-
zosphere eubacterial community structures of soy-
bean under rhizobia-established soil conditions. Af-
rican Journal of Biotechnology, 12 (20), 2850–2862.
14. Murodova, S. S., Davranov, K. D. (2014).
Kompleksnyie mykrobnyie preparatyi. Prymenenye
v selskokhoziaistvennoi praktyke [Complex micro-
bial preparations. Application in agricultural prac-
tice]. Biotechnologia Acta, 7 (6). (pp. 92–101) [in
Ukrainian].
15. Dospekhov, B. A. (1985). Metodyka polevo-
ho opyita (s osnovamy statystycheskoi obrabotky re-
zultatov yssledovanyi) [Methods of field experience
(with the basics of statistical processing of research
results]. Moskva: Ahropromyzdat [in Russian].
16. Shlehel, H. (1987). Obshchaia mykrobyolo-
hyia [General microbiology]. Moskva: Myr [in Rus-
sian].
17. Shylnykov, V. K. (2005). Praktykum po
mykrobyolohyy [Workshop on Microbiology]. Mos-
kva: Drofa [in Russian].
18. Bykov, V. A., Vynarov, A. Iu., & Sher-
stobytov, V. V. (1985). Raschet protsessov mykro-
byolohycheskykh proyzvodstv [Calculation of micro-
biological production processes]. Kyiv: Tekhnyka
[in Russian].
19. Pert, S. D. (1978). Osnovy kultyvyrovanyia
mykroorhanyzmov y kletok [Fundamentals of Cultur-
ing Microorganisms and Cells]. Moskva: Myr [in
Russian].
20. Hardy, R. W. F., Hotsren, R. D., Jack-
son, E. K., & Burns, R. C. (1968). The acetylene-
ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field
evaluation. Plant Physiol, 43 (8), 1185−1207.
https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185
21. Hardy, R. W. F., Burns, R. C., Holsten, R. D.
(1973). Applications of the acetylene-ethylene assay
for measurement of nitrogen fixation. Soil Biology
and Biochemistry, 5 (1), 47−81.
22. Volkohon, V. V. (2010). Eksperymentalna
gruntova mikrobiolohiia [Experimental soil micro-
biology]. Kyiv: Ahrarna nauka [in Ukrainian].
23. Kozar, S. F., Symonenko, E. P., Lyn-
nyk, V. O., & Kaplunenko, V. H. (2015). Influence
of nanocarboxylates of microelements on Rhizobium
radiobacter 204 growth-regulating activity. Silsko-
hospodarska mikrobiolohiia — Agricultural mic-
robiology, 22, 3–8. https://doi.org/10.35868/1997-
3004.22.3-8
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
39
24. Ievtushenko, T. A., Kozar, S. F., & Pysh-
chur, I. M. (2018, October). Vplyv nanokarboksyla-
tiv mikroelementiv na rostovu i funktsionalnu ak-
tyvnist Bradyrhizobium japonicum [Influence of
microelement nanocarboxylates on growth and fun-
ctional activity of Bradyrhizobium japonicum].
Mikrobiolohiia v suchasnomu silskohospodarskomu
vyrobnytstvi: tezy dopovidi XI naukovoi konfer-
entsii molodykh vchenykh (pp. 20–22), Chernihiv
[in Ukrainian].
25. Kozar, S. F., Yevtushenko, T. A., Usmano-
va, T. O., & Symonenko, Ye. P. (2017). Mikro-
biotsenoz ryzosfernoho gruntu ta produktyvnist
pshenytsi ozymoi za vykorystannia bakterii Agro-
bacterium radiobacter 204, aktyvovanykh nanokar-
boksylatamy metaliv [Microbiocenosis of the rhizo-
sphere soil and productivity of winter wheat for the
growth of Agrobacterium radiobacter 204 bacteria,
activated by metal nanocarboxylates]. Silskohospo-
darska mikrobiolohiia — Agricultural microbiology,
26, 17–23 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.35868/
1997-3004.30.13-19
26. Kozar, S. F., Symonenko, E. P., Volko-
hon, V. V., & Volkogon, M. V. (2019). Nanocar-
boxylates of molybdenum and of iron enhance the
functional activity of Rhizobium radiobacter 204.
Applied Nanoscience, 9(5), 795–800. https://doi.org/
10.1007/s13204-018-00939-6
27. Kozar, S. F. (2003). Antahonistychni vid-
nosyny batsyl iz predstavnykamy gruntovykh diazo-
trofiv ta perspektyvy vykorystannia yikhnikh kom-
pleksiv pry vyroshchuvanni silskohospodarskykh
kultur [Antagonistic species of bacilli from repre-
sentatives of primordial diazotrophs and the prospect
of victorious complexes in growing silky cultures].
Visnyk ahrarnoi nauky Prychornomoria — Ukraini-
an Black Sea region agrarian science, 1, 302–307
[in Ukrainian].
28. Kozar, S. F., Ushakova, M. A. (2004).
Antahonizm azotobaktera shchodo gruntovykh dia-
zotrofiv ta vplyv kompleksiv bakterii na rist Roslyn
[Antagonism of azotobacter from rodent dyazo-
trophs and infusion of bacterium complexes onto the
growth of roslin.]. Ahroekolohichnyi zhurnal —
Agroecological journal, 2, 31–34 [in Ukrainian].
29. Kozar, S. F. (2008). Kompleksne zastosu-
vannia diazotrofiv dlia pidvyshchennia urozhainosti
ozymoho zhyta [Integrated use of diazotrophs for
increasing the yield of winter crops.]. Zbirnyk nau-
kovykh prats Umanskoho derzhavnoho ahrarnoho
universytetu: osnovy formuvannia produktyvnosti
silskohospodarskykh kultur za intensyvnykh tekhno-
lohii vyroshchuvannia — Collected works of Uman
state university of horticulture: bases of formation of
productivity of agricultural crops at intensive tech-
nologies of cultivation (pp. 312–316) [in Ukrainian].
30. Kozar, S. F., Ushakova, M. A., & Pohory-
lko, N. V. (2002). Stvorennia shtuchnykh asotsiatsii
diazotrofiv dlia inokuliatsii ozymoho zhyta [The
creation of piece associations of diazotrophs for the
inoculation of winter crops]. Stalyi rozvytok
ahroekosystem: tezy dopovidi mizhnarodnoi nau-
kovoi konferentsii (pp. 105–107). Vinnytsia [in Uk-
rainian].
31. Kozar, S. F. (2005). Biolohichna efektyvnist
kompleksnoho zastosuvannia mikrobnykh prepara-
tive [Biological efficiency of complex storage of mi-
crobial preparations]. Silskohospodarska mikrobi-
olohiia — Agricultural microbiology, 1–2, 86–94 [in
Ukrainian].
32. Kozar, S. F. (2006). Vplyv mikrobnykh
preparativ na aktyvnist mikrofloryi ryzosferno-
ho gruntu yaroho yachmeniu [Infusion of micro-
bial preparations on the activity of microflora in
rhizosphere soil of bright barley]. Visnyk KhNAU
im. V. V. Dokuchaieva — The Bulletin of the kharkiv
national agricultural university of V. V. Dokuchaev,
4, 126–133 [in Ukrainian].
33. Kozar, S. F. (2005). Byolohycheskye ele-
mentyi tekhnolohyy vyirashchyvanyia yarovoho
yachmenia na osnove kompleksnoho yspolzovanyia
mykrobnyikh preparatov [Biological elements of the
technology of growing spring barley based on the
integrated use of microbial preparations]. Cherni-
hivskyi derzhavnyi tsentr naukovo-tekhnichnoi i
ekonomichnoi informatsii, 4 [in Ukrainian].
34. Kozar, S. F., Nesterenko, V. M., Yevtu-
shenko, T. A., Firsovskyi, O. V., & Usmanova, T. O.
(2013). Efektyvnist zastosuvannia mikrobnoho pre-
paratu ABT v tekhnolohii vyroshchuvannia tsybuli
ripchastoi [The effectiveness of the intake of the mi-
crobial drug ABT in the technology of viral cybuli-
zation]. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu
bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy (Seriia
“Ahronomiia”) — Scientific Bulletin of the National
University of Life and Environmental Sciences of
Ukraine (Series “Agronomy”). 183 (1), 207-214 [in
Ukrainian].
35. Bilokonska, O., Kozar, S. (2020). Viability
of Azotobacter chroococcum IMB B-7836 and their
influence on cucumber productivity. Anale Universi-
taţii din Oradea, Fascicula Biologie.; XXVII, 2,
111–115.
36. Bilokonska, O. M., Kozar, S. F., Yevtu-
shenko, T. A., & Usmanova, T. O. (2018). Zbere-
zhenist bakterii rodu Azotobacter na nasinni Cu-
cumis sativus L. za dii riznykh temperature [Preser-
vation of bacteria of the genus Azotobacter on plants
Cucumis sativus L. for different temperatures.
Silskogospodarska Microbiology]. Silskohospo-
darska mikrobiolohiia — Agricultural microbiology,
27, 11–17. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.35868/
1997-3004.27.11-17
37. Goldenfeld, N., Woese, C. (2007). Biolo-
gy’s Next Revolution. Nature. 445. https://doi.org/
10.1038/445369a
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
40
38. Patyka, M. V., Tanchyk, S. P., Kolodiazh-
nyi, O. Yu., Ivaniuk, M. F., Kruhlov, Yu. V., Mel-
nychuk, M. D., & Patyka, T. I. (2012). Formuvannia
bioriznomanittia ta filotypovoi struktury eubakteri-
alnoho kompleksu chornozemu typovoho pry vy-
roshchuvanni pshenytsi ozymoi [Formation of bi-
oriznomanittya and phylotype structure of eubacteri-
al complex black soil typical for growing winter
wheat]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk
Ukrainy — Reports of the National Academy of Sci-
ences of Ukraine, 11, 163–171 [in Ukrainian].
39. Lenheler, Y., Drevs, H., & Shlehel, H.
(2005). Sovremennaia mykrobyolohyia. Prokaryoty:
v 2-kh tomakh [Modern microbiology. Prokaryotes:
in 2 volumes] Moskov: Myr. [in Russian].
40. De-Bashan, L. E., Hernandez, J., Morey, T.,
& Bashan, Y. (2004). Microalgae growth-promoting
bacteria as “helpers” for microalgae: a novel ap-
proach for removing ammonium and phosphorus
from municipal wastewater. Water Research, 38 (2),
466–474. https://doi.org/10.1016/j.watres.2003.09.022
41. Patil, G. B., Lakshman, H. C., Mirdhe, R. M.,
& Agadi, B. S. (2013) Effect of co-inoculation of
AM fungi and two beneficial microorganisms on
growth and nutrient uptake of Eleusine coracana
Gaertn. (Finger millet). Asian Journal of Plant Sci-
ence and Research, 3 (1). 26–30.
42. Date, R. A. (2001). Advances in inoculant
technology: a brief review. Australian Journal of
Experimental Agriculture, 41 (3), 321-325.
43. Brockwell, J., Bottomley, P. J. (1995). Re-
cent advances in inoculant technology and prospects
for the future. Soil Biology and Biochemistry, 27 (4–
5), 683-697. https://doi.org/10.1016/0038-0717(95)
98649-9
44. Kremer, R. J., Peterson, H. L. (1983). Ef-
fects of Carrier and Temperature on Survival of Rhi-
zobium spp. in Legume Inocula: Development of an
Improved Type of Inoculant. Applied and Environ-
mental Microbiology, 45 (6), 1790–1794. https://
doi.org/10.1128/aem.45.6.1790-1794.1983
45. Kovalevska, T. M., Kozar, S. F., Kruty-
lo, D. V., Horban, V. P., Romanova, I. M., & Us-
manova, T. O. (2015). Metody kultyvuvannia ta
tryvaloho zberihannia bulbochkovykh bakterii v
kolektsiiakh: metodychni rekomendatsii [The meth-
od of cultivation of the trivial harvesting of bulbous
bacteria in collections: methodical recommenda-
tions]. Chernihiv: ISMAV NAAN [in Ukrainian].
46. Hartley, E. J., Gemell, L. G., & Deaker, R.
(2012). Some factors that contribute to poor survival
of rhizobia on preinoculated legume seed. Crop and
Pasture Science, 63 (8–9), 858–865. https://doi.org/
10.1071/CP12132
47. Stout, D. G., Hall, J. W., Brooke, B. M.,
Baalim, G., Thompson, D. J. (1993). Effect of stor-
age temperature and time on viability of rhizobia on
lime-coated alsike clover (Trifolium hybridum) seed.
The Journal of Agricultural Science, 120 (2), 205–
211. https://doi.org/10.1017/S0021859600074244
48. Bashan, Y., Hernandez, J. P., Leyva, L. A.,
& Bacilio, M. (2002). Alginate microbeads as inocu-
lant carriers for plant growth-promoting bacteria.
Biology and Fertility of Soils, 35, 359–368.
https://doi.org/10.1007/s00374-002-0481-5
49. Bashan, Y., Gonzalez, L. E. (1999). Long-
term survival of the plant-growth-promoting bacteria
Azospirillum brasilense and Pseudomonas fluo-
rescens in dry alginate inoculant. Applied Microbi-
ology and Biotechnology, 51 (2), 262–266. https://
doi.org/10.1007/s002530051391
50. Kozar, S. F., Yevtushenko, T. A., & Nes-
terenko, V. M. (2017). Vplyv rechovyn riznoho khi-
michnoho skladu na zhyttiezdatnist diazotrofiv na
nasinni silskohospodarskykh kultur [The inflow of
rechovins from a small chemistry warehouse to the
life of diazotrophs on the national agricultural cul-
tures]. Silskohospodarska mikrobiolohiia — Agri-
cultural microbiology, 25, 10–17 [in Ukrainian].
https://doi.org/10.35868/1997-3004.25.10-17
51. Mulder, L., Hogg, B., Bersoult, A., &
Cullimore, J. V. (2005). Integration of signalling
pathways in the establishment of the legume-
rhizobia symbiosis. Physiologia Plantarum, 123 (2),
207–218. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2005.
00448.x
Received 05.04.2021
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
41
https://doi.org/10.35868/1997-3004.33.33-43
УДК 579.22:631.147
СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ
ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ
СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР
С. Ф. Козар
Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН, м. Чернігів
e-mail: kozarsf@gmail.com
Мета. Дослідити підходи щодо управління активністю ґрунтових діазотрофів та за-
пропонувати стратегію її регулювання. Методи. Теоретичні, вегетаційного і польового до-
сліду, мікробіологічні, газохроматографічні, математично-статистичні. Результати. По-
казано, що активність корисних ґрунтових мікроорганізмів може змінюватися за дії темпе-
ратури, вологості, хімічних сполук різної природи, інших мікроорганізмів. Встановлено, що
зважаючи на значну різноманітність чинників, необхідна розробка комплексу конкретних
способів підвищення ростової й функціональної активності азотфіксувальних бактерій, а
також їхньої життєздатності. Доведено, що за поєднання діазотрофів формується ефек-
тивна симбіотична бобово-ризобіальна система, що забезпечує надходження додаткового
біологічного азоту в агроценози. Водночас відзначено збільшення маси рослин, вмісту хло-
рофілів у листках, вмісту протеїну та олії в продукції. За сумісного застосування діазотро-
фів збільшується урожайність, зокрема сої — на 9–16 %, якщо порівняти з інокуляцією чи-
стою культурою бактерій. Висновки. На основі аналізу й узагальнення отриманих резуль-
татів досліджень пропонується стратегія регулювання активності діазотрофів для їх
ефективної інтродукції в агроценози, яка полягає у поєднанні бактерій різних видів, підборі
умов їх сумісного культивування й застосування за стабілізації чисельності життєздатних
клітин бактерій. Запропонована стратегія передбачає розв’язання поставленого завдання
шляхом отримання інокулянту, який характеризується високим титром і більш стабільною
кількістю життєздатних клітин, що дозволяє отримати ефективну азотфіксувальну сис-
тему. Стратегія опрацьована на прикладі регулювання ростової й функціональної активно-
сті бульбочкових бактерій сої за рахунок поєднання діазотрофів різних видів, обґрунтування
умов їх сумісного культивування і застосування для забезпечення позитивної взаємодії за
формою коменсалізму, а також шляхом регулювання життєздатності діазотрофів за ра-
хунок внесення добавок-стабілізаторів у середовище.
Ключові слова: азотфіксувальні бактерії, ростова активність, азотфіксація, життє-
здатність, стратегія регулювання активності діазотрофів.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Біологічний азот / За ред. В. П. Патики.
Київ. 2003. 424 с.
2. Мікробні препарати в землеробстві. Тео-
рія і практика / За ред. В. В. Волкогона. Київ.
2006. 312 с.
3. Волкогон В. В. Мікробіологічні аспекти
оптимізації азотного удобрення сільськогоспо-
дарських культур. К. : Аграрна наука, 2007. 144 с.
4. Моргун В. В., Коць С. Я. Роль біологічно-
го азоту в азотному живленні рослин. Вісник
Національної Академії Наук України. 2018. № 1.
С. 62–74.
5. Курдиш И. К., Мельникова Н. Н. Влияние
глинистых минералов на рост и нодуляционную
активность Bradyrhizobium japonicum. Мікробіо-
логічний журнал. 2011. Т. 73 (4). С. 36-40.
6. Stephens J. H. G., Rask H. M. Inoculant pro-
duction and formulation. Field crops research. 2000.
Vol. 65. С. 249–258. https://doi.org/10.1016/S0378-
4290(99)00090-8
7. Date R. A. Advances in inoculant technolo-
gy: a brief Review. Australian journal of experi-
mental agriculture. 2001. Vol. 41 (3). C. 321–325.
https://doi.org/10.1071/EA00006
8. Brockwell J., Bottomley P. J. Recent advanc-
es in inoculant technology and prospects for the fu-
ture. Soil Biology and Biochemistry. 1995. Vol. 27
(4–5). С. 683–697. https://doi.org/10.1016/0038-
0717(95)98649-9
9. Crawford S. L., Berryhill D. L. Survival of
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
42
Rhizobium phaseoli in coal-based Legume inocu-
lants applied to seeds. Applied and environmental
microbiology. 1983. Vol. 45 (2). C. 703–705. https://
doi.org/10.1128/aem.45.2.703-705.1983
10. Argaw A. Evaluation of co-inoculation of
Bradyrhizobium japonicum and phosphate solubiliz-
ing Pseudomonas spp. Effect on soybean (Glycine
max L. (Merr.)) in Assossa Area. Journal of agricul-
tural science and technology. 2012. Vol. 14. C. 213–
224.
11. Askary M., Mostajeran A., Amooaghaei R.,
Mostajeran M. Influence of the co-inoculation Azo-
spirillum brasilense and Rhizobium meliloti plus
2,4-D on grain yield and N, P, K content of Triticum
aestivum (cv. Baccros and Mahdavi). American-
Eurasian Journal of Agricultural & Environmental
Sciences. 2009. Vol. 5 (3). C. 296–307.
12. Воробей Н. А., Пацко О. В., Коць С. Я.,
Паршикова Т. В. Фізіологічні особливості ро-
звитку люцерни за інокуляції змішаними культу-
рами азотфіксувальних мікроорганізмів. Физио-
логия и биохимия культурных растений. 2009.
Т. 41 (4). С. 344–352.
13. Aung T. T., Tittabutr P., Boonkerd N., Her-
ridge D., Teaumroong N. Co-inoculation effects of
Bradyrhizobium japonicum and Azospirillum sp. on
competitive nodulation and rhizosphere eubacterial
community structures of soybean under rhizobia-
established soil conditions. African Journal of
Biotechnology. 2013. Vol. 12 (20). С. 2850–2862.
14. Муродова С. С., Давранов К. Д. Ком-
плексные микробные препараты. Применение в
сельскохозяйственной практике. Biotechnologia
Acta. 2014. Vol. 7 (6). С. 92–101.
15. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта
(с основами статистической обработки резуль-
татов исследований). М. : Агропромиздат. 1985.
351 с.
16. Шлегель Г. Общая микробиология. М. :
Мир, 1987. 567 с.
17. Практикум по микробиологии / под ред.
В. К. Шильникова. М. Дрофа, 2005. 256 с.
18. Быков В. А., Винаров А. Ю., Шерстоби-
тов В. В. Расчет процессов микробиологических
производств. К. : Техника. 1985. 246 с.
19. Перт С. Д. Основы культивирования мик-
роорганизмов и клеток. М. : Мир, 1978. 330 с.
20. Hardy R. W. F., Hotsren R. D., Jackson E. K.,
Burns R. C. The acetylene-ethylene assay for N2
fixation: laboratory and field evaluation. Plant
Physiol. 1968. Vol. 43 (8). С. 1185−1207. https://
doi.org/10.1104/pp.43.8.1185
21. Hardy R. W. F., Burns R. C., Holsten, R. D.
Applications of the acetylene-ethylene assay for
measurement of nitrogen fixation. Soil Biology and
Biochemistry. 1973. Vol. 5 (1). С. 47–81.
22. Експериментальна ґрунтова мікробіоло-
гія / За ред. В. В. Волкогона. К. : Аграрна наука,
2010. 464 с.
23. Kozar S. F., Symonenko E. P., Lyn-
nyk V. O., Kaplunenko V. H. Influence of nano-
carboxylates of microelements on Rhizobium radio-
bacter 204 growth-regulating activity. Сільськогос-
подарська мікробіологія. 2015. Вип. 22. С. 3–8.
https://doi.org/10.35868/1997-3004.22.3-8
24. Євтушенко Т. А., Козар С. Ф., Пищур І. М.
Вплив нанокарбоксилатів мікроелементів на ро-
стову і функціональну активність Bradyrhizobium
japonicum. Мікробіологія в сучасному сільсько-
господарському виробництві: тези доповіді XI
наукової конференції молодих вчених (м. Чер-
нігів, 5–6 жовтня). Чернігів, 2018. С. 20−22.
25. Козар С. Ф., Євтушенко Т. А., Усмано-
ва Т. О. Вплив полісахаридно-білкового ком-
плексу на ефективність бактеризації сої Ри-
зогуміном. Сільськогосподарська мікробіологія.
2019. Вип. 30. С. 13–19. https://doi.org/10.35868/
1997-3004.30.13-19
26. Kozar S. F., Symonenko E. P., Volko-
hon V. V., Volkogon M. V. Nanocarboxylates of
molybdenum and of iron enhance the functional
activity of Rhizobium radiobacter 204. Applied
Nanoscience. 2019. Vol. 9. Num. 5. С. 795−800.
https://doi.org/10.1007/s13204-018-00939-6
27. Козар С. Ф. Антагоністичні відносини
бацил із представниками ґрунтових діазотрофів
та перспективи використання їхніх комплексів
при вирощуванні сільськогосподарських куль-
тур. Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2003.
№ 3 (1). С. 302–307.
28. Козар С. Ф., Ушакова М. А. Антагонізм
азотобактера щодо ґрунтових діазотрофів та
вплив комплексів бактерій на ріст рослин. Агро-
екологічний журнал. 2004. № 2. С. 31–34.
29. Козар С. Ф. Комплексне застосування ді-
азотрофів для підвищення урожайності озимого
жита. Збірник наукових праць Уманського дер-
жавного аграрного університету: основи фор-
мування продуктивності сільськогосподарських
культур за інтенсивних технологій вирощування.
2008. С. 312–316.
30. Козар С. Ф., Ушакова М. А., Погориль-
ко Н. В. Створення штучних асоціацій діазотро-
фів для інокуляції озимого жита. Сталий розви-
ток агроекосистем: тези доповіді міжнародної
наукової конференції (м. Вінниця, 17–20 верес-
ня). Вінниця, 2002. С. 105–107.
31. Козар С. Ф. Біологічна ефективність
комплексного застосування мікробних препара-
тів. Сільськогосподарська мікробіологія. 2005.
Вип. 1–2. С. 86–94.
32. Козар С. Ф. Вплив мікробних препаратів
на активність мікрофлори ризосферного ґрунту
ярого ячменю. Вісник ХНАУ ім. В. В. Докучаєва.
2006. 4. С. 126–133.
33. Козар С. Ф. Биологические элементы
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
43
технологии выращивания ярового ячменя на ос-
нове комплексного использования микробных
препаратов. Чернігівський державний центр на-
уково-технічної і економічної інформації. 2005.
№ 4. 4 с.
34. Козар С. Ф., Нестеренко В. М., Євтушен-
ко Т. А., Фірсовський О. В., Усманова Т. О.
Ефективність застосування мікробного препара-
ту АБТ в технології вирощування цибулі ріп-
частої. Науковий вісник Національного універси-
тету біоресурсів і природокористування Украї-
ни (Серія «Агрономія»). 2013. Вип. 183 (1).
С. 207–214.
35. Bilokonska O., Kozar S. Viability of Azoto-
bacter chroococcum IMB B-7836 and their influ-
ence on cucumber productivity. Analele Universi-
taţii din Oradea, Fascicula Biologie. 2020; XXVII,
Issue 2. С. 111−115.
36. Білоконська О. М., Козар С. Ф., Євту-
шенко Т. А., Усманова Т. О. Збереженість бак-
терій роду Azotobacter на насінні Cucumis sati-
vus L. за дії різних температур. Сільськогоспо-
дарська мікробіологія. 2018. Вип. 27. С. 11–17.
https://doi.org/10.35868/1997-3004.27.11-17
37. Goldenfeld N., Woese C. Biology’s Next
Revolution. Nature. 2007. Vol. 445. С. 369.
https://doi.org/10.1038/445369a
38. Патика М. В., Танчик С. П., Колодяж-
ний О. Ю., Іванюк М. Ф., Круглов Ю. В., Мель-
ничук М. Д., Патика Т. І. Формування біорізно-
маніття та філотипової структури еубактеріаль-
ного комплексу чорнозему типового при виро-
щуванні пшениці озимої. Доповiдi Нацiональної
академiї наук України. 2012. № 11. С. 163–171.
39. Современная микробиология. Прокарио-
ты: в 2-х томах / Под ред. Й. Ленгелера, Г. Древ-
са, Г. Шлегеля. М. : Мир. 2005.
40. De-Bashan L. E., Hernandez J., Morey T.,
Bashan Y. Microalgae growth-promoting bacteria as
“helpers” for microalgae: a novel approach for
removing ammonium and phosphorus from
municipal wastewater. Water Research. 2004. № 38
(2). С. 466–474. https://doi.org/10.1016/j.watres.
2003.09.022
41. Patil G. B., Lakshman H. C., Mirdhe R. M.,
Agadi B. S. Effect of co-inoculation of AM fungi
and two beneficial microorganisms on growth and
nutrient uptake of Eleusine coracana Gaertn. (Finger
millet). Asian Journal of Plant Science and Rese-
arch. 2013. Vol. 3 (1). С. 26–30.
42. Date R. A. Advances in inoculant techno-
logy: a brief review. Australian Journal of Experi-
mental Agriculture. 2001. Vol. 41 (3). C. 321–325.
43. Brockwell J., Bottomley P. J. Recent ad-
vances in inoculant technology and prospects for the
future. Soil Biology and Biochemistry. 1995. Vol. 27
(4–5). C. 683-697. https://doi.org/10.1016/0038-0717
(95)98649-9
44. Kremer R. J., Peterson H. L. Effects of Car-
rier and Temperature on Survival of Rhizobium spp.
in Legume Inocula: Development of an Improved
Type of Inoculant. Applied and Environmental
Microbiology. 1983. Vol. 45 (6). C. 1790–1794.
https://doi.org/10.1128/aem.45.6.1790-1794.1983
45. Ковалевська Т. М., Козар С. Ф., Крути-
ло Д. В., Горбань В. П., Романова І. М., Усмано-
ва Т. О. Методи культивування та тривалого
зберігання бульбочкових бактерій в колекціях: ме-
тодичні рекомендації. Чернігів : ІСМАВ НААН.
2015. 36 с.
46. Hartley E. J., Gemell L. G., Deaker R.
Some factors that contribute to poor survival of rhi-
zobia on preinoculated legume seed. Crop and Pas-
ture Science. 2012. Vol. 63 (8−9). С. 858−865.
https://doi.org/10.1071/CP12132
47. Stout D. G., Hall J. W., Brooke B. M.,
Baalim G., Thompson D. J. Effect of storage tem-
perature and time on viability of rhizobia on lime-
coated alsike clover (Trifolium hybridum) seed. The
Journal of Agricultural Science. 1993. Vol. 120 (2).
C. 205−211. https://doi.org/10.1017/S00218596000
74244
48. Bashan Y., Hernandez J. P., Leyva L. A.,
Bacilio M. Alginate microbeads as inoculant carriers
for plant growth-promoting bacteria. Biology and
Fertility of Soils. 2002. Vol. 35. C. 359–368.
https://doi.org/10.1007/s00374-002-0481-5
49. Bashan Y., Gonzalez L. E. Long-term sur-
vival of the plant-growth-promoting bacteria Azo-
spirillum brasilense and Pseudomonas fluorescens in
dry alginate inoculant. Applied Microbiology and
Biotechnology. 1999. Vol. 51 (2). C. 262–266.
https://doi.org/10.1007/s002530051391
50. Козар С. Ф., Євтушенко Т. А., Нестерен-
ко В. М. Вплив речовин різного хімічного складу
на життєздатність діазотрофів на насінні сільсь-
когосподарських культур. Сільськогосподарська
мікробіологія. 2017. Вип. 25. С. 10−17. https://doi.
org/10.35868/1997-3004.25.10-17
51. Mulder, L., Hogg, B., Bersoult, A., Culli-
more, J. V. Integration of signalling pathways in the
establishment of the legume-rhizobia symbiosis. Phy-
siologia Plantarum. 2005. Vol. 123 (2). Р. 207−218.
https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2005.00448.x
Отримано 05.04.2021
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2021. Вип. 33.
|
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-442 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:14:45Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | smicinua/2e/6656d748639773693fb9e9dacc04942e.pdf |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-4422026-07-22T10:10:50Z DIAZOTROPH ACTIVITY REGULATING STRATEGY UNDER THEIR INTRODUCTION IN AGROCENOSES СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР С. Ф. , Козар nitrogen-fixing bacteria, growth activity, nitrogen fixation, viability, diazotroph activity regulating strategy азотфіксувальні бактерії, ростова активність, азотфіксація, життєздатність, стратегія регулювання активності діазотрофів Objective. Investigate approaches to managing the activity of soil diazotrophs and propose a strategy for its regulation. Methods. Theoretical, vegetation and field experiments, microbiological, gas chromatographic, mathematical and statistical. Results. The activity of beneficial soil microorganisms can change under the action of temperature, humidity, chemical compounds of various origin, and other microorganisms. It was established that, taking into account a significant variety of factors, it is necessary to develop a set of specific ways to increase the growth and functional activity of nitrogen-fixing bacteria, as well as their viability. It has been proved that the combination of diazotrophs forms an effective symbiotic leguminous-rhizobial system, which provides additional biological nitrogen in agrocenoses. At the same time, there was an increase in plant mass, chlorophyll content in the leaves, protein and oil content in the products. The combined use of diazotrophs increases the yield, in particular, soybeans by 9–16 % compared with inoculation by pure bacterial culture. Conclusion. Based on the analysis and generalization of the obtained research results, a strategy for regulating the activity of diazotrophs for their effective introduction into agrocenoses is proposed, which consists in combining bacteria of different species, selecting conditions for their co-cultivation and application upon stabilisation of the number of viable bacterial cells. The proposed strategy involves solving the problem by obtaining an inoculant, which is characterized by a high titre and a stable number of viable cells, which allows to obtain an effective nitrogen-fixing system. The strategy is tried-and-tested on the example of regulating the growth and functional activity of soybean nodule bacteria by combining diazotrophs of different species, substantiating the conditions of their co-cultivation and application to ensure positive interaction in the form of commensalism, as well as by regulating viability of diazotrophs by adding stabilisers to the medium. Мета. Дослідити підходи щодо управління активністю ґрунтових діазотрофів та запропонувати стратегію її регулювання. Методи. Теоретичні, вегетаційного і польового досліду, мікробіологічні, газохроматографічні, математично-статистичні. Результати. Показано, що активність корисних ґрунтових мікроорганізмів може змінюватися за дії температури, вологості, хімічних сполук різної природи, інших мікроорганізмів. Встановлено, що зважаючи на значну різноманітність чинників, необхідна розробка комплексу конкретних способів підвищення ростової й функціональної активності азотфіксувальних бактерій, а також їхньої життєздатності. Доведено, що за поєднання діазотрофів формується ефективна симбіотична бобово-ризобіальна система, що забезпечує надходження додаткового біологічного азоту в агроценози. Водночас відзначено збільшення маси рослин, вмісту хлорофілів у листках, вмісту протеїну та олії в продукції. За сумісного застосування діазотрофів збільшується урожайність, зокрема сої — на 9–16 %, якщо порівняти з інокуляцією чистою культурою бактерій. Висновки. На основі аналізу й узагальнення отриманих результатів досліджень пропонується стратегія регулювання активності діазотрофів для їх ефективної інтродукції в агроценози, яка полягає у поєднанні бактерій різних видів, підборі умов їх сумісного культивування й застосування за стабілізації чисельності життєздатних клітин бактерій. Запропонована стратегія передбачає розв’язання поставленого завдання шляхом отримання інокулянту, який характеризується високим титром і більш стабільною кількістю життєздатних клітин, що дозволяє отримати ефективну азотфіксувальну систему. Стратегія опрацьована на прикладі регулювання ростової й функціональної активності бульбочкових бактерій сої за рахунок поєднання діазотрофів різних видів, обґрунтування умов їх сумісного культивування і застосування для забезпечення позитивної взаємодії за формою коменсалізму, а також шляхом регулювання життєздатності діазотрофів за рахунок внесення добавок-стабілізаторів у середовище. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2021-06-18 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/442 10.35868/1997-3004.33.33-43 Agricultural microbiology; Vol. 33 (2021): Agriciltural microbiology; 33-43 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 33 (2021): Сільськогосподарська мікробіологія; 33-43 1997-3004 10.35868/1997-3004.33 en https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/442/523 Авторське право (c) 2021 Kozar S. F. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | азотфіксувальні бактерії ростова активність азотфіксація життєздатність стратегія регулювання активності діазотрофів С. Ф. , Козар СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР |
| title | СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР |
| title_alt | DIAZOTROPH ACTIVITY REGULATING STRATEGY UNDER THEIR INTRODUCTION IN AGROCENOSES |
| title_full | СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР |
| title_fullStr | СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР |
| title_full_unstemmed | СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР |
| title_short | СТРАТЕГІЯ РЕГУЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ДІАЗОТРОФІВ ЗА ЇХ ІНТРОДУКЦІЇ В АГРОЦЕНОЗИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР |
| title_sort | стратегія регулювання активності діазотрофів за їх інтродукції в агроценози сільськогосподарських культур |
| topic | азотфіксувальні бактерії ростова активність азотфіксація життєздатність стратегія регулювання активності діазотрофів |
| topic_facet | nitrogen-fixing bacteria growth activity nitrogen fixation viability diazotroph activity regulating strategy азотфіксувальні бактерії ростова активність азотфіксація життєздатність стратегія регулювання активності діазотрофів |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/442 |
| work_keys_str_mv | AT sfkozar diazotrophactivityregulatingstrategyundertheirintroductioninagrocenoses AT sfkozar strategíâregulûvannâaktivnostídíazotrofívzaíhíntrodukcíívagrocenozisílʹsʹkogospodarsʹkihkulʹtur |