КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ

Objective. Establish effective mixed inoculants for soybeans based on new active strains of Bradyrhizobium japonicum with different intensity and dynamics of nitrogen-fixing activity to improve nodulation processes and functional activity of legume-rhizobia symbiosis. Methods. Microbiological, physi...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2023
Автори: Воробей, Н. А., Кукол, К. П., Пухтаєвич, П. П., Коць, С. Я.
Формат: Стаття
Мова:Українська
Опубліковано: Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2023
Теми:
Онлайн доступ:https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/515
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Agriciltural microbiology
Завантажити файл: Pdf

Репозитарії

Agriciltural microbiology
_version_ 1871466314250321920
author Воробей, Н. А.
Кукол, К. П.
Пухтаєвич, П. П.
Коць, С. Я.
author_facet Воробей, Н. А.
Кукол, К. П.
Пухтаєвич, П. П.
Коць, С. Я.
author_institution_txt_mv [ { "author": "Н. А. Воробей", "institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України" }, { "author": "К. П. Кукол", "institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України" }, { "author": "П. П. Пухтаєвич", "institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України" }, { "author": "С. Я. Коць", "institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України" } ]
author_sort Воробей, Н. А.
baseUrl_str https://smic.in.ua/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-07-22T10:10:52Z
description Objective. Establish effective mixed inoculants for soybeans based on new active strains of Bradyrhizobium japonicum with different intensity and dynamics of nitrogen-fixing activity to improve nodulation processes and functional activity of legume-rhizobia symbiosis. Methods. Microbiological, physiological, statistical, gas chromatography. Legume-rhizobia systems based on Glycine max L. (Merill) soybean, variety Samorodok, were studied using recombinant strains of B. japonicum: B199, B201, Д47, Д48, Д52, Д60, Д63. Monoinoculation of soybean with B. japonicum 634б served as the control. Results. Mixed inoculation of B. japonicum ensured positive ontogenetic dynamics of root nodule formation in soybean. The indicator of the number of root nodules in experimental plants was 1.2–1.9 times higher versus the control plants from Day 18 to 45 of soybean vegetation. When soybeans were inoculated with B. japonicum 634б + B201 and 634б + Д 52, the mass of nodules at Day 45 of vegetation increased by 30.0–35.3 % versus the control and was the highest (1.10–1.15 g/plant) among the studied variants, as a result of the strengthening effect of complex bacterization. A positive synergistic effect of the combined use of strains was obtained — intensification of the nitrogen-fixing activity of soybean root nodules. In the phase of budding/beginning of flowering and full flowering under combined inoculation with active strains of B. japonicum 634б + Д47, 634б + Д52 and 634б + В201, nitrogen fixation of soybean nodules increased by 10.7–25.5 % (at Day 32), by 13.2–30.9 % (at Day 38), and was also 2.3–2.8 times higher in the phase of full flowering (Day 45 of soybean vegetation) versus the similar indicator of control plants. In the phase of full flowering of plants (Day 45 of vegetation), under mixed inoculation with strains of B. japonicum 634б + Д47, 634б + В201, 634б + Д52 and В201 + Д52, the aboveground mass of plants exceeded that of control plants by 8.3–17.2 % variant, which was probably provided by improved conditions of their nitrogen nutrition, due to enhanced assimilation of N2 by root nodules. The most developed root system was in soybeans inoculated with strains B. japonicum 634б and B. japonicum 634б + Д52, B. japonicum 634б + В201 and B. japonicum Д48 + Д52. Conclusion. Symbiotic features of active recombinant strains of B. japonicum and their variability in functional activity at different stages of soybean ontogenesis should be taken into account when creating complex nitrogen-fixing bacterial preparations for soybeans with the effect of microbiological synergy.
doi_str_mv 10.35868/1997-3004.38.29-39
first_indexed 2025-07-17T12:26:47Z
format Article
fulltext 29 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. С. 29–39. ISSN 1997-3004 https://doi.org/10.35868/1997-3004.38.29-39 УДК 576.871.155.557 КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ Н. А. Воробей, К. П. Кукол, П. П. Пухтаєвич, С. Я. Коць Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України вул. Васильківська, 31/17; м. Київ, 03022, Україна; e-mail: n-vorobey@ukr.net Мета. Визначити ефективні змішані інокулянти для сої на основі нових активних шта- мів Bradyrhizobium japonicum із різною інтенсивністю та динамікою азотфіксувальної ак- тивності для підсилення нодуляційних процесів і функціональної активності бобово- ризобіального симбіозу. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, статистичні, газова хрома- тографія. Досліджували бобово-ризобіальні системи на основі сої Glycine max L. (Merill) сорту Самородок за участю рекомбінантних штамів B. japonicum: В199, В201, Д47, Д48, Д52, Д60, Д63. За контроль слугував варіант — моноінокуляція сої B. japonicum 634б. Результати. Змішана інокуляція В. japonicum забезпечила позитивну онтогенетичну дина- міку формування кореневих бульбочок у сої. Показник кількості кореневих бульбочок у дослі- дних рослин був вищим у 1,2–1,9 раза, як порівняти з контрольними з 18 по 45-ту доби веге- тації сої. За інокуляції сої B. japonicum 634б + В201 та 634б + Д52 маса бульбочок на 45-ту добу вегетації збільшилася на 30,0–35,3 % проти контролю і була найбільшою (1,10– 1,15 г/рослину) серед досліджуваних варіантів, як результат підсилювального ефекту комп- лексної бактеризації. Отримано позитивний синергічний ефект сумісного застосування штамів — інтенсифікацію азотфіксувальної активності кореневих бульбочок сої. У фази бутонізація-початок цвітіння та повного цвітіння за спільної інокуляції активними штама- ми B. japonicum 634б + Д47, 634б + Д52 та 634б + В201 азотфіксація бульбочок сої зросла на 10,7–25,5 % (на 32-гу добу) на 13,2–30,9 % (на 38-му добу), а також була вищою в 2,3– 2,8 раза у фазу повного цвітіння (45-та доба вегетації сої), як порівняти з аналогічним пока- зником контрольних рослин. У фазу повного цвітіння рослин (45-та доба вегетації) за змі- шаної інокуляції штамами B. japonicum 634б + Д47, 634б + В201, 634б + Д52 та В201 + Д52 надземна маса рослин перевищувала на 8,3–17,2 % рослини контрольного варіанту, що віро- гідно забезпечувалося покращеними умовами їх азотного живлення — завдяки посиленій асиміляції N2 кореневими бульбочками. Найбільш розвинена коренева система була у сої, іно- кульованої штамом B. japonicum 634б та B. japonicum 634б + Д52, B. japonicum 634б + В201 та B. japonicum Д48 + Д52. Висновки. Симбіотичні особливості активних рекомбінант- них штамів B. japonicum та їх варіабельність за функціональною активністю на різних етапах онтогенезу сої доцільно враховувати у створенні комплексних азотфіксувальних бактеріальних препаратів під сою з ефектом мікробіологічної синергії. Ключові слова: соя Glycine max L. (Merill), симбіоз, Bradyrhizobium japonicum, нодуляція, азотфіксувальна активність. Вступ. Найбільш ефективним екологічно безпечним технологічним прийомом у виро- щуванні сої є інокуляція насіння препарата- ми на основі бульбочкових бактерій Brady- rhizobium japonicum [1; 2]. Сьогодні не ви- кликає сумніву економічна цінність біологіч- ної азотфіксації та її внесок у вирощування бобових культур і, зокрема, сої. Останніми роками за вирощуванням сої та лідерством у використанні біологічної азотфіксації (БАФ) на перше місце у світі вийшла Бразилія [3]. Російське вторгнення в Україну призвело до © Н. А. Воробей, К. П. Кукол, П. П. Пухтаєвич, С. Я. Коць, 2023 30 стрімкого зростання цін на азотні добрива у 2022 році під час посіву основних сільсь- когосподарських культур та змусило бага- тьох агровиробників до суттєвого зменшення обсягів їх внесення [4]. Зазначені проблеми демонструють важливість біологічної азот- фіксації, яка може замінити мінеральні азот- ні добрива для сої та зменшити їх викорис- тання у вирощуванні інших культур. Аналіз останніх досліджень та публі- кацій. Мікробні інокулянти (біодобрива) привертають все більшу увагу, набуваючи популярності й масштабування ринку в сіль- ському господарстві різних країн [5–7]. Завдяки здатності до фіксації азоту бу- льбочкові бактерії розглядають як цінний генетичний ресурс із широким спектром ко- рисних для сільського господарства власти- востей [8]. Інокуляція сприяє підвищенню продуктивності культур, поліпшенню якості продукції, зменшенню пестицидного наван- таження на навколишнє середовище [2]. Проте біотичні та абіотичні стреси (засолен- ня, дефіцит поживних речовин, водний стрес, підвищення температури, шкідники і збудники хвороб та ін.) можуть знизити по- зитивний ефект інокулянту [9; 10]. Щоб по- м’якшити вплив цих факторів, низку дослі- джень було спрямовано на отримання змі- шаних інокулянтів із розширеними адапта- ційними можливостями та толерантністю до негативних чинників довкілля [11–13]. Переважна більшість перших виготовле- них інокулянтів містила лише один вид мік- роорганізму, один високоактивний штам, специфічний до конкретної культури. У по- дальшому показали свою ефективність іно- кулянти на основі двох мікроорганізмів «од- ного типу», наприклад, два штами Bradyrhi- zobium. Використання двох штамів в одному інокулянті збільшує ймовірність того, що принаймні один із них утворить бульбочки та матиме позитивний вплив на метаболізм рослини [7]. Показано, що застосування ком- позиції двох активних штамів — B. japoni- cum 46 та B. japonicum КВ11 — із різною швидкістю росту було ефективніше за моно- інокуляцію та збільшувало врожайність сої на 21,4–30,0 % проти контролю без інокуля- ції. У бінарних композиціях ризобії з повіль- ним та інтенсивним ростом підсилювали дію один одного і сприяли утворенню збалансо- ваних симбіотичних систем без різкого домі- нування окремих штамів у бульбочкових по- пуляціях [14]. Аналогічного висновку дійш- ли інші дослідники, вивчаючи сумісну іно- куляцію сої штамами B. japonicum 634б, 646 з Tn5-мутантами B. japonicum Т66 та Т3-11 [15]. Проте наявні відмінності між штамами B. japonicum 46 (група USDA 6) та B. japo- nicum М8 (група USDA 4) в організації гено- му та фенотипових властивостях проявилися в тому, що формування бульбочок одним із них призводило до повного блокування бу- льбочкоутворення іншим штамом, який кон- тактував із коренем на 6 діб пізніше [16]. Колективом бразильських дослідників підтверджено переваги спільної інокуляції квасолі звичайної Phaseolus vulgaris L. буль- бочковими бактеріями Rhizobium tropici CIAT 899 разом із Bradyrhizobium diazoefficiens USDA 110 і Bradyrhizobium elkanii 29w. По- казано, що Bradyrhizobium підвищує ефекти- вність симбіозу Rhizobium та сприяє збіль- шенню біомаси і накопиченню N [17]. За даними Hungria et al. [7; 18], одноразова іно- куляція R. tropici підвищила врожайність квасолі на 8,3 %, тоді як співінокуляція пок- ращила врожайність на 19,6 %. Серед багатьох відомих на ринку Украї- ни вітчизняних комплексних препаратів ви- різняються біоінокулянт Різолайн-р (містить у своєму складі чотири штами B. japoniсum, які пристосовані до різних ґрунтово-кліма- тичних умов) та Ризоактив (містить 3 штами B. japonicum: eko/001, eko/002 та eko/003). Композиція цих бактерій є комплементар- ною до більшості сортів сої вітчизняної та зарубіжної селекції, що забезпечує ефектив- нішу азотфіксацію і підвищення врожайності бобових культур, покращує агрохімічні та фізичні показники ґрунту, а також забезпе- чує рослини ростостимулювальними речо- винами [19]. Змішані інокулянти можуть поєднувати різні мікроорганізми, основними процесами яких є БАФ (Bradyrhizobium spp., Rhizobium spp.), вироблення фітогормонів (Azospirillum spp., Pseudomonas spp.), солюбілізація фос- фату (Bacillus spp.), захист від збудників хвороб різної етіології та індукування фіто- імунітету (Pseudomonas spp., Bacillus spp.) та ін. [20]. Спільна інокуляція насіння сої Bradyrhizobium і Azospirillum значно посилює ріст кореневої системи рослин, збільшує кі- лькість і масу бульбочок, фіксацію N2 [21], ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 31 концентрацію азоту в пагонах та зерні, уро- жайність зерна [18; 22; 23], а також підвищує толерантність до дефіциту води [24]. Крім Azospirillum spp., застосування ін- ших PGPB (ризобактерії, що сприяють росту рослин) — Pseudomonas sp. [25], Bacillus sp. [11; 26] — було ефективним у спільній іно- куляції з Bradyrhizobium. Полівекторна дія комплексних інокулянтів забезпечує кращі умови для проростання насіння і розвитку паростків за рахунок покращення фосфорно- го живлення та ширшого спектру біологічно активних речовин із ростостимулювальними та протекторними властивостями [27]. Ефек- тивність змішаної інокуляції тісно пов’язана з відповідним добором штамів до генотипу рослини, концентрації клітин кожного з них та способу інокуляції. Пошук шляхів мобілізації внутрішніх резервів азотфіксаторів для досягнення мак- симальної інтенсифікації процесу біологічної фіксації атмосферного азоту є нині досить актуальним [28]. Метою роботи було визначити ефективні змішані інокулянти для сої на основі нових активних штамів B. japonicum із різною ін- тенсивністю та динамікою азотфіксувальної активності для підсилення нодуляційних процесів і функціональної активності бобо- во-ризобіального симбіозу. Матеріали та методи досліджень. Дос- лід проводили з рослинами сої Glycine max L. (Merill), сорт — Самородок, ранньостиг- лий (вегетаційний період — 97–108 днів), ре- комендований для вирощування в зоні Сте- пу, Лісостепу та Полісся, посухостійкий. Оригінатор: Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН. Маса 1000 на- сінин — 135–150 г. Вміст у насінні білка — 40–43 %, жиру — 21–23 %. Урожайність зер- на — 22–40 ц/га. Сорт є лідером за показни- ками якості в Україні. Як штами-інокулянти сої використали бульбочкові бактерії Bradyrhizobium japoni- cum із музейної колекції азотфіксувальних мікроорганізмів Інституту фізіології рослин і генетики НАН України (ІФРГ НАНУ): штам B. japonicum 634б та рекомбінантні штами B. japonicum В199, В201 (Tn5-мутанти шта- му 646), Д47, Д48, Д52, Д60, Д63 (Tn5-му- танти штаму 634б), отримані внаслідок транс- позонового мутагенезу (pSUP5011::Tn5mob). Культури B. japonicum вирощували на середовищі МДА (манітно-дріжджовий агар) [29]. Для приготування інокуляційних сус- пензій біомасу бактерій змивали з поверхні МДА стерильною водою. Бінарні (змішані) інокулянти готували на основі суспензій двох різних штамів B. japonicum у співідно- шенні 1:1. Бактеріальний титр моно- та змі- шаних суспензій становив 109 кл./мл. Насін- ня сої, простерилізоване 70 %-ним етанолом протягом 15 хв. промивали водою, інокулю- вали моно- та змішаними суспензіями буль- бочкових бактерій протягом 60 хвилин. Іно- кульоване насіння сої висівали в субстрат (річковий пісок), збагачений сумішшю Гель- рігеля із вмістом 0,25 норми азоту Ca(NO3)2 [30]. Симбіотичну ефективність бактеризації сої змішаними культурами бульбочкових бактерій B. japonicum досліджено в умовах вегетаційного досліду. У кожній посудині (на 4,0 кг субстрату) вирощували по 6 рос- лин сої за 60 %-ної вологості субстрату та природного освітлення. Вегетаційні досліди розміщували на спеціально обладнаному май- данчику ІФРГ НАН України. Повторюва- ність у варіантах досліду — 7-разова. Біометричні показники (масу сирої ре- човини надземної частини рослин, коренів і бульбочок) визначали у 10-кратній повтор- ності. Відбори рослин сої здійснено на 18-ту добу після появи дружних сходів (фаза двох справжніх листків, початок утворення 3-го листка), 25-ту добу (фаза трьох справжніх листків), 32-гу добу (фаза — бутонізації-по- чатку цвітіння), 38-му добу (фаза повного цвітіння), 45-ту добу (фаза повного цвітіння, 5 справжніх листків). Азотфіксувальну ак- тивність кореневих бульбочок сої визначали за методом Харді [31] і виражали в мікромо- лях етилену, який утворився бульбочками однієї рослини за 1 год. Газову суміш аналі- зували на газовому хроматографі Agilent Technologies 6850 Network GC System. Ви- значення проводили у 4-кратній біологічній повторності. Статистичну обробку експерименталь- них даних здійснювали за загальноприйня- тими методиками із залученням пакету про- грам Microsoft Excel 2019. У таблицях наве- дено середньоарифметичні дані та їх стан- дартні похибки. Результати досліджень та їх обгово- рення. Інокуляція насіння сої ризобіями ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 32 запускає природний процес формування на коренях рослин симбіотичних органів — бульбочок, у яких відбувається асиміляція атмосферного азоту мікросимбіонтом. Згідно з літературними даними, упродовж 12–18 діб від початку інфікування рослинної клітини бактерії інтенсивно діляться, і лише після цього на поверхні кореневої системи з’явля- ється ризобіальний наріст [32]. За нашими спостереженнями, у цьому дослідженні ком- плексна інокуляція сої В. japonicum була ко- рисною протягом усього періоду росту рос- лин. Вона сприяла утворенню більшої кіль- кості симбіотичних органів як у ранній пе- ріод, що є особливо важливим етапом для встановлення симбіотичних взаємозв’язків між рослинами сої та азотфіксувальними бактеріями, так і в період найбільш інтенсив- ного перебігу фізіологічних процесів. За комплексної інокуляції сої двома різ- ними штамами В. japonicum відзначено більш інтенсивне утворення бульбочок як порівняти з моноінокуляцією штамом В. ja- ponicum 634б (табл. 1). Показник кількості кореневих бульбочок у дослідних рослин був вищим у 1,2–1,9 раза з 18 по 45-ту добу веге- тації сої проти контрольних рослин. Як ви- няток, змішана інокуляція сої В. japonicum В199 + Д60 забезпечила таку ж кількість бу- льбочок, як і за використання штаму 634б, проте їхня маса була більшою. Найбільша кількість бульбочок сформувалась у рослин, бактеризованих змішаними інокулянтами В. japonicum 634б+Д52, 634б + В201 та Д48 + Д63 (табл. 1). Збільшення кількості кореневих бульбо- чок забезпечило зростання їхньої загальної маси у рослин усіх варіантів досліду. Водно- час на 18-ту добу вегетації сої бульбочки бу- ли ще дуже дрібні, внаслідок чого майже не відділялися від коренів рослин, що завадило отримати достовірні показники їхньої маси. За нашими спостереженнями за змішаної ба- ктеризації сої B. japonicum 634б + Д52, B. ja- ponicum 634б + В201 та моноінокуляції шта- мом 634б отримано найбільшу масу корене- вих бульбочок на 25-ту добу вегетації рос- лин, а за використання B. japonicum 634б + Д52, B. japonicum Д48 + Д52 і B. japoni- cum В201 + Д52 — на 32-гу добу, як порівня- ти з показником інших варіантів досліду (табл. 2). У фазу повного цвітіння (38 та 45-та до- ба) мікробіологічна синергія комплексних інокулянтів B. japonicum за показником но- дуляції була ефективнішою за моноінокуля- цію (контроль) (табл. 2). Найбільші показни- ки нодуляції забезпечили комплексні іноку- лянти B. japonicum 634б + Д52 та B. japoni- cum 634б + В201, маса бульбочок зросла на 30,0–35,3 % проти контрольних рослин. Отримані результати свідчать про пере- вагу комплексної бактеризації сої та різну динаміку формування симбіотичних органів залежно від бактеріальних агентів, які вхо- дять до складу інокулянтів. Ефективність Таблиця 1. Кількість кореневих бульбочок (од./рослину) у сої сорту Самородок, іноку- льованої B. japonicum Варіанти досліду Фаза розвитку, доба після появи перших сходів початок утво- рення 3-го справжнього листка, 18-та трьох справж- ніх листків, 25-та бутонізації- початку цвітіння, 32-га повного цвітіння, 38-ма повного цвітіння, 45-та 634б (контроль) 43,0 ± 3,5 46,0 ± 3,5 48,3 ± 4,7 53,0 ± 3,2 56,0 ± 6,0 634б + Д47 58,3 ± 3,2 59,0 ± 4,3 60,0 ± 4,5 70,3 ± 6,2 73,5 ± 6,4 634б + Д52 74,3 ± 6,2 82,0 ± 2,5 92,0 ± 4,7 70,7 ± 6,2 74,3 ± 5,5 634б + В201 72,6 ± 4,4 72,0 ± 3,5 73,7 ± 4,4 77,0 ± 5,4 92,7 ± 7,2 Д48 + Д52 60,6 ± 5,5 64,3 ± 3,6 64,0 ± 4,5 65,0 ± 3,6 66,6 ± 5,5 Д48 + Д63 52,0 ± 4,8 55,3 ± 3,7 58,7 ± 4,3 73,3 ± 6,2 75,0 ± 5,4 В199 + Д60 36,0 ± 2,7 42,6 ± 4,0 49,3 ± 3,4 52,0 ± 4,8 56,0 ± 5,2 В201 + Д52 64,6 ± 5,3 69,3 ± 4,7 70,0 ± 6,2 72,7 ± 5,6 74,0 ± 6,8 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 33 Таблиця 2. Маса бульбочок (г/рослину) на коренях рослин сої сорту Самородок, іноку- льованої B. japonicum Варіанти досліду Фаза розвитку, доба після появи перших сходів трьох справжніх листків, 25-та бутонізації- початку цвітіння, 32-та повного цвітіння, 38-ма повного цвітіння, 45-та 634б (контроль) 0,24 ± 0,02 0,43 ± 0,04 0,68 ± 0,05 0,8 ± 0,05 634б + Д47 0,18 ± 0,01 0,40 ± 0,02 0,84 ± 0,03 0,832 ± 0,05 634б + Д52 0,31 ± 0,03 0,72 ± 0,04 0,75 ± 0,04 1,11 ± 0,06 634б + В201 0,30 ± 0,01 0,38 ± 0,02 0,78 ± 0,03 1,15 ± 0,07 Д48 + Д52 0,20 ± 0,02 0,65 ± 0,04 0,72 ± 0,03 0,73 ± 0,04 Д48 + Д63 0,22 ± 0,02 0,41 ± 0,03 0,87 ± 0,05 0,86 ± 0,03 В199 + Д60 0,19 ± 0,01 0,37 ± 0,01 0,75 ± 0,04 0,90 ± 0,04 В201 + Д52 0,22 ± 0,02 0,48 ± 0,02 0,80 ± 0,06 0,89 ± 0,03 інокулянтів проявляється в кількості та масі сформованих бульбочок, але більшою мірою в їхній здатності зв’язувати атмосферний азот і стимулювати ріст і розвиток бобових рослин. Тривалий час на основі штаму аналітич- ної селекції B. japonicum 634б виготовляють бактеріальні препарати під сою. Бактерії цьо- го штаму активно колонізують кореневу сис- тему, формують симбіоз із різними сортами сої. Моноінокуляція сої сорту Самородок B. japonicum 634б забезпечила найбільшу азотфіксувальну активність лише на 18 та 25-ту добу вегетації рослин (як виняток — варіант досліду B. japonicum 634б + В201), але в наступні фази розвитку істотно посту- палася варіантам із застосуванням більшості комплексних препаратів (табл. 3). Рекомбінантні штами B. japonicum відіб- рано як активні мікросимбіонти сої, тому їх використали як компоненти бінарних азот- фіксувальних інокулянтів для посилення но- дуляційної та азотфіксувальної здатності бо- бово-ризобіальних симбіозів. У підсумку досліджень отримано пози- тивну синергію функціональної активності симбіотичних систем сої, сформованих різ- ними штамами бульбочкових бактерій B. ja- ponicum. Спільна інокуляція сої двома шта- мами B. japonicum (634б + Д47, 634б + Д52 та Таблиця 3. Онтогенетична динаміка азотфіксувальної активності бульбочок сої (мкмоль С2Н4/(рослину·год)) сорту Самородок, інокульованої B. japonicum Варіанти досліду Фаза розвитку, доба після появи перших сходів початок утво- рення 3-го справжнього листка, 18-та трьох справж- ніх листків, 25-та бутонізації- початку цвітіння, 32-га повного цвітіння, 38-ма повного цвітіння, 45-та 634б (контроль) 0,36 ± 0,04 6,11 ± 0,53 11,71 ± 1,03 20,84 ± 1,72 7,93 ± 0,45 634б + Д47 0,20 ± 0,03 3,55 ± 0,27 12,97 ± 0,89 27,28 ± 1,67 22,20 ± 1,21 634б + Д52 0,27 ± 0,01 4,08 ± 0,31 14,70 ± 1,20 24,32 ± 1,49 18,40 ± 1,09 634б + В201 0,27 ± 0,01 6,84 ± 0,42 13,85 ± 0,96 23,60 ± 0,89 18,62 ± 1,12 Д48 + Д52 0,36 ± 0,02 3,96 ± 0,15 10,83 ± 0,64 19,21 ± 0,61 15,75 ± 0,98 Д48 + Д63 0,17 ± 0,01 2,69 ± 0,11 9,00 ± 0,69 22,44 ± 1,64 18,10 ± 1,17 В199 + Д60 0,12 ± 0,01 2,28 ± 0,09 8,82 ± 0,50 20,26 ± 1,09 17,31 ± 1,04 В201 + Д52 0,11 ± 0,01 2,25 ± 0,04 10,11 ± 0,66 19,76 ± 0,88 29,78 ± 2,45 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 34 634б + В201) сприяла збільшенню азотфіксу- вальної активності (АФА) симбіозів на 10,8– 25,5 % (32-га доба вегетації, бутонізація-по- чаток цвітіння) та на 13,2–30,9 % (38-ма до- ба, повне цвітіння) проти рослин, інокульова- них лише B. japonicum 634б. У фазу повного цвітіння (45-та доба вегетації сої) функціона- льна активність бульбочок сої помітно змен- шилася: на 38,0 % — у рослин, інокульова- них B. japonicum 634б, та на 18,6–24,4 % — за комплексної інокуляції B. japonicum 634б + рекомбінантний штам відповідно, як порів- няти з попередньою фазою. Водночас інтен- сивність азотфіксації бульбочок, сформова- них унаслідок застосування комплексних інокулянтів (634б + рекомбінантний штам), зростала в 2,3–2,8 раза проти моноінокуляції. Інокуляція сої комплексом бактерій на основі виключно рекомбінантних штамів із 18 по 32-гу добу вегетації рослин була менш ефективною щодо азотфіксації, на рівні конт- рольних рослин — на 38-му добу, але забез- печила істотне підвищення АФА на 45-ту до- бу вегетації (фаза повного цвітіння сої), що сприяло пролонгації активної азотфіксації у цей період. Отже, подовження періоду активної асиміляції N2 забезпечували ризобії, здатні до підвищеної функціональної активності в симбіозі з соєю у період початку форму- вання генеративних органів (табл. 3). Най- більшу інтенсивність азотфіксації на 45-ту добу вегетації сої сорту Самородок отримано за застосування змішаних інокулянтів B. japo- nicum 634б + Д47 та B. japonicum В201 + Д52. Надземна маса рослин забезпечує фото- синтетичну діяльність і значною мірою впливає на продуктивність рослин, а саме на врожайність зерна. Значною мірою інтен- сивність нагромадження біомаси надземної частини рослин залежить від рівня доступної вологи в ґрунті, температурного режиму та тривалості світлового дня [7]. За оптималь- них умов вологозабезпечення сої, що підтримувалося регулярним поливом рослин, комплексна інокуляція сої була ефективні- шою за моноінокуляцію. У фазу повного цвітіння рослин на 45-ту добу вегетації у ва- ріантах із комплексною інокуляцією штама- ми B. japonicum 634б + Д47, 634б + В201, 634б + Д52 та В201 + Д52 надземна маса рослин перевищувала на 8,1–17,2 % показ- ник рослин контрольного варіанту (табл. 4), що вірогідно забезпечувалося покращеними умовами азотного живлення рослин, завдяки підвищеній асиміляції N2 кореневими буль- бочками. Забезпечення рослин поживними речо- винами залежить від розмірів кореневої сис- теми, а також від швидкості їх поглинання, оскільки елементи мінерального живлення про- ходять через поверхню коренів. Передпосів- на інокуляція позитивно впливає на розвиток рослин, формування симбіотичного апарату, а також збільшує адсорбуючу поверхню ко- ренів до 43 % проти варіанту без бактери- зації [33]. Повноцінний розвиток кореневої системи рослин сої сорту Самородок дав змогу забезпечити їх поживними речовинами Таблиця 4. Динаміка накопичення надземної маси та маси кореня (г/рослину) рослин сої сорту Самородок, інокульованої бульбочковими бактеріями B. japonicum Варіанти досліду Фаза розвитку, доба після появи перших сходів трьох справжніх листків, 25-та бутонізації-початку цвітіння, 32-га повного цвітіння, 45-та надземна маса маса кореня надземна маса маса кореня надземна маса маса кореня 634б 2,74 ± 0,10 3,06 ± 0,26 4,06 ± 0,17 5,16 ± 0,31 8,56 ± 0,41 8,20 ± 0,36 634б + Д47 2,98 ± 0,13 2,96 ± 0,23 4,28 ± 0,18 4,06 ± 0,12 9,25 ± 0,43 8,07 ± 0,27 634б + Д52 2,84 ± 0,11 2,79 ± 0,13 4,35 ± 0,14 4,41 ± 0,26 10,03 ± 0,64 8,32 ± 0,23 634б + В201 3,74 ± 0,15 3,38 ± 0,17 4,67 ± 0,22 3,61 ± 0,22 9,85 ± 0,52 8,62 ± 0,21 Д48 + Д52 2,92 ± 0,12 2,64 ± 0,16 4,42 ± 0,16 4,45 ± 0,12 8,21 ± 0,37 8,58 ± 0,24 Д48 + Д63 3,31 ± 0,20 3,39 ± 0,27 3,98 ± 0,13 3,44 ± 0,20 8,64 ± 0,39 8,31 ± 0,40 В199 + Д60 2,73 ± 0,14 3,04 ± 0,12 3,71 ± 0,19 2,99 ± 0,12 8,70 ± 0,50 7,86 ± 0,31 В201 + Д52 2,76 ± 0,18 3,23 ± 0,28 4,85 ± 0,27 4,56 ± 0,17 9,27 ± 0,61 8,10 ± 0,58 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 35 та сприяв формуванню активного симбіоти- чного апарату сої, ефективному перебігу процесу біологічної азотфіксації (на фоні 0,25 н азоту за Гельрігелем у субстраті ви- рощування рослин). У рослин, інокульова- них B. japonicum 634б, визначено найбільшу масу коренів із 18 по 32-гу добу вегетації сої. На 45-ту добу вегетації (фаза повного цвітін- ня рослин) у сої за змішаної інокуляції B. ja- ponicum 634б + Д52, B. japonicum 634б + В201 і B. japonicum Д48 + Д52 та моноінокуляції штамом B. japonicum 634б відзначено най- більш розвинену кореневу систему, що підт- верджується найвищим показником її маси (табл. 4). За результатами дослідження найбільш ефективними комплексними інокулянтами визначено B. japonicum 634б + В201, B. japo- nicum 634б + В52 та B. japonicum В201 + В52. Створення комплексних інокулянтів з ефектом синергічної позитивної дії є одним із найбільш перспективних напрямів розвит- ку препаратів бульбочкових бактерій. Суміс- не застосування двох активних штамів В. ja- ponicum із підвищеною активністю азотфік- сації у різні фази вегетації сої суттєво пе- реважає за ефективністю моноінокуляцію і сприяє утворенню збалансованих симбіоти- чних систем для покращення азотного жив- лення сої та підвищення її продуктивності. Зменшуючи залежність від надходження мі- нерального азоту, бактеризація може знизити будь-які негативні екологічні наслідки над- мірного застосування мінерального N. Сим- біотичний потенціал бульбочкових бактерій можливо підвищити, створивши комплексні інокулянти на основі мікроорганізмів із різ- ними агрономічно корисними властивостя- ми: зокрема здатністю до активної нодуляції, фіксації азоту та ін. Такі дослідження необхідні для отри- мання знань, спрямованих на виробництво нових комерційних змішаних інокулянтів і розробки альтернативних способів їх засто- сування. Тема ефективності синергічної дії змішаних інокулянтів широко вивчається до- слідниками різних країн [34; 35]. Стратегія змішаної інокуляції презентує новий біотех- нологічний інструмент для підвищення вро- жайності сої без додавання будь-яких хіміч- них азотних добрив, у такий спосіб сприяючи сталому розвитку в сільському господарстві. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Коць С. Я., Моргун В. В., Патыка В. Ф., Даценко В. К., Кругова Е. Д., Кириченко Е. В. … Надкерничная Е. В. Биологическая фиксация азо- та. Бобово-ризобиальный симбиоз. Т. 1. К. : Ло- гос, 2010. 508 с. 3. Патика В. П., Коць С. Я., Волкогон В. В., Шерстобоєва О. В. Мельничук Т. М., Калінічен- ко А. В., Гриник І. В. Біологічний азот. К. : Світ, 2003. 424 с. 3. Peoples M. B., Giller K. E. Jensen E. S., Her- ridge D. F. Quantifying country-to-global scale ni- trogen fixation for grain legumes: I. Reliance on nit- rogen fixation of soybean, groundnut and pulses. Plant Soil. 2021. Vol. 469. P. 1–14. http://dx.doi.org/ 10.1007/s11104-021-05167-6 4. Ціни на мінеральні добрива в Україні у 2023 році. УкрАгроКонсалт. Режим доступу: https://ukragroconsult.com/fertilizers-price 5. Novytska N., Gadzovskiy G., Mazurenko B., Kalenska S., Svistunova I., Martynov O. Effect of seed inoculation and foliar fertilizing on structure of soybean yield and yield structure in Western Polissya of Ukraine. Agronomy Research, 2020. Vol. 18(4). P. 2512–2519. https://doi.org/10.15159/ ar.20.203 6. Zimmer S., Messmer M., Haase T., Pie- pho H.-P. Effects of soybean variety and Bradyrhi- zobium strains on yield, protein content and biologi- cal nitrogen fixation under cool growing conditions in Germany. European Journal of Agronomy. 2016. Vol. 72. P. 38–46. https://doi.org/10.1016/j.eja.2015. 09.008 7. Hungria M., Nogueira M. A., Araujo R. S. Soybean seed co-inoculation with Bradyrhizo- bium spp. and Azospirillum brasilense: a new bio- technological tool to improve yield and sustaina- bility. American Journal of Plant Sciences. 2015. Vol. 6(6). P. 811–817. https://doi.org/10.4236/ajps. 2015.66087 8. Волкогон В. В. Мікробіологічні аспекти оптимізації азотного удобрення сільськогоспо- дарських культур. К. : Аграрна наука, 2007. 144 с. 9. Thilakarathna M. S., Raizada M. N. A meta- analysis of the effectiveness of diverse rhizobia ino- culants on soybean traits under field conditions. Soil Biology and Biochemistry. 2017. Vol. 105. P. 177– 196. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.1 1.022 10. Samago T. Y., Anniye E. W., Dakora F. D. Grain yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.) varieties is markedly increased by rhizobial inocula- tion and phosphorus application in Ethiopia. Symbi- osis. 2018. Vol. 75. P. 245–255. https://doi.org/10. 1007/s13199-017-0529-9 11. Korir H., Mungai N. W., Thuita M., Ham- ba Y., Masso C. Co-inoculation effect of rhizobia ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 36 and plant growth promoting rhizobacteria on com- mon bean growth in a low phosphorus soil. Fron- tiers in Plant Science. 2017. Vol. 8. P. 1–10. https:// doi.org/10.3389/fpls.2017.00141 12. Benidire L., Lahrouni M., El Khalloufi F., Gottfert M., Oufdou K. Effects of Rhizobium legu- minosarum inoculation on growth, nitrogen uptake and mineral assimilation in Vicia faba plants under salinity stress. Journal of Agricultural Science and Technology. 2017. Vol. 19(4). P. 889–901. 13. Youseif S. H., El-Megeed F. H. A., Sa- leh S. A. Improvement of faba bean yield using Rhi- zobium/Agrobacterium inoculant in low-fertility sandy soil. Agronomy. 2017. Vol. 7. 2. https://doi. org/10.3390/agronomy7010002 14. Крутило Д. В. Ефективність спільної іно- куляції сої штамами Bradyrhizobium japonicum з різною швидкістю росту. Вісник аграрної науки. 2017. Т. 95(10). С. 5–9. https://doi.org/10.31073/ agrovisnyk201710 15. Маліченко С. М., Даценко В. К., Мамен- ко П. М., Омельчук С. В., Коць С.Я. Взаємодія Tn5-мутантів Bradyrhizobium japonicum з іншими ризобіальними штамами за сумісної інокуляції сої. Физиология и биохимия культ. растений. 2009. Т. 41(3). С. 235–241. 16. Крутило Д. В. Симбіотичні взаємовідно- сини між штамами Bradyrhizobium japonicum різ- них генетичних груп і рослинами сої. Мікро- біологічний журнал. 2017, Т. 79(6). С. 82–94. https://doi.org/10.15407/microbiolj79.06.082 17. Jesus E. C., Leite R. A., Bastos R. A., Ara- gao O. O. S., Araujo P. A. Co-inoculation of Brady- rhizobium stimulates the symbiosis efficiency of Rhizobium with common bean. Plant and Soil. 2018. Vol. 425. P. 201‒215. https://doi.org/10.1007/ s11104-017-3541-1 18. Hungria M., Nogueira M. A., Araujo R. S. Co-inoculation of soybeans and common beans with Rhizobia and Azospirilla: strategies to improve sus- tainability. Biology and Fertility of Soils. 2013. Т. 49. Р. 791–801. http://dx.doi.org/10.1007/s00374- 012-0771-5 19. Ефективна інокуляція насіння сої. БТУ Центр. Режим доступу: https://btu-center.com/ uknow/efektivna-inokulyatsiya-nasinnya-soi/ 20. Santos M. S., Nogueira M. A., Hungria M. Microbial inoculants: reviewing the past, discussing the present and previewing an outstanding future for the use of beneficial bacteria in agriculture. AMB Express. 2019. Vol. 9. 205. https://doi.org/10.1186/ s13568-019-0932-0 21. Chibeba A. M., Guimarгes M. D. F., Bri- to O. R., Nogueira M. A., Araujo R. S., Hungria M. Co-inoculation of soybean with Bradyrhizobium and Azospirillum promotes early nodulation. American Journal of Plant Sciences. 2015. Vol. 6(10). P. 1641– 1649. http://dx.doi.org/10.4236/ajps.2015.610164 22. Rondina A. B. L., Sanzovo A. W. S., Gu- imaraes G. S., Wendling J. R., Nogueira M. A., Hungria M. Changes in root morphological traits in soybean co-inoculated with Bradyrhizobium spp. and Azospirillum brasilense or treated with A. bra- silense exudates. Biology and Fertility of Soils. 2020. Vol. 56. P. 537–549. http://dx.doi.org/10. 1007/s00374-020-01453-0 23. Barbosa J. Z., Hungria M., da Silva Se- na J. V., Poggere G., dos Reis A. R., Correa R. S. Meta-analysis reveals benefits of co-inoculation of soybean with Azospirillum brasilense and Bradyrhi- zobium spp in Brazil. Applied Soil Ecology. 2021. Vol. 163. P. 103–913. http://dx.doi.org/10.1016/j. apsoil.2021.103913 24. Silva E. R., Zoz J., Oliveira C. E. S., Zuf- fo A. M., Steiner F., Zoz T., Vendruscolo E. P. Can co-inoculation of Bradyrhizobium and Azospirillum alleviate adverse effects of drought stress on soy- bean (Glycine max L. Merrill.)? Archives of Micro- biology. 2019. Vol. 201(3). P. 325–335. https://doi. org/10.1007/s00203-018-01617-5 25. Pawar P. U., Kumbhar C. T., Patil V. S., Khot G. G. Effect of co-inoculation of Bradyrhizo- bium japonicum and Pseudomonas fluorescens on growth, yield and nutrient uptake in soybean [Gly- cine max (L.) Merrill]. Crop Research. 2018. Vol. 53. P. 57–62. https://doi.org/10.5958/2454-1761.2018. 00009.8 26. Petkar V. V., Deshmukh T. T., Jadhav A. N. Effect of dual inoculation of Bacillus subtilis and Bradyrhizobium japonicum on growth parameters of soybean (Glycine max L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2018. Vol. 7. P. 563–567. https://doi.org/10.20546/ijcmas. 2018.710.062 27. Миколаєвський В. П., Сергієнко В. Г., Титова Л. В. Вплив інокулянтів на формування симбіотичних систем, розвиток хвороб та проду- ктивність сої різних сортів. Мікробіологія і біо- технологія. 2016. № 3. С. 57–68. https://doi.org/ 10.18524/2307-4663.2016.3(35).78032 28. Alam F., Bhuiyan M. A., Alam S. S., Waghmode T. R., Kim P. J., Lee Y. B. Effect of Rhizobium sp. BARIRGm901 inoculation on nodu- lation, nitrogen fixation and yield of soybean (Gly- cine max) genotypes in gray terrace soil. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2015. Vol. 79(10). P. 1660–1668. https://doi.org/10.1080/09168451. 2015.1044931 29. Антипчук А. Ф., Піляшенко-Новохат- ний А. І., Євдокименко Т. М. Практикум з мік- робіології. К. : Університет «Україна», 2011. 155 с. 30. Гродзинский А. М., Гродзинский Д. М. Краткий справочник по физиологии растений. К. : Наукова Думка, 1964. 388 с. 31. Hardy R. W. F., Holsten R. D., Jackson E. K., Burris R. S. The acetylene-ethylene assay for ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 37 N2-fixation: laboratory and field evolution. Plant Physiology. 1968. № 43. P. 1185–1207. https://doi. org/10.1104/pp.43.8.1185 32. Eviner V., Chapin F. Plant-microbial inte- raction. Nature. 1997. Vol. 385(6611). P. 26–27. https://doi.org/10.1038/385026a0 33. Гуменюк І. І., Грузінський C. Ю., Бров- ко І. С., Чабанюк Я. В. Коренева система сої за дії Bradyrhizobium japonicum. Agroecological jour- nal. 2018. № 1. С. 138–143. 34. Ulzen J., Abaidoo R. C., Mensah N. E., Masso C., Abdel Gadir A. H. Bradyrhizobium ino- culants enhance grain yields of soybean and cowpea in Northern Ghana. Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7. 1770. https://doi.org/10.3389/fpls.2016 .01770 35. Iutynska H., Goloborodko S, Tytova L., Dubynska O. Effectiveness of endophytic-rhizobial seed inoculation of soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivated in irrigated soil. Journal of Central European Agriculture. 2022. Vol. 23(1). P. 40–53. https://doi.org/10.5513/JCEA01/23.1.3397 Отримано 15.08.2023 https://doi.org/10.35868/1997-3004.38.29-39 UDC 576.871.155.557 COMPLEX INOCULATION OF SOYBEANS WITH NODULE BACTERIA BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM AS A MEASURE TO OPTIMIZE SYMBIOTIC NITROGEN FIXATION N. A. Vorobey, K. P. Kukol, P. P. Pukhtaievych, S. Ya. Kots Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv e-mail: n-vorobey@ukr.net Objective. Establish effective mixed inoculants for soybeans based on new active strains of Bradyrhizobium japonicum with different intensity and dynamics of nitrogen-fixing activity to im- prove nodulation processes and functional activity of legume-rhizobia symbiosis. Methods. Micro- biological, physiological, statistical, gas chromatography. Legume-rhizobia systems based on Gly- cine max L. (Merill) soybean, variety Samorodok, were studied using recombinant strains of B. japonicum: B199, B201, Д47, Д48, Д52, Д60, Д63. Monoinoculation of soybean with B. japoni- cum 634б served as the control. Results. Mixed inoculation of B. japonicum ensured positive onto- genetic dynamics of root nodule formation in soybean. The indicator of the number of root nodules in experimental plants was 1.2–1.9 times higher versus the control plants from Day 18 to 45 of soy- bean vegetation. When soybeans were inoculated with B. japonicum 634б + B201 and 634б + Д 52, the mass of nodules at Day 45 of vegetation increased by 30.0–35.3 % versus the control and was the highest (1.10–1.15 g/plant) among the studied variants, as a result of the strengthening effect of complex bacterization. A positive synergistic effect of the combined use of strains was obtained — intensification of the nitrogen-fixing activity of soybean root nodules. In the phase of bud- ding/beginning of flowering and full flowering under combined inoculation with active strains of B. japonicum 634б + Д47, 634б + Д52 and 634б + В201, nitrogen fixation of soybean nodules in- creased by 10.7–25.5 % (at Day 32), by 13.2–30.9 % (at Day 38), and was also 2.3–2.8 times high- er in the phase of full flowering (Day 45 of soybean vegetation) versus the similar indicator of con- trol plants. In the phase of full flowering of plants (Day 45 of vegetation), under mixed inoculation with strains of B. japonicum 634б + Д47, 634б + В201, 634б + Д52 and В201 + Д52, the above- ground mass of plants exceeded that of control plants by 8.3–17.2 % variant, which was probably provided by improved conditions of their nitrogen nutrition, due to enhanced assimilation of N2 by root nodules. The most developed root system was in soybeans inoculated with strains B. japonicum 634б and B. japonicum 634б + Д52, B. japonicum 634б + В201 and B. japonicum Д48 + Д52. Conclusion. Symbiotic features of active recombinant strains of B. japonicum and their variability in functional activity at different stages of soybean ontogenesis should be taken into account when ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 38 creating complex nitrogen-fixing bacterial preparations for soybeans with the effect of microbiolog- ical synergy. Key words: Glycine max L. (Merill) soybean, symbiosis, Bradyrhizobium japonicum, nodula- tion, nitrogen-fixing activity. REFERENCES 1. Kots, S. Ya., Morgun, V. V., Patyka, V. F., Datsenko, V. K., Krugova, O. D., Kyrychenko, O. V., … Nadkernichnaya, E. V. (2010). Byolohycheskaya fyksatsyya azota. Bobovo-ryzobyal’ny symbyoz [Bio- logical nitrogen fixation. Legume-rhizobial symbio- sis]. Vol. 1. Kiеv: Logos [in Russian]. 2. Patyka, V. P., Kots, S. Ya., Volkohon, V. V., Sherstoboieva, O. V. Melnychuk, T. M., Kalini- chenko, A. V., & Hrynyk, I. V. (2003). Biolohichnyi azot [Biological nitrogen]. Kyiv: Svit [in Ukrainian]. 3. Peoples, M. B., Giller, K. E., Jensen, E. S., & Herridge, D. F. (2021). Quantifying country-to-glo- bal scale nitrogen fixation for grain legumes: I. Reli- ance on nitrogen fixation of soybean, groundnut and pulses. Plant Soil, 469, 1–14. http://dx.doi.org/10. 1007/s11104-021-05167-6 4. Tsiny na mineralni dobryva v Ukraini u 2023 rotsi [Mineral fertiliser prices in Ukraine in 2023]. UkrAghroKonsalt. Retrieved from https://ukragro consult.com/fertilizers-price 5. Novytska, N., Gadzovskiy, G., Mazuren- ko, B., Kalenska, S., Svistunova, I., & Martynov, O. (2020). Effect of seed inoculation and foliar fertili- zing on structure of soybean yield and yield struc- ture in Western Polissya of Ukraine. Agronomy Re- search, 18(4), 2512–2519. https://doi.org/10.15159/ ar.20.203 6. Zimmer, S., Messmer, M., Haase, T., & Pi- epho, H.-P. (2016). Effects of soybean variety and Bradyrhizobium strains on yield, protein content and biological nitrogen fixation under cool growing con- ditions in Germany. European Journal of Agronomy, 72, 38–46. https://doi.org/10.1016/j.eja.2015.09.008 7. Hungria, M, Nogueira, M. A., & Araujo, R. S. (2015) Soybean seed co-inoculation with Bradyrhi- zobium spp. and Azospirillum brasilense: a new bio- technological tool to improve yield and sustainabi- lity. American Journal of Plant Sciences. 6(6), 811– 817. https://doi.org/10.4236/ajps.2015.66087 8. Volkohon, V. V. (2007). Mikrobiolohichni aspekty optymizatsii azotnoho udobrennia silsko- hospodarskykh kultur [Microbiological aspects of nitrogen fertilizer optimization of agricultural crops]. Kyiv: Ahrarna nauka [in Ukrainian]. 9. Thilakarathna, M. S., & Raizada, M. N. (2017). A meta-analysis of the effectiveness of di- verse rhizobia inoculants on soybean traits under field conditions. Soil Biology and Biochemistry, 105, 177–196. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.11.022 10. Samago, T. Y., Anniye, E. W. & Dako- ra, F. D. (2018). Grain yield of common bean (Pha- seolus vulgaris L.) varieties is markedly increased by rhizobial inoculation and phosphorus application in Ethiopia. Symbiosis, 75, 245–255. https://doi. org/10.1007/s13199-017-0529-9 11. Korir, H., Mungai, N. W., Thuita, M., Ham- ba, Y., & Masso, C. (2017). Co-inoculation effect of rhizobia and plant growth promoting rhizobacteria on common bean growth in a low phosphorus soil. Frontiers in Plant Science, 8, 1–10. https://doi.org/ 10.3389/fpls.2017.00141 12. Benidire, L., Lahrouni, M., El Khalloufi, F., Gottfert, M., & Oufdou, K. (2017). Effects of Rhi- zobium leguminosarum inoculation on growth, ni- trogen uptake and mineral assimilation in Vicia faba plants under salinity stress. Journal of Agricultural Science and Technology, 19(4), 889–901. 13. Youseif, S. H., El-Megeed, F. H. A., & Saleh, S. A. (2017). Improvement of faba bean yield using Rhizobium/Agrobacterium inoculant in low- fertility sandy soil. Agronomy, 7, 2. https://doi.org/ 10.3390/agronomy7010002 14. Krutylo, D. V. (2017). Efektyvnist spilnoi inokuliatsii soi shtamamy Bradyrhizobium japoni- cum z riznoiu shvydkistiu rostu [Efficiency of joint inoculation of soya bean by strains of Bradyrhizobi- um japonicum with different growth rate]. Visnyk ahrarnoi nauky — Bulletin of Agrarian Science, 95(10), 5–9 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31073/ agrovisnyk201710 15. Malichenko, S. M., Datsenko, V. K., Ma- menko, P. M., Omelchuk, S. V., & Kots, S. Ya. (2009). Vzaiemodiia Tn5-mutantiv Bradyrhizobium japonicum z inshymy ryzobialnymy shtamamy za sumisnoi inokuliatsii soi [Interaction of Tn5-mutants of Bradyrhizobium japonicum with other rhizobial strains at combined inoculation of soybean]. Fyzy- olohyia y byokhymyia kulturnykh rastenyi — Physi- ology and biochemistry of cultivated plants, 41(3), 235–241 [in Ukrainian]. 16. Krutylo, D. V. (2017). Symbiotychni vzaie- movidnosyny mizh shtamamy Bradyrhizobium ja- ponicum riznykh henetychnykh hrup i roslynamy soi [Symbiotic relationship between Bradyrhizobium japonicum strains of different genetic groups and soybean plants]. Mikrobiolohichnyi zhurnal — Mi- crobiological journal, 79(6), 82–94 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/microbiolj79.06.082 17. Jesus, E. C., Leite, R. A., Bastos, R. A., Aragao, O. O. S., & Araujo, P. A. (2018). Co- inoculation of Bradyrhizobium stimulates the sym- biosis efficiency of Rhizobium with common bean. Plant and Soil, 425, 201–215. https://doi.org/10. 1007/s11104-017-3541-1 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38. 39 18. Hungria, M., Nogueira, M. A., & Araujo, R. S. (2013). Co-inoculation of soybeans and common beans with Rhizobia and Azospirilla: strategies to improve sustainability. Biology and Fertility of Soils, 49, 791–801. http://dx.doi.org/10.1007/s00 374-012-0771-5 19. Efektyvna inokuliatsiia nasinnia soi [Effec- tive inoculation of soybean seeds]. BTU Tsentr. Re- trieved from https://btu-center.com/uknow/efektiv na-inokulyatsiya-nasinnya-soi/ [in Ukrainian]. 20. Santos, M. S., Nogueira, M. A., & Hung- ria, M. (2019). Microbial inoculants: reviewing the past, discussing the present and previewing an out- standing future for the use of beneficial bacteria in agriculture. AMB Express, 9, 205. https://doi.org/ 10.1186/s13568-019-0932-0 21. Chibeba, A. M., Guimarгes, M. D. F., Bri- to, O. R., Nogueira, M. A., Araujo, R. S., & Hun- gria, M. (2015). Co-inoculation of soybean with Bradyrhizobium and Azospirillum promotes early nodulation. American Journal of Plant Sciences, 6(10), 1641–1649. http://dx.doi.org/10.4236/ajps.20 15.610164 22. Rondina, A. B. L., Sanzovo, A. W. S., Gui- maraes, G. S., Wendling, J. R., Nogueira, M. A., & Hungria, M. (2020). Changes in root morphological traits in soybean co-inoculated with Bradyrhizobium spp. and Azospirillum brasilense or treated with A. brasilense exudates. Biology and Fertility of Soils, 56, 537–549. http://dx.doi.org/10.1007/s00 374-020-01453-0 23. Barbosa, J. Z., Hungria, M., da Silva Se- na, J. V., Poggere, G., dos Reis, A. R., & Cor- rea, R. S. (2021). Meta-analysis reveals benefits of co-inoculation of soybean with Azospirillum bra- silense and Bradyrhizobium spp in Brazil. Applied Soil Ecology, 163, 103–913. http://dx.doi.org/10. 1016/j.apsoil.2021.103913 24. Silva, E. R., Zoz, J., Oliveira, C. E. S., Zuf- fo, A. M., Steiner, F., Zoz, T., & Vendruscolo, E. P. (2019). Can co-inoculation of Bradyrhizobium and Azospirillum alleviate adverse effects of drought stress on soybean (Glycine max L. Merrill.)? Ar- chives of Microbiology, 201(3), 325–335. https:// doi.org/10.1007/s00203-018-01617-5 25. Pawar, P. U., Kumbhar, C. T., Patil, V. S., & Khot, G. G. (2018). Effect of co-inoculation of Bradyrhizobium japonicum and Pseudomonas fluo- rescens on growth, yield and nutrient uptake in soy- bean [Glycine max (L.) Merrill]. Crop Research, 53, 57–62. https://doi.org/10.5958/2454-1761.2018.000 09.8 26. Petkar, V. V., Deshmukh, T. T., & Jad- hav, A. N. (2018). Effect of dual inoculation of Ba- cillus subtilis and Bradyrhizobium japonicum on growth parameters of soybean (Glycine max L.). In- ternational Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7, 563–567. https://doi.org/10. 20546/ijcmas.2018.710.062 27. Mуkolaievskі, V. P., Sergienko, V. G., & Tytova, L. V. (2016). Vplyv inokuliantiv na formu- vannia symbiotychnykh system, rozvytok khvorob ta produktyvnist soi riznykh sortiv [Inoculants influ- ence on the symbiotic systems formation, diseases development and productivity of the different soy- bean cultivars]. Mikrobiolohiia i biotekhnolohiia — Microbiology and biotechnology, 3, 57–68 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.18524/2307-4663.20 16.3(35).78032 28. Alam, F., Bhuiyan, M. A., Alam, S. S., Waghmode, T. R., Kim, P. J., & Lee, Y. B. (2015). Effect of Rhizobium sp. BARIRGm901 inoculation on nodulation, nitrogen fixation and yield of soy- bean (Glycine max) genotypes in gray terrace soil. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 79(10), 1660–1668. https://doi.org/10.1080/091684 51.2015.1044931 29. Antipchuk, A. F., Pilyashenko-Novokhat- ny, A. I., & Yevdokymenko, T. M. (2011). Work- shop on Microbiology. Kyiv: “University of Ukra- ine” [in Ukrainian]. 30. Grodzinsky, A. M., & Grodzinsky, D. M. (1973). Kratkyy spravochnyk po fyzyolohyy rastenyy [Brief guide to plant physiology]. Kiev: Naukova Dumka [in Russian]. 31. Hardy, R. W. F., Holsten, R. D., Jack- son, E. K., & Burris, R. S. (1968). The acetylene- ethylene assay for N2-fixation: laboratory and field evolution. Plant Physiology, 43, 1185–1207. https:// doi.org/10.1104/pp.43.8.1185 32. Eviner, V., & Chapin, F. (1997). Plant- microbial interaction. Nature, 385(6611), 26–27. https://doi.org/10.1038/385026a0 33. Humeniuk, I. I., Gruzinsky, S. Y., Brov- ko, I. S., & Chabaniuk, Y. V. (2018). Koreneva sys- tema soi za dii Bradyrhizobium japonicum [Soybean root system under the influence of Bradyrhizobium japonicum]. Ahroekolohichnyi zhurnal — Agroeco- logical journal, 1, 138–143 [in Ukrainian]. 34. Ulzen, J., Abaidoo, R. C., Mensah, N. E., Masso, C., & Abdel Gadir, A. H. (2016). Bradyrhi- zobium inoculants enhance grain yields of soybean and cowpea in Northern Ghana. Frontiers in Plant Science, 7, 1770. https://doi.org/10.3389/fpls.2016. 01770 35. Iutynska, H., Goloborodko, S, Tytova, L., & Dubynska, O. (2022). Effectiveness of endophytic- rhizobial seed inoculation of soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivated in irrigated soil. Journal of Central European Agriculture, 23(1), 40–53. https://doi.org/10.5513/JCEA01/23.1.3397 Received 15.08.2023 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2023. Вип. 38.
id oai:ojs2.smic.in.ua:article-515
institution Agriciltural microbiology
keywords_txt_mv keywords
language Ukrainian
last_indexed 2026-07-23T01:15:57Z
publishDate 2023
publisher Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv smicinua/cc/0fca5db20c25b3ee57379085971046cc.pdf
spelling oai:ojs2.smic.in.ua:article-5152026-07-22T10:10:52Z COMPLEX INOCULATION OF SOYBEANS WITH NODULE BACTERIA BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM AS A MEASURE TO OPTIMIZE SYMBIOTIC NITROGEN FIXATION КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ Воробей, Н. А. Кукол, К. П. Пухтаєвич, П. П. Коць, С. Я. Glycine max L. (Merill) soybean, symbiosis, Bradyrhizobium japonicum, nodulation, nitrogen-fixing activity соя Glycine max L. (Merill), симбіоз, Bradyrhizobium japonicum, нодуляція, азотфіксувальна активність Objective. Establish effective mixed inoculants for soybeans based on new active strains of Bradyrhizobium japonicum with different intensity and dynamics of nitrogen-fixing activity to improve nodulation processes and functional activity of legume-rhizobia symbiosis. Methods. Microbiological, physiological, statistical, gas chromatography. Legume-rhizobia systems based on Glycine max L. (Merill) soybean, variety Samorodok, were studied using recombinant strains of B. japonicum: B199, B201, Д47, Д48, Д52, Д60, Д63. Monoinoculation of soybean with B. japonicum 634б served as the control. Results. Mixed inoculation of B. japonicum ensured positive ontogenetic dynamics of root nodule formation in soybean. The indicator of the number of root nodules in experimental plants was 1.2–1.9 times higher versus the control plants from Day 18 to 45 of soybean vegetation. When soybeans were inoculated with B. japonicum 634б + B201 and 634б + Д 52, the mass of nodules at Day 45 of vegetation increased by 30.0–35.3 % versus the control and was the highest (1.10–1.15 g/plant) among the studied variants, as a result of the strengthening effect of complex bacterization. A positive synergistic effect of the combined use of strains was obtained — intensification of the nitrogen-fixing activity of soybean root nodules. In the phase of budding/beginning of flowering and full flowering under combined inoculation with active strains of B. japonicum 634б + Д47, 634б + Д52 and 634б + В201, nitrogen fixation of soybean nodules increased by 10.7–25.5 % (at Day 32), by 13.2–30.9 % (at Day 38), and was also 2.3–2.8 times higher in the phase of full flowering (Day 45 of soybean vegetation) versus the similar indicator of control plants. In the phase of full flowering of plants (Day 45 of vegetation), under mixed inoculation with strains of B. japonicum 634б + Д47, 634б + В201, 634б + Д52 and В201 + Д52, the aboveground mass of plants exceeded that of control plants by 8.3–17.2 % variant, which was probably provided by improved conditions of their nitrogen nutrition, due to enhanced assimilation of N2 by root nodules. The most developed root system was in soybeans inoculated with strains B. japonicum 634б and B. japonicum 634б + Д52, B. japonicum 634б + В201 and B. japonicum Д48 + Д52. Conclusion. Symbiotic features of active recombinant strains of B. japonicum and their variability in functional activity at different stages of soybean ontogenesis should be taken into account when creating complex nitrogen-fixing bacterial preparations for soybeans with the effect of microbiological synergy. Мета. Визначити ефективні змішані інокулянти для сої на основі нових активних штамів Bradyrhizobium japonicum із різною інтенсивністю та динамікою азотфіксувальної активності для підсилення нодуляційних процесів і функціональної активності бобоворизобіального симбіозу. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, статистичні, газова хроматографія. Досліджували бобово-ризобіальні системи на основі сої Glycine max L. (Merill) сорту Самородок за участю рекомбінантних штамів B. japonicum: В199, В201, Д47, Д48, Д52, Д60, Д63. За контроль слугував варіант — моноінокуляція сої B. japonicum 634б. Результати. Змішана інокуляція В. japonicum забезпечила позитивну онтогенетичну динаміку формування кореневих бульбочок у сої. Показник кількості кореневих бульбочок у дослідних рослин був вищим у 1,2–1,9 раза, як порівняти з контрольними з 18 по 45-ту доби вегетації сої. За інокуляції сої B. japonicum 634б + В201 та 634б + Д52 маса бульбочок на 45-ту добу вегетації збільшилася на 30,0–35,3 % проти контролю і була найбільшою (1,10– 1,15 г/рослину) серед досліджуваних варіантів, як результат підсилювального ефекту комплексної бактеризації. Отримано позитивний синергічний ефект сумісного застосування штамів — інтенсифікацію азотфіксувальної активності кореневих бульбочок сої. У фази бутонізація-початок цвітіння та повного цвітіння за спільної інокуляції активними штамами B. japonicum 634б + Д47, 634б + Д52 та 634б + В201 азотфіксація бульбочок сої зросла на 10,7–25,5 % (на 32-гу добу) на 13,2–30,9 % (на 38-му добу), а також була вищою в 2,3– 2,8 раза у фазу повного цвітіння (45-та доба вегетації сої), як порівняти з аналогічним показником контрольних рослин. У фазу повного цвітіння рослин (45-та доба вегетації) за змішаної інокуляції штамами B. japonicum 634б + Д47, 634б + В201, 634б + Д52 та В201 + Д52 надземна маса рослин перевищувала на 8,3–17,2 % рослини контрольного варіанту, що вірогідно забезпечувалося покращеними умовами їх азотного живлення — завдяки посиленій асиміляції N2 кореневими бульбочками. Найбільш розвинена коренева система була у сої, інокульованої штамом B. japonicum 634б та B. japonicum 634б + Д52, B. japonicum 634б + В201 та B. japonicum Д48 + Д52. Висновки. Симбіотичні особливості активних рекомбінантних штамів B. japonicum та їх варіабельність за функціональною активністю на різних етапах онтогенезу сої доцільно враховувати у створенні комплексних азотфіксувальних бактеріальних препаратів під сою з ефектом мікробіологічної синергії. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2023-12-14 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/515 10.35868/1997-3004.38.29-39 Agricultural microbiology; Vol. 38 (2023): Agriciltural microbiology; 29-39 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 38 (2023): Сільськогосподарська мікробіологія; 29-39 1997-3004 10.35868/1997-3004.38 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/515/586 Авторське право (c) 2023 N. A. Vorobey, K. P. Kukol, P. P. Pukhtaievych, S. Ya. Kots https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle соя Glycine max L. (Merill)
симбіоз
Bradyrhizobium japonicum
нодуляція
азотфіксувальна активність
Воробей, Н. А.
Кукол, К. П.
Пухтаєвич, П. П.
Коць, С. Я.
КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ
title КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ
title_alt COMPLEX INOCULATION OF SOYBEANS WITH NODULE BACTERIA BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM AS A MEASURE TO OPTIMIZE SYMBIOTIC NITROGEN FIXATION
title_full КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ
title_fullStr КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ
title_full_unstemmed КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ
title_short КОМПЛЕКСНА ІНОКУЛЯЦІЯ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ЯК ЗАСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ СИМБІОТИЧНОЇ АЗОТФІКСАЦІЇ
title_sort комплексна інокуляція сої бульбочковими бактеріями bradyrhizobium japonicum як засіб оптимізації симбіотичної азотфіксації
topic соя Glycine max L. (Merill)
симбіоз
Bradyrhizobium japonicum
нодуляція
азотфіксувальна активність
topic_facet Glycine max L. (Merill) soybean
symbiosis
Bradyrhizobium japonicum
nodulation
nitrogen-fixing activity
соя Glycine max L. (Merill)
симбіоз
Bradyrhizobium japonicum
нодуляція
азотфіксувальна активність
url https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/515
work_keys_str_mv AT vorobejna complexinoculationofsoybeanswithnodulebacteriabradyrhizobiumjaponicumasameasuretooptimizesymbioticnitrogenfixation
AT kukolkp complexinoculationofsoybeanswithnodulebacteriabradyrhizobiumjaponicumasameasuretooptimizesymbioticnitrogenfixation
AT puhtaêvičpp complexinoculationofsoybeanswithnodulebacteriabradyrhizobiumjaponicumasameasuretooptimizesymbioticnitrogenfixation
AT kocʹsâ complexinoculationofsoybeanswithnodulebacteriabradyrhizobiumjaponicumasameasuretooptimizesymbioticnitrogenfixation
AT vorobejna kompleksnaínokulâcíâsoíbulʹbočkovimibakteríâmibradyrhizobiumjaponicumâkzasíboptimízacíísimbíotičnoíazotfíksacíí
AT kukolkp kompleksnaínokulâcíâsoíbulʹbočkovimibakteríâmibradyrhizobiumjaponicumâkzasíboptimízacíísimbíotičnoíazotfíksacíí
AT puhtaêvičpp kompleksnaínokulâcíâsoíbulʹbočkovimibakteríâmibradyrhizobiumjaponicumâkzasíboptimízacíísimbíotičnoíazotfíksacíí
AT kocʹsâ kompleksnaínokulâcíâsoíbulʹbočkovimibakteríâmibradyrhizobiumjaponicumâkzasíboptimízacíísimbíotičnoíazotfíksacíí