ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ
Objective. Study of germanium and zinc carboxylates influence in the inoculation suspension of nodule bacteria for pre-sowing seed processing on the formation and functioning of soybean symbiotic systems — Bradyrhizobium japonicum under salinity conditions. Methods. Microbiological, physiological, s...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/537 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Agriciltural microbiology |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Agriciltural microbiology| _version_ | 1871466337324236800 |
|---|---|
| author | Обезюк, І. М. Михалків, Л. М. Жемойда, А. В. Коць, С. Я. |
| author_facet | Обезюк, І. М. Михалків, Л. М. Жемойда, А. В. Коць, С. Я. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "І. М. Обезюк",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
},
{
"author": "Л. М. Михалків",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
},
{
"author": "А. В. Жемойда",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
},
{
"author": "С. Я. Коць",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
}
] |
| author_sort | Обезюк, І. М. |
| baseUrl_str | https://smic.in.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T10:10:52Z |
| description | Objective. Study of germanium and zinc carboxylates influence in the inoculation suspension of nodule bacteria for pre-sowing seed processing on the formation and functioning of soybean symbiotic systems — Bradyrhizobium japonicum under salinity conditions. Methods. Microbiological, physiological, statistical. B. japonicum strain PC08 and soybean variety Samorodok were involved in the research. The nodulation activity of rhizobia (number and weight of nodules on plant roots), plant weight (aerial parts and roots) in the phases of budding, blooming and bean formation, as well as indicators of soybean grain productivity were studied. The nitrogen-fixing activity of the symbiotic system was determined by the acetylene-restoring method using an Agilent Technologies 6850 chromatograph (USA). Results. It was found that the introduction of zinc nanocarboxylate into the suspension of nodule bacteria immediately before seed inoculation inhibited the formation and functioning of the soybean – B. japonicum symbiotic system, regardless the presence of sodium chloride in the plant growing substrate. The addition of germanium nanocarboxylate favourably influenced the interaction of soybean with nodule bacteria under salinity during the growing season, increasing the number and weight of nodules by 7–35 % and 5–33 %, respectively, and nitrogen fixation activity by 3 % to 48 %, but did not have a prolonged positive effect on the vegetative mass of plants. It was shown that on a salt-free background, the use of zinc led to a decrease in grain productivity of plants, in particular, grain weight per plant by 15 % and weight of 1000 grains by 8 %. Under salinity conditions, the compounds of both nanometals provided a slight increase in the weight of 1000 grains, with Ge contributing to a 13 % increase in the weight of grain per plant, and zinc causing a 12 % decrease in the number of beans per plant. Conclusions. The possibility of using zinc compounds under the conditions of symbiosis formation requires additional complex researches, which would include, in particular, the selection of optimal concentrations and forms of preparations or bacterial strains tolerant to this element. The revealed positive effect of germanium nanocarboxylate on the background of sodium chloride requires further research in order to use it in the development of the ways to increase the productivity of soybean – B. japonicum symbiosis under salinity conditions. |
| doi_str_mv | 10.35868/1997-3004.41.34-44 |
| first_indexed | 2025-11-05T02:30:41Z |
| format | Article |
| fulltext |
34
Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. С. 34–44.
ISSN 1997-3004
https://doi.org/10.35868/1997-3004.41.34-44
УДК 579.6:581.1
ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ
Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ
БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ
І. М. Обезюк, https://orcid.org/0009-0003-3663-6246,
Л. М. Михалків, https://orcid.org/0009-0003-3663-6246,
А. В. Жемойда,
С. Я. Коць, https://orcid.org/0009-0003-3663-6246
Інститут фізіології рослин і генетики НАН України
вул. Васильківська, 31/17; м. Київ, 03022, Україна; e-mail: vanya.obezyuk@ukr.net
Мета. Вивчення впливу внесення карбоксилатів германію та цинку в інокуляційну сус-
пензію бульбочкових бактерій для передпосівної обробки насіння на формування й функці-
онування симбіотичних систем соя – Bradyrhizobium japonicum в умовах засолення. Мето-
ди. Мікробіологічні, фізіологічні, статистичні. У дослідження залучено штам B. japoni-
cum РС08 і сою сорту Самородок. Вивчено нодуляційну активність ризобій (кількість і масу
бульбочок на коренях рослин), масу рослин (надземної частини і кореня) у фази бутонізації,
цвітіння та утворення бобів, а також показники зернової продуктивності сої. Визначення
азотфіксувальної активності симбіотичної системи проводили ацетиленвідновлюваль-
ним методом із використанням хроматографа «Agilent Technologies 6850» (США). Резуль-
тати. Виявлено, що внесення нанокарбоксилату цинку в суспензію бульбочкових бактерій
безпосередньо перед інокуляцією насіння пригнічувало формування та функціонування симбі-
отичної системи соя – B. japonicum, незалежно від наявності хлориду натрію у субстраті
вирощування рослин. Додавання нанокарбоксилату германію сприятливо впливало на взає-
модію сої з бульбочковими бактеріями при засоленні впродовж вегетаційного періоду, збі-
льшуючи кількість і масу бульбочок на 7–35 % і 5–33 % відповідно, а азотфіксувальну ак-
тивність — від 3 % до 48 %, але не мало пролонгованого позитивного ефекту на вегетатив-
ну масу рослин. Показано, що на безсольовому фоні використання цинку призводило до зни-
ження показників зернової продуктивності рослин, зокрема маси зерна на рослину на 15 %
і маси 1000 зерен — на 8 %. На фоні засолення наносполуки обох металів забезпечили незна-
чне збільшення маси 1000 зерен, водночас германій сприяв збільшенню маси зерна з рослини
на 13 %, а цинк спричиняв зниження кількості бобів на рослині на 12 %. Висновки. Можли-
вість використання сполук цинку в умовах формування симбіозу потребує додаткових ком-
плексних досліджень, які б передбачали, зокрема, підбір оптимальних концентрацій і форм
препаратів чи штамів бактерій, толерантних до цього елемента. Виявлений позитивний
ефект від застосування нанокарбоксилату германію на фоні хлориду натрію потребує по-
дальшого дослідження для використання його у розробці способів підвищення продуктивно-
сті симбіозу соя – B.japonicum в умовах засолення.
Ключові слова: Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr., нанокарбоксилати ме-
талів Ge i Zn, симбіоз, нодуляція, азотфіксація, вегетативна маса, зернова продуктивність.
Вступ. Сольовий стрес є одним із най-
більш шкодочинних факторів, що призво-
дять до зниження урожайності сільськогос-
подарських культур, зокрема сої. У ґрунтах
із підвищеним вмістом солей розчинність
макро- і мікроелементів є особливо низькою
© І. М. Обезюк, Л. М. Михалків, А. В. Жемойда, С. Я. Коць, 2025
35
і рослини, що ростуть за таких умов, часто
відчувають їх нестачу [1]. Дефіцит мікро-
елементів може перешкоджати ефективному
використанню рослинами макродобрив, ос-
кільки мікроелементи, як окремо, так і у скла-
ді ферментів, беруть участь у численних фі-
зіолого-біохімічних процесах [2]. Вони віді-
грають важливу роль у пом’якшенні неспри-
ятливих наслідків сольового стресу в росли-
нах, задіяні у зниженні іонної токсичності,
підтриманні водного балансу, покращенні
поглинання та засвоєння мінеральних спо-
лук, біосинтезі сумісних розчинених речовин
і фітогормонів, модифікуванні газообміну та
зменшенні окислювального стресу, а також
зміні експресії генів [3]. Забезпеченість бо-
бових рослин мікроелементами має важливе
значення для активізації процесу симбіотич-
ної фіксації азоту [4].
Аналіз останніх досліджень і публіка-
цій. У низці досліджень показано, що засто-
сування мікроелементів, зокрема цинку, мо-
же допомогти підвищити стійкість рослин до
різних стресів, зокрема засолення й посухи
[5–7]. Відзначено позитивний вплив екзо-
генного германію на проростання насіння та
ріст розсади повію (Lycium ruthenicum Murr.)
і його захисний ефект щодо окисного пош-
кодження рослин внаслідок сольового стресу
[8]. Виявлено, що використання нанокарбок-
силатів Zn та Ge підвищує схожість насіння
сої за наявності в середовищі пророщування
хлориду натрію [9].
Потенційним джерелом мікроелементів є
їхні наночастинки [10–12]. Перспективними
у рослинництві є препарати, що містять мік-
роелементи у формі карбоксилатів наночас-
тинок металів. Їх застосування сприяє пок-
ращенню якісних та кількісних показників
урожаю, підвищує стійкість рослин до не-
сприятливих чинників довкілля, стимулює
розвиток симбіотичної мікробіоти на коре-
нях бобових культур і збільшує азотфіксува-
льну активність симбіотичних систем [13].
Серед шляхів пом’якшення негативного
впливу сольового стресу на рослини вагоме
місце також займає використання стійких
і ефективних в умовах засолення мікроорга-
нізмів. Показано позитивний зв’язок між
ростом рослин сої й азотфіксувальною здат-
ністю бактерій інокулянту в умовах засолен-
ня [14], доведено ефективність використання
у вирощуванні сої ризобій, ізольованих із за-
солених ґрунтів [15; 16], Acinetobacter pittii
[15], а також бінарної інокуляції брадиризо-
біями і псевдомонадами [17] для зниження
негативних наслідків сольового стресу для
рослин.
Сьогодні перспективним є комбінування
мікродобрив із бактеріальними препаратами
для передпосівної обробки насіння, що до-
зволяє активізувати розвиток ризобій, під-
вищити стійкість рослин до несприятливих
чинників довкілля, посилити активність фік-
сації азоту з повітря та запобігти появі дефі-
циту мікроелементів [18]. Показано, що до-
давання сполук молібдену, заліза та герма-
нію до середовища культивування ризобій
при виготовленні інокулянту стимулювало
азотфіксувальну активність симбіотичних
систем та інтенсивність фотосинтезу в лист-
ках сої [13]. Використанння нанокарбоксила-
тів германію, кобальту та заліза як компоне-
нтів бактеріальної інокуляційної суспензії
сприяло адаптації соєво-ризобіальних систем
до водного стресу та забезпечувало пост-
стресове відновлення функціональної актив-
ності симбіотичного апарату до оптимально-
го рівня [19]. Все це дозволяє припустити,
що використання нанокарбоксилатів металів
може бути ефективним і при взаємодії рос-
лин та мікроорганізмів за умов засолення.
У зв’язку із викладеним, метою наших
досліджень було вивчити вплив внесення ка-
рбоксилатів германію та цинку в інокуляцій-
ну суспензію бульбочкових бактерій для пе-
редпосівної обробки насіння на формування
і функціонування симбіотичних систем соя –
Bradyrhizobium japonicum.
Матеріали і методи досліджень. Об’єк-
тами дослідження були симбіотичні системи,
створені рослинами сої (Glycine max (L.)
Merr.) сорту Самородок (селекція Інститу-
ту кормів та сільського господарства Поділ-
ля НААН України) і високоактивним ви-
робничим штамом бульбочкових бактерій
B. japoniсum РС08 із музейної Колекції азот-
фіксувальних мікроорганізмів відділу сим-
біотичної азотфіксації Інституту фізіології
рослин і генетики НАН України. Рослини
вирощували на вегетаційному майданчику
ІФРГ НАНУ у 8-кілограмових посудинах
(7 рослин/посудину) у піщаному субстраті
з внесенням поживного розчину Гельрігеля
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
36
(0,25 н азоту) за оптимального водозабезпе-
чення, природних освітлення та температу-
ри. Для створення режиму засолення до
піщаного субстрату додавали хлорид натрію
з розрахунку 0,25 г/кг піску. Перед посівом
насіння впродовж 1 год. інокулювали сус-
пензією бульбочкових бактерій B. japoni-
сum РС08 (108 кл./мл), у яку вносили водні
розчини (1:1000) нанокарбоксилатів герма-
нію та цинку. Препарати мікроелементів
надані ТОВ «Науково-виробнича компанія
“Аватар”» (Україна, м. Київ). Схема досліду
включала такі варіанти: 1) інокуляція насіння
B. japonicum РС08; 2) інокуляція насіння B. ja-
ponicum РС08 + Ge; 3) інокуляція насіння
B. japonicum РС08 + Zn; 4) інокуляція насін-
ня B. japonicum РС08, NaCl; 5) інокуляція на-
сіння B. japonicum РС08 + Ge, NaCl; 6) іно-
куляція насіння B. japonicum РС08 + Zn, NaCl.
Досліджували кількість і масу бульбочок
на коренях рослин, їхню азотфіксувальну ак-
тивність, масу кореня та надземної частини
і зернову продуктивність сої. Зразки для ана-
лізу відбирали у фази бутонізації, цвітіння та
утворення бобів.
Азотфіксувальну активність кореневих
бульбочок сої визначали ацетиленовим ме-
тодом [20] із використанням хроматографа
«Agilent Technologies 6850» (США) з полу-
менево-іонізаційним детектором. Визначен-
ня проводили у 5-кратній біологічній пов-
торності.
Усі результати обраховано статистично
за загальноприйнятою методикою з викорис-
танням MS Excel 2016, у таблицях представ-
лені середні арифметичні та їх стандартні
похибки.
Результати досліджень та їх обгово-
рення. Дослідження особливостей взаємодії
сої з бульбочковими бактеріями на безсольо-
вому фоні виявили (табл. 1) незначний (у ме-
жах похибки досліду) стимулювальний ефект
нанокарбоксилату германію щодо маси
й кількості бульбочок під час бутонізації,
тоді як у фазу цвітіння відзначали пригні-
чення нодуляції на 17 % за одночасного збі-
льшення маси бульбочок на 33 % проти кон-
трольного показника (інокуляція насіння
ризобіями без внесення нанокарбоксилатів).
У період утворення бобів за використання
нанокарбоксилату германію зафіксовано збі-
льшення маси бульбочок на 19 % і незначне
зростання їхньої кількості на коренях, як по-
рівняти з рослинами сої відповідного конт-
рольного варіанту.
На фоні внесення до субстрату хлориду
натрію за додавання германію у бактеріальну
суспензію виявлено збільшення кількості та
маси бульбочок (на 21 % і 33 %, відповідно)
у фазі бутонізації та їх кількості (на 35 %)
Таблиця 1. Кількість та маса кореневих бульбочок сої, утворених штамом B. japoni-
cum РС08 за використання нанокарбоксилатів Ge і Zn в умовах засолення
Варіанти досліду
Фази розвитку рослин
бутонізація цвітіння утворення бобів
кількість,
од./росл.
маса,
г/росл.
кількість,
од./росл.
маса,
г/росл.
кількість,
од./росл.
маса,
г/росл.
B. japonicum РС08
(К-1) 39,80 ± 3,36 0,25 ± 0,02 52,60 ± 2,99 0,52 ± 0,04 49,00 ± 2,88 0,72 ± 0,06
B. japonicum РС08 +
Ge 41,20 ± 1,46 0,28 ± 0,01 43,80 ± 2,47 0,69 ± 0,04 51,60 ± 3,44 0,86 ± 0,05
B. japonicum РС08 +
Zn 32,80 ± 2,41 0,14 ± 0,01 39,60 ± 1,20 0,38 ± 0,03 42,40 ± 3,10 0,64 ± 0,05
B. japonicum РС08,
NaCl (К-2) 41,20 ± 2,80 0,18 ± 0,01 44,00 ± 2,80 0,58 ± 0,03 28,80 ± 2,81 0,58 ± 0,04
B. japonicum РС08 +
Ge, NaCl 50,00 ± 4,42 0,24 ± 0,01 47,20 ± 3,00 0,54 ± 0,01 38,80 ± 3,42 0,61 ± 0,05
B. japonicum РС08 +
Zn, NaCl 27,80 ± 2,74 0,18 ± 0,02 28,20 ± 1,88 0,37 ± 0,05 22,20 ± 2,35 0,19 ± 0,01
Примітки: тут і в табл. 2 і 3 К-1 — контроль, без внесення NaCl; К-2 — контроль, за внесення
NaCl.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
37
у фазі утворення бобів проти показників від-
повідного контролю (табл. 1). Водночас під
час цвітіння маса бульбочок на рослинах
у варіанті з використанням германію була
дещо нижчою (на 7 %), ніж у контрольних.
У решті випадків відзначено тенденцію до
збільшення показників кількості й маси
бульбочок під впливом нанокарбоксилату
германію.
Додавання в інокуляційну суспензію на-
нокарбоксилату цинку мало переважно нега-
тивний ефект на показники нодуляційної ак-
тивності ризобій (див. табл. 1). Так, на без-
сольовому фоні відзначено зниження кілько-
сті бульбочок на 13–25 % упродовж періоду
бутонізації-утворення бобів, а також їхньої
маси на 44 % і 27 % у фази бутонізації та
цвітіння відповідно. На фоні засолення у ро-
слинах варіанту, де за інокуляції було засто-
совано нанокарбоксилат цинку, відзначено
зниження кількості бульбочок (на 23–37 %)
і їхньої маси (на 36–67 %) упродовж бутоні-
зації-утворення бобів.
Аналіз результатів дослідження азотфік-
сувальної активності симбіозу показав (рис.),
що внесення нанокарбоксилату германію
в інокуляційну суспензію дещо інтенсифікує
функціонування нітрогенази у фази цвітіння
та утворення бобів на безсольовому фоні. За
внесення хлориду натрію у субстрат виро-
щування рослин під впливом нанокарбокси-
лату германію виявлено збільшення азот-
фіксувальної активності бульбочок на 48 %
у період бутонізації проти відповідного кон-
тролю без нанокарбоксилатів. Водночас за
використання нанокарбоксилату цинку від-
значено пригнічення процесу азотфіксації
бульбочками сої як за оптимальних умов ви-
рощування (період бутонізації-цвітіння), так
і на фоні засолення (упродовж бутонізації-
утворення бобів). Зокрема, на безсольовому
фоні за використання цинку ацетиленвіднов-
на активність бульбочок була нижчою, ніж
у контролі — майже в 4 рази у період буто-
нізації, а на фоні внесення хлориду натрію —
у 2,4 і 3,5 раза у фази цвітіння й утворення
бобів відповідно.
Показано (табл. 2), що використання на-
нокарбоксилату Ge як компонента інокуля-
ційної суспензії сприяло збільшенню над-
земної маси на 15 % і маси кореня на 6 %
у рослин сої у фазу цвітіння, але призводило
до незначного (в межах похибки досліду)
зниження на 4 % і 10 % відповідно до цих по-
казників під час утворення бобів за оптима-
льних умов вирощування проти відповідного
контролю. На фоні хлориду натрію під впли-
вом нанокарбоксилату германію під час
бутонізації відзначено збільшення маси ко-
ренів рослин на 27 %, тоді як із подальшим
Рис. Азотфіксувальна активність (АФА) симбіотичної системи сої за інокуляції B. japo-
nicum РС08 та використання нанокарбоксилатів Ge і Zn в умовах засолення.
0
5
10
15
20
25
30
B. japonicum
PC08 (К-1)
B. japonicum
PC08 + Ge
B. japonicum
PC08 + Zn
B. japonicum
PC08, NaCl (К-2)
B. japonicum
PC08 + Ge, NaCl
B. japonicum
PC08 + Zn, NaCl
Бутонізація
Цвітіння
Утворення бобів
А
Ф
А
, м
км
ол
ь
С
₂Н
₄/р
ос
л.
за
го
д.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
38
Таблиця 2. Вплив нанокарбоксилатів Ge і Zn і засолення на показники вегетативної
маси сої, інокульованої B. japonicum РС08
Варіанти досліду
Фази розвитку рослин
бутонізація цвітіння утворення бобів
надземна
маса, г
маса
кореня, г
надземна
маса, г
маса
кореня, г
надземна
маса, г
маса
кореня, г
B. japonicum РС08
(К-1) 6,06 ± 0,42 3,57 ± 0,26 8,68 ± 0,26 5,15 ± 0,36 12,58 ± 0,69 7,56 ± 0,66
B. japonicum РС08 +
Ge 5,78 ± 0,26 4,08 ± 0,30 9,98 ± 0,26 5,47 ± 0,33 12,09 ± 0,76 6,80 ± 0,63
B. japonicum РС08 +
Zn 5,38 ± 0,41 2,26 ± 0,19 7,57 ± 0,42 3,66 ± 0,38 10,90 ± 0,63 5,49 ± 0,29
B. japonicum РС08,
NaCl (К-2) 4,44 ± 0,30 2,50 ± 0,20 7,31 ± 0,41 3,93 ± 0,30 10,10 ± 0,65 4,72 ± 0,29
B. japonicum РС08 +
Ge, NaCl 5,14 ± 0,30 3,18 ± 0,22 7,53 ± 0,40 3,95 ± 0,15 9,90 ± 0,58 4,30 ± 0,38
B. japonicum РС08 +
Zn, NaCl 4,81 ± 0,34 2,50 ± 0,27 7,15 ± 0,47 3,16 ± 0,32 7,96 ± 0,33 3,21 ± 0,13
розвитком рослин сої нанокарбоксилат гер-
манію не проявив суттєвого впливу на наро-
стання надземної маси рослин і кореня. Вне-
сення в інокуляційну суспензію нанокарбок-
силату цинку здебільшого пригнічувало на-
ростання маси рослин сої як на безсольовому
фоні, так і за внесення хлориду натрію.
Виявлено, що за оптимальних умов ви-
рощування застосування нанокарбоксилату
германію суттєво не впливало на зернову
продуктивність сої, як порівняти з рослина-
ми контрольного варіанту з інокуляцією, то-
ді як використання нанокарбоксилату цинку
знижувало показники кількості та маси зерна
з рослини і маси 1000 зерен (табл. 3). За вне-
сення нанокарбоксилатів Ge і Zn в інокуля-
ційну суспензію на фоні використання хло-
риду натрію відзначали тенденцію до збіль-
шення маси 1000 зерен. Водночас нанокар-
боксилат цинку призводив до зниження кіль-
кості бобів на рослинах сої на 12 %, а герма-
нію — сприяв збільшенню маси зерна з рос-
лини на 13 %.
Відомо, що цинк бере активну участь
у різноманітних процесах у складі ферментів
і білків та є важливим для захисту рослин від
стресових впливів [5‒7]. Зважаючи на зна-
чення цього елементу для функціонування
Таблиця 3. Структурні показники урожаю насіння сої, інокульованої B. japonicum РС08
з використанням нанокарбоксилатів Ge і Zn в умовах засолення
Варіанти досліду Кількість бобів,
од./росл.
Кількість зерен,
од./росл.
Маса зерна,
г/росл.
Маса
1000 зерен, г
B. japonicum РС08
(К-1) 9,25 ± 0,49 16,14 ± 0,51 2,62 ± 0,06 162,49 ± 2,31
B. japonicum РС08 +
Ge 8,71 ± 0,25 15,79 ± 0,59 2,66 ± 0,04 159,61 ± 2,01
B. japonicum РС08 +
Zn 8,75 ± 0,22 14,82 ± 0,29 2,22 ± 0,09 149,66 ± 3,64
B. japonicum РС08,
NaCl (К-2) 8,18 ± 0,50 14,18 ± 0,13 2,34 ± 0,07 167,90 ± 3,49
B. japonicum РС08 +
Ge, NaCl 8,00 ± 0,23 15,11 ± 0,76 2,64 ± 0,11 173,58 ± 3,65
B. japonicum РС08 +
Zn, NaCl 7,18 ± 0,14 14,00 ± 0,33 2,44 ± 0,03 172,45 ± 2,97
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
39
бобово-ризобіальних структур [21, 22], а та-
кож на результати наших попередніх дослі-
джень, у яких виявлено підвищення відсотка
пророслого насіння сої на 31,6 % за внесення
нанокарбоксилату цинку в середовище про-
рощування насіння із хлоридом натрію [9],
ми припустили можливий позитивний ефект
від використання цієї сполуки в умовах за-
солення. Проте, як видно із отриманих ре-
зультатів, внесення нанокарбоксилату цинку
в інокуляційну суспензію переважно пригні-
чувало нодуляційні процеси в рослинах,
спричиняючи зниження кількості й маси бу-
льбочок на коренях сої, а тому й їхньої азот-
фіксувальної активності, як порівняти з рос-
линами варіантів зі звичайною інокуляцією.
Попередні дослідження, проведені у чистій
культурі [18], виявили інгібуючий ефект на-
нокарбоксилату цинку, внесеного в середо-
вище культивування, на приріст біомаси клі-
тин B. japonicum 634б, до того ж було від-
значено пряму залежність між концентра-
цією нанокарбоксилату та його інгібуваль-
ною дією. Ми припускали, що в умовах
формування симбіотичних структур між ро-
слинами та мікроорганізмами макросимбіонт
забезпечить захист мікросимбіонта від мож-
ливої негативної дії Zn. Проте зіткнулися із
фактом пригнічення процесів взаємодії рос-
лин та мікроорганізмів і зниження азотфік-
сувальної активності симбіозу. Очевидно, що
саме недостатнє забезпечення рослин азотом
стало основною причиною зменшення веге-
тативної маси сої, обробленої цинквмісним
інокулянтом. Причому зниження зазначених
показників спостерігали як на фоні внесення
хлориду натрію у піщаний субстрат, так і за
відсутності засолення. Водночас виявлено
незначне зростання маси насіння за викорис-
тання нанокарбоксилату цинку на фоні засо-
лення (але зниження кількості бобів на рос-
линах), тоді як у рослин варіанту без засто-
сування хлориду натрію цей показник був
меншим, ніж у сої, інокульованої лише бак-
теріями. Отже, можливість використання
сполук цинку в умовах формування симбіозу
потребує додаткових комплексних дослі-
джень, які б передбачали, зокрема, підбір оп-
тимальних концентрацій і форм препаратів
чи штамів бактерій, толерантних до цього
елемента [23].
Раніше проведені дослідження щодо
впливу нанокарбоксилату германію на ріст
брадиризобій у чистій культурі та їхні сим-
біотичні властивості показали ефективність
внесення цієї сполуки в середовище вирощу-
вання ризобій: відзначено підвищення пока-
зників нодуляційної активності бактерій уп-
родовж періоду досліджень, їхньої азотфік-
сувальної активності та сприяння росту веге-
тативної маси рослин [18]. Такий позитив-
ний ефект автори пов’язали з модифікацією
метаболізму бактеріальних клітин, зважаючи
на те, що наночастинки є біоактивними, тоб-
то впливають на біологічні об’єкти на клі-
тинному рівні, підвищуючи ефективність пе-
ребігу біохімічних процесів у живих організ-
мах та беруть участь у формуванні мікро-
елементного балансу [24‒27]. Також було
висунуто припущення, що свою роль могло
відіграти потрапляння сполуки у складі іно-
куляційної суспензії на насіння сої, що могло
стимулювати безпосередньо розвиток рос-
лин. Відомо, що наночастинки, беручи
участь у процесах переносу електронів, по-
силюють дію ферментів, інтенсифікують ди-
хання клітин, фотосинтез, синтез ферментів
та амінокислот, вуглеводний і азотний обмін
і, як наслідок, безпосередньо впливають на
мінеральне живлення рослин [28]. Не менш
важливу роль може відігравати і забезпечен-
ня рослин необхідними для їх розвитку мік-
роелементами. Оскільки мікроелементи у на-
ноформі засвоюються поступово, їхні іонні
форми швидко включаються в біохімічні ре-
акції. Отже, може досягатися пролонгований
ефект живлення рослин [26].
У наших дослідженнях внесення нанока-
рбоксилату германію у суспензію бульбоч-
кових бактерій безпосередньо в день іноку-
ляції загалом суттєво не впливало на процес
формування бульбочок на коренях сої на
безсольовому фоні, за винятком незначного
зниження їх кількості, але відзначено збіль-
шення їхньої маси у період цвітіння, а також
підвищення останнього показника під час
утворення бобів, як порівняти з рослинами
варіанту з інокуляцією лише бактеріями. Во-
дночас на фоні внесення хлориду натрію ви-
користання нанокарбоксилату германію за-
безпечувало вищі показники маси бульбочок
під час бутонізації та їх кількості у фазу
утворення бобів, як порівняти зі значеннями
рослин сої, обробленої звичайним інокулян-
том. Це, відповідно, відобразилося на актив-
ності азотфіксації симбіотичними системами
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
40
соя – B. japonicum та вегетативній масі рос-
лин: за відсутності хлориду натрію у субс-
траті вирощування рослин зростання показ-
ників у фази цвітіння й утворення бобів, а на
фоні засолення — їх підвищення під час бу-
тонізації. Водночас на фоні засолення у фазу
утворення бобів і азотфіксувальна актив-
ність, і маса рослин сої, оброблених інокуля-
нтом із нанокарбоксилатом германію, суттє-
во не відрізнялися від таких у контрольних,
бактеризованих лише ризобіями. Викорис-
тання нанокарбоксилату Ge так само, як і Zn,
сприяло збільшенню маси зерна сої, проте
кількість бобів на рослинах залишалася на
рівні контрольних. Але, на відміну від Zn,
нанокарбоксилат германію не впливав на
урожайність зерна сої, вирощеної на безсо-
льовому субстраті.
Відзначений в окремі фази розвитку ро-
слин позитивний ефект від застосування на-
нокарбоксилату германію може бути пов’я-
заний як із впливом на клітини ризобій, так
і з безпосередньою дією на рослини. Раніше
нами було показано [9], що застосування
нанокарбоксилату Ge сприяло збільшенню
кількості пророслих насінин на фоні засо-
лення на 23,4 % у сої та майже у 3 рази
в люцерни. Можливо, отримані нами ефекти
від використання германію за наявності
NaCl-засолення пов’язані із його антиокси-
дантними властивостями [29].
Отже, аналіз отриманих результатів свід-
чить, що внесення нанокарбоксилату Zn у сус-
пензію бульбочкових бактерій безпосередньо
перед інокуляцією пригнічує формування та
функціонування симбіотичних систем соя ‒
B. japonicum. Додавання нанокарбоксилату
германію сприятливо впливає на взаємодію
сої з бульбочковими бактеріями на фоні за-
солення впродовж вегетаційного періоду, але
не має стабільного позитивного ефекту на
формування вегетативної маси рослин. Вод-
ночас обидві сполуки забезпечують незначне
(в межах похибки досліду) збільшення зер-
нової продуктивності сої. Порівнюючи пред-
ставлені дані із попередньо отриманими ре-
зультатами щодо ефективності нанокарбок-
силатів мікроелементів за внесення їх у се-
редовище культивування ризобій [18], можна
стверджувати про деяку сумнівність перс-
пективності подальших досліджень предс-
тавленого способу використання цих сполук
(внесення в інокуляційну суспензію перед її
застосуванням), особливо Zn. Водночас при-
вертає увагу виявлений нами позитивний
ефект від застосування Ge на фоні хлориду
натрію, що, на нашу думку, може бути вико-
ристано в подальшому в розробці способів
підвищення продуктивності симбіозу соя ‒
B. japonicum в умовах засолення.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Flowers T. J., Colmer T. D. Plant salt tole-
rance: adaptations in halophytes. Ann. Bot. 2015.
Vol. 115, № 3. P. 327–331. https://doi.org/10.1093/
AOB/MCU267
2. Коць С. Я., Петерсон Н. В. Мінеральні
елементи і добрива в живленні рослин. К. : Ло-
гос, 2015. 242 с.
3. Hussain S., Khalid M. F., Hussain M.,
Ali M. A., Nawaz A., Zakir I. … Ahmad S. Role of
micronutrients in salt stress tolerance to plants.
M. Hassanuzzaman, M. Fujita, H. Oku, K. Nahar,
B. Hawrylak-Nowak (Eds.). Plant Nutrients and
Abiotic Stress Tolerance. Springer, 2018. P. 363–
376. https://doi.org/10.1007/978-981-10-9044-8_15
4. Li Y., Liu Q., Zhang D.-X., Zhang Zh.-Y.,
Xu A., Jiang Y.-L., Chen Z.-C. Metal nutrition and
transport in the process of symbiotic nitrogen fixa-
tion. Plant Commun. 2024. Vol. 5, № 4. 100829.
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100829
5. Hassan M. U., Aamer M., Chattha M. U.,
Haiying T., Shahzad B., Barbanti L. … Guoqin H.
The critical role of zinc in plants facing the drought
stress. Agriculture. 2020. Vol. 10, № 9. 396. https://
doi.org/10.3390/agriculture10090396
6. Moulick D., Bhutia K. L., Sarkar S., Roy A.,
Mishra U. N., Pramanick B. … Hossain A. The in-
tertwining of Zn-finger motifs and abiotic stress to-
lerance in plants: Current status and future pro-
spects. Front. Plant Sci. 2022. Vol. 13. https://doi.
org/10.3389/fpls.2022.1083960
7. Rahman A., Islam R., Azim A., Skalicky M.,
Hossain A. Role of zinc for abiotic stress tolerance
in plants. D. K. Tripathi, V. P. Singh, S. Pandey,
S. Sharma, D. K. Chauhan (Eds.). Zink in Plants.
Current Knowledge and Recent Advances. Chap-
ter 6. Academic Press, 2024. P. 95–148. https://
doi.org/10.1016/B978-0-323-91314-0.00007-7
8. Liu Y., Hou L.-yu, Li Q.-mei, Jiang Ze.-ping,
Lio D., Zhu Y. The effects of exogenous antioxidant
germanium (Ge) on seed germination and growth of
Lycium ruthenicum Murr subjected to NaCl stress.
Environ. Technol. 2016. Vol. 37, № 8. P. 909–919.
https://doi.org/10.1080/09593330.2015.1091512
9. Обезюк І. М., Михалків Л. М., Коць С. Я.
Проростання насіння сої та люцерни в умовах
засолення за використання нанокарбоксилатів Ge
і Zn. Actual Scientific Research in the Modern
World. 2024. Is. 8(112). С. 11–16.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
41
10. Chhipa, H. Nanofertilizers and nanopesti-
cides for agriculture. Environ. Chem. Lett. 2017.
Vol. 15. P. 15–22. https://doi. org/10.1007/S10311-
016-0600-4
11. Alam P., Arshad M., Al-Kheraif A. A., Az-
zam M. A., Al Balawi T. Silicon nanoparticle-
induced regulation of carbohydrate metabolism,
photosynthesis, and ROS homeostasis in Solanum
Lycopersicum subjected to salinity stress. ACS Ome-
ga. 2022. Vol. 7, № 36. P. 31834–31844. https://doi.
org/10.1021/acsomega.2c02586
12. Ajirloo A. A. R., Amiri E. Effects of nano-
potassium fertilizer on yield and water use efficiency
of soybean under water deficit conditions (Case
study: Moghan Plain, Iran). Commun. Soil Sci. Plant
Anal. 2022. Vol. 53, № 12. P. 1542–1551. https://
doi.org/10.1080/00103624.2022.2060247
13. Моргун В. В., Рибаченко Л. І., Коць С. Я.,
Кірізій Д. А., Кукол К. П., Рибаченко О. Р. Особ-
ливості функціонування симбіотичних систем та
фотосинтетичного апарату сої, інокульованої
штамами Bradyrhizobium japonicum за впливу
карбоксилатів металів. Мікробіологічний журнал.
2019. Т. 81, № 1. С. 94–105. https//doi.org/10.
15407/microbiolj81.01.094
14. Nitawaki Y., Kitabayashi H., Luisa M., Ma-
son T., Yamamoto A., Saeki Y. Effect of salt stress
on soybean growth and nodulation under inoculation
with soybean rhizobia. Soil Sci. Plant Nutr. 2021.
Vol. 67, № 2. P. 103–113. https://doi.org/10.1080/
00380768.2020.1860644
15. Kang S.-M., Hoque M. I. U., Woo J.-I.,
Lee I.-J. Mitigation of salinity stress on soybean seed-
lings using indole acetic acid-producing Acinetobac-
ter pittii YNA40. Agriculture. 2023. Vol. 13, № 5.
1021. https://doi.org/10.3390/agriculture13051021
16. Yu T., Wu X., Song Y., Lv H., Zhang G.,
Tang W. … Ni H. Isolation and identification of sa-
linity tolerant rhizobia and nodulation phenotype
analysis in different soybean germplasms. Curr. Is-
sues Mol. Biol. 2024. Vol. 46. P. 3342–3352. https://
doi.org/10.3390/cimb46040209
17. Win K. T., Wasai-Hara S., Tanaka F.,
Oo A. Z., Minamisawa K., Shimoda Y., Imaizumi-
Anraku H. Synergistic N2-fixation and salt stress
mitigation in soybean through dual inoculation of
ACC deaminase-producing Pseudomonas and Bra-
dyrhizobium. Sci. Rep. 2023. Vol. 13, № 1. https://
doi.org/10.1038/s41598-023-43891-4
18. Коць С. Я., Рибаченко Л. І., Пухтає-
вич П. П., Рибаченко О. Р. Реакція Bradyrhizo-
bium japonicum у чистій культурі та у симбіотич-
них системах на застосування нанокарбоксилатів
мікроелементів. Сільськогосподарська мікробіо-
логія. 2018. Вип. 28. С. 41–52. https://doi.org/
10.35868/1997-3004.28.41-52
19. Kots S. Y., Rybachenko L. I., Mamen-
ko T. P., Kukol K. P., Pukhtaievych P. P., Ryba-
chenko O. R. Influence of metal nanocarboxylates
and different water supply on efficiency of soybean-
rhizobial symbiotic systems. Regul. Mech. Biosyst.
2021. Vol. 12, № 3. Р. 383–390. https://doi.org/
10.15421/022152
20. Hardy R. W. F., Holsten R. D., Jackson E. K.,
Burns R. C. The acetylene-ethylene assay for N2 fi-
xation: laboratory and field evaluation. Plant Phy-
siol. 1968. № 43. P. 1185–1207. https://doi.org/10.
1104/ pp.43.8.1185
21. Qiao L., Suzaki T., Liang P. Zink sensing in
nodules regulates symbiotic nitrogen fixation. Natu-
re Plants. 2024. Vol. 10, № 8. P. 1153–1154. https://
doi.org/10.1038/s41477-024-01758-0
22. Zhang P., Zhang B., Jiao J., Dai S.-Q.,
Chen W.-X., Tian C.-Fu. Modulation of symbiotic
compatibility by rhizobial zinc starvation machinery.
mBio. 2020. Vol. 11, № 1. e03193-19. https://doi.org/
10.1128/mBio.03193-19
23. Gauri, Singh A. K., Bhatt R. P., Pant S. Ef-
fects of zinc on cell viability and cell surface com-
ponents of Rhizobium sp. isolated from root nodules
of Trifolium alexandrinum. J. of Agricultural Tech-
nology. 2012. Vol. 8, № 3. P. 941–959.
24. Scott N., Chen H. Nanoscale science and
engineering for agriculture and food systems. In-
dustrial Biotechnology. 2013. Vol. 9, № 1. P. 17–18.
https://doi.org/10.1089/ind.2013.1555
25. Khot L. R., Sankaran S., Maja J. M., Ehsa-
ni R., Schuster E. W. Applications of nanomaterials
in agricultural production and crop protection: A re-
view. Crop Protection. 2012. Vol. 35. P. 64–70.
https://doi.org/10.1016/j.cropro.2012.01.007
26. Ситар О. В., Новицька Н. В., Таран Н. Ю.,
Каленська С. М., Ганчурін В. В. Нанотехнології
в сучасному сільському господарстві. Фізика жи-
вого. 2010. Т.18, № 3. С. 113–116.
27. Prasad R., Bhattacharyya A., Nguyen Q. R.
Nanotechnology in sustainable agriculture: recent
developments, challenges and perspectives. Front.
Microbiol. 2017. Vol. 8. P. 1–13. https://doi.org/
10.3389/fmicb.2017.01014
28. Mukhopadhyay S. S. Nanotechnology in ag-
riculture: prospects and constraints. Nanotechnol.
Sci. Appl. 2014. Vol. 7. P. 63–71. https://doi.org/
10.2147/NSA.S39409
29. Nyzhnyk T. P., Kots S. Y., Pukhtaie-
vych P. Р., Kots T. A., Vegera L. V. Chelated forms
of trace elements improve antioxidant properties and
nodulation potential of soybean-Bradyrhizobium
symbiosis under insufficient water conditions. Bio-
syst. Divers. 2024. Vol. 32, № 2. P. 252–259 https://
doi.org/10.15421/012427
Отримано: 24.02.2025
Прийнято до друку: 13.05.2025
Опубліковано онлайн: 17.09.2025
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
42
https://doi.org/10.35868/1997-3004.41.34-44
UDC 579.6:581.1
EFFICIENCY OF THE USE OF Zn AND Ge NANOCARBOXYLATES
IN THE INOCULATION OF SOYBEAN WITH NODULE BACTERIA
UNDER SALINITY CONDITIONS
I. M. Obeziuk, https://orcid.org/0009-0003-3663-6246,
L. M. Mykhalkiv, https://orcid.org/0009-0003-3663-6246,
A. V. Zhemoida,
S.Ya. Kots, https://orcid.org/0009-0003-3663-6246
Institute of Plant Physiology and Genetics, NAS of Ukraine, Kyiv
e-mail: vanya.obezyuk@ukr.net
Objective. Study of germanium and zinc carboxylates influence in the inoculation suspension of
nodule bacteria for pre-sowing seed processing on the formation and functioning of soybean sym-
biotic systems — Bradyrhizobium japonicum under salinity conditions. Methods. Microbiological,
physiological, statistical. B. japonicum strain PC08 and soybean variety Samorodok were involved
in the research. The nodulation activity of rhizobia (number and weight of nodules on plant roots),
plant weight (aerial parts and roots) in the phases of budding, blooming and bean formation, as
well as indicators of soybean grain productivity were studied. The nitrogen-fixing activity of the
symbiotic system was determined by the acetylene-restoring method using an Agilent Technologies
6850 chromatograph (USA). Results. It was found that the introduction of zinc nanocarboxylate in-
to the suspension of nodule bacteria immediately before seed inoculation inhibited the formation
and functioning of the soybean – B. japonicum symbiotic system, regardless the presence of sodium
chloride in the plant growing substrate. The addition of germanium nanocarboxylate favourably in-
fluenced the interaction of soybean with nodule bacteria under salinity during the growing season,
increasing the number and weight of nodules by 7–35 % and 5–33 %, respectively, and nitrogen
fixation activity by 3 % to 48 %, but did not have a prolonged positive effect on the vegetative mass
of plants. It was shown that on a salt-free background, the use of zinc led to a decrease in grain
productivity of plants, in particular, grain weight per plant by 15 % and weight of 1000 grains by
8 %. Under salinity conditions, the compounds of both nanometals provided a slight increase in the
weight of 1000 grains, with Ge contributing to a 13 % increase in the weight of grain per plant, and
zinc causing a 12 % decrease in the number of beans per plant. Conclusions. The possibility of us-
ing zinc compounds under the conditions of symbiosis formation requires additional complex re-
searches, which would include, in particular, the selection of optimal concentrations and forms of
preparations or bacterial strains tolerant to this element. The revealed positive effect of germanium
nanocarboxylate on the background of sodium chloride requires further research in order to use it
in the development of the ways to increase the productivity of soybean – B. japonicum symbiosis
under salinity conditions.
Key words: Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr., carboxylates of nanometals
Ge and Zn, symbiosis, nodulation, nitrogen fixation, vegetative mass, grain productivity.
REFERENCES
1. Flowers, T. J., & Colmer, T. D. (2015). Plant
salt tolerance: adaptations in halophytes. Ann. Bot.,
115(3), 327–331. https://doi.org/10.1093/AOB/
MCU267
2. Kots, S. Ya., & Peterson, N. V. (2015). Mi-
neralni elementy i dobryva v zhyvlenni roslyn [Mi-
neral elements and fertilizers in plant nutrition].
Kyiv: Logos [in Ukrainian].
3. Hussain, S., Khalid, M. F., Hussain, M.,
Ali, M. A., Nawaz, A., Zakir, I. … Ahmad, S. (2018).
Role of micronutrients in salt stress tolerance to
plants. In M. Hassanuzzaman, M. Fujita, H. Oku,
K. Nahar, B. Hawrylak-Nowak (Eds.). Plant Nutri-
ents and Abiotic Stress Tolerance (pp. 363–376).
Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-10-9044-8_15
4. Li, Y., Liu, Q., Zhang, D.-X., Zhang, Zh.-Y.,
Xu, A., Jiang, Y.-L., & Chen, Z.-C. (2024). Metal
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
43
nutrition and transport in the process of symbiotic
nitrogen fixation. Plant Commun., 5(4). 100829.
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100829
5. Hassan, M. U., Aamer, M., Chattha, M. U.,
Haiying, T., Shahzad, B., Barbanti, L. … Guoqin, H.
(2020). The critical role of zinc in plants facing the
drought stress. Agriculture, 10(9), 396. https://doi.
org/10.3390/agriculture10090396
6. Moulick, D., Bhutia, K. L., Sarkar, S., Roy, A.,
Mishra, U. N., Pramanick, B. … Hossain, A. (2022).
The intertwining of Zn-finger motifs and abiotic
stress tolerance in plants: Current status and future
prospects. Front. Plant Sci, 13. https://doi.org/10.
3389/fpls.2022.1083960
7. Rahman, A., Islam, R., Azim, A., Skali-
cky, M., & Hossain, A. (2024). Role of zinc for abi-
otic stress tolerance in plants. In D. K. Tripathi,
V. P. Singh, S. Pandey, S. Sharma, D. K. Chauhan
(Eds.). Zink in Plants. Current Knowledge and Re-
cent Advances, 6 (pp. 95–148). Academic Press.
https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91314-0.00007-7
8. Liu, Y., Hou, L., Li, Q., Jiang, Z., Lio, D., &
Zhu, Y. (2016). The effects of exogenous antioxi-
dant germanium (Ge) on seed germination and
growth of Lycium ruthenicum Murr subjected to
NaCl stress. Environ. Technol, 37(8), 909–919
https://doi.org/10.1080/09593330.2015.1091512
9. Obeziuk, I. M., Мykhalkiv, L. М., Kots, S. Ya.
(2024). Prorostanna nasinna soi ta lutserny v umo-
vah zasolenna za vykorystanna nanokarboksylativ
Ge і Zn [Soybean and alfalfa seed germination under
salinity and the use of Ge and Zn nanocarboxylates].
Actual Scientific Research in the Modern World,
8(112), 11–16 [in Ukrainian].
10. Chhipa, H. (2017). Nanofertilizers and na-
nopesticides for agriculture. Environ. Chem. Lett, 15,
15–22. https://doi.org/10.1007/S10311-016-0600-4
11. Alam, P., Arshad, M., Al-Kheraif, A. A.,
Azzam, M. A., & Al Balawi, T. (2022). Silicon na-
noparticle-induced regulation of carbohydrate me-
tabolism, photosynthesis, and ROS homeostasis in
Solanum Lycopersicum subjected to salinity stress.
ACS Omega, 7(36), 31834–31844. https://doi.org/10.
1021/acsomega.2c02586
12. Ajirloo, A. A. R., & Amiri, E. (2022). Ef-
fects of nano-potassium fertilizer on yield and water
use efficiency of soybean under water deficit condi-
tions (Case study: Moghan Plain, Iran). Commun.
Soil Sci. Plant Anal, 53, 1542–1551. https://doi.org/
10.1080/00103624.2022.2060247
13. Morgun, V. V., Rybachenko, L. I., Kots, S. Ya.,
Kiriziy, D. A., Kukol, K. P., & Rybachenko, O. R.
(2019). Osoblyvosti funktsionuvanna symbiotych-
nyh system ta fotosyntetychnogo aparatu soi, inoku-
lovanoi shtamamy Bradyrhizobium japonicum za
vplyvu karboksylativ metaliv [Features of the func-
tioning of symbiotic systems and photosynthetic ap-
paratus of soybean inoculated by Bradyrhizobium
japonicum under the influence of metal carboxylate].
Mikrobiologichnyi jurnal — Mikrobiol. Z., 81(1),
94–105 [in Ukrainian]. https//doi.org/10.15407/mic
robiolj81.01.094
14. Nitawaki, Y., Kitabayashi, H., Luisa, M.,
Mason, T., Yamamoto, A., & Saeki, Y. (2021). Ef-
fect of salt stress on soybean growth and nodulation
under inoculation with soybean rhizobia. Soil Sci.
Plant Nutr, 67(2), 103–113 https://doi.org/10.1080/
00380768.2020.1860644
15. Kang, S.-M., Hoque, M. I. U., Woo, J.-I.,
& Lee, I.-J. (2023). Mitigation of salinity stress
on soybean seedlings using indole acetic acid-pro-
ducing Acinetobacter pittii YNA40. Agriculture,
13(5), 1021. https://doi.org/10.3390/agriculture13
051021
16. Yu, T., Wu, X., Song, Y., Lv H., Zhang, G.,
Tang, W. … Ni, H. (2024). Isolation and identifica-
tion of salinity tolerant rhizobia and nodulation phe-
notype analysis in different soybean germplasms.
Curr. Issues Mol. Biol, 46, 3342–3352. https://doi.
org/10.3390/cimb46040209
17. Win, K. T., Wasai-Hara, S., Tanaka, F.,
Oo, A. Z., Minamisawa, K., Shimoda, Y., & Imaizu-
mi-Anraku, H. (2023). Synergistic N2-fixation and
salt stress mitigation in soybean through dual inocu-
lation of ACC deaminase-producing Pseudomonas
and Bradyrhizobium. Sci. Rep., 13(1). https://doi.
org/10.1038/s41598-023-43891-4
18. Kots, S. Ya., Rybachenko, L. I., Pukhta-
ievych, P. P., & Rybachenko, O. R. (2018). Reaktsia
Bradyrhizobium japonicum u chystiy kulturi ta u sym-
biotychnyh systemah na zastosuvanna nanokar-
boksylativ mikroelementiv [Bradyrhizobium japoni-
cum reaction in pure culture and symbiotic systems
to the use of nanocarboxylates of microelements].
Silskogospodarska mikrobiolohiia — Agricultural
Microbiology, 28, 41–52 [in Ukrainian]. https://doi.
org/10.35868/1997-3004.28.41-52
19. Kots, S. Y., Rybachenko, L. I., Mamen-
ko, T. P., Kukol, K. P., Pukhtaievych, P. P., &
Rybachenko, O. R. (2021). Influence of metal nano-
carboxylates and different water supply on efficien-
cy of soybean-rhizobial symbiotic systems. Regul.
Mech. Biosyst, 12(3), 383–390. https://doi.org/10.
15421/022152
20. Hardy, R. W. F., Holsten, R. D., Jack-
son, E. K., & Burns, R. C. (1968). The acetylene-
ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field
evaluation. Plant Physiol, 43, 1185–1207. https://
doi.org/10.1104/ pp.43.8.1185
21. Qiao, L., Suzaki, T., & Liang, P. (2024).
Zink sensing in nodules regulates symbiotic nitrogen
fixation. Nature Plants, 10(8), 1153-1154. https://
doi.org/10.1038/s41477-024-01758-0
22. Zhang, P., Zhang, B., Jiao, J., Dai, S.-Q.,
Chen, W.-X., Tian, C.-Fu. (2020). Modulation of
symbiotic compatibility by rhizobial zinc starvation
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
44
machinery. mBio, 11(1), e03193-19. https://doi.org/
10.1128/mBio.03193-19
23. Gauri, Singh, A. K., Bhatt, R. P., & Pant, S.
(2012). Effects of zinc on cell viability and cell sur-
face components of Rhizobium sp. isolated from
root nodules of Trifolium alexandrinum. J. of Agri-
cultural Technology, 8(3), 941–959.
24. Scott, N., & Chen, H. (2013). Nanoscale
science and engineering for agriculture and food sys-
tems. Industrial Biotechnology, 9(1), 17–18. https://
doi.org/10.1089/ind.2013.1555
25. Khot, L. R., Sankaran, S., Maja, J. M., Eh-
sani, R., & Schuster, E. W. (2012). Applications of
nanomaterials in agricultural production and crop
protection: A review. Crop Protection, 35, 64–70.
https://doi.org/10.1016/j.cropro.2012.01.007
26. Sytar, O. V., Novyts’ka N., V., Taran, N. Yu.,
Kalens’ka, S. M., & Ganchurin, V. V. (2010). Na-
notehnologii v suchasnomu silskomu gospodarstvi
[Nanotechnology in modern agriculture]. Fizyka
jyvogo — Phyzics of the Alive, 18(3), 113–116 [in
Ukrainian].
27. Prasad, R., Bhattacharyya, A., & Ngu-
yen, Q. R. (2017). Nanotechnology in sustainable
agriculture: recent developments, challenges and
perspectives. Front. Microbiol., 8, 1–13. https://doi.
org/10.3389/fmicb.2017.01014
28. Mukhopadhyay, S. S. (2014). Nanotechno-
logy in agriculture: prospects and constraints. Nano-
technol. Sci. Appl, 7, 63–71. https://doi.org/10.2147/
NSA.S39409
29. Nyzhnyk, T. P., Kots, S. Y., Pukhtaie-
vych, P. Р., Kots, T. A., & Vegera, L. V. (2024).
Chelated forms of trace elements improve antioxi-
dant properties and nodulation potential of soybean-
Bradyrhizobium symbiosis under insufficient water
conditions. Biosyst. Divers, 32(2), 252–259 https://
doi.org/10.15421/012427
Received: 24.02.2025
Accepted: 13.05.2025
Published online: 17.09.2025
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
|
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-537 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-23T01:16:19Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | smicinua/bc/0f37eabdc7a65f9e46a0633a43fbeebc.pdf |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-5372026-07-22T10:10:52Z EFFICIENCY OF THE USE OF Zn AND Ge NANOCARBOXYLATES IN THE INOCULATION OF SOYBEAN WITH NODULE BACTERIA UNDER SALINITY CONDITIONS ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ Обезюк, І. М. Михалків, Л. М. Жемойда, А. В. Коць, С. Я. Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr., carboxylates of nanometals Ge and Zn, symbiosis, nodulation, nitrogen fixation, vegetative mass, grain productivity Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr., нанокарбоксилати металів Ge i Zn, симбіоз, нодуляція, азотфіксація, вегетативна маса, зернова продуктивність Objective. Study of germanium and zinc carboxylates influence in the inoculation suspension of nodule bacteria for pre-sowing seed processing on the formation and functioning of soybean symbiotic systems — Bradyrhizobium japonicum under salinity conditions. Methods. Microbiological, physiological, statistical. B. japonicum strain PC08 and soybean variety Samorodok were involved in the research. The nodulation activity of rhizobia (number and weight of nodules on plant roots), plant weight (aerial parts and roots) in the phases of budding, blooming and bean formation, as well as indicators of soybean grain productivity were studied. The nitrogen-fixing activity of the symbiotic system was determined by the acetylene-restoring method using an Agilent Technologies 6850 chromatograph (USA). Results. It was found that the introduction of zinc nanocarboxylate into the suspension of nodule bacteria immediately before seed inoculation inhibited the formation and functioning of the soybean – B. japonicum symbiotic system, regardless the presence of sodium chloride in the plant growing substrate. The addition of germanium nanocarboxylate favourably influenced the interaction of soybean with nodule bacteria under salinity during the growing season, increasing the number and weight of nodules by 7–35 % and 5–33 %, respectively, and nitrogen fixation activity by 3 % to 48 %, but did not have a prolonged positive effect on the vegetative mass of plants. It was shown that on a salt-free background, the use of zinc led to a decrease in grain productivity of plants, in particular, grain weight per plant by 15 % and weight of 1000 grains by 8 %. Under salinity conditions, the compounds of both nanometals provided a slight increase in the weight of 1000 grains, with Ge contributing to a 13 % increase in the weight of grain per plant, and zinc causing a 12 % decrease in the number of beans per plant. Conclusions. The possibility of using zinc compounds under the conditions of symbiosis formation requires additional complex researches, which would include, in particular, the selection of optimal concentrations and forms of preparations or bacterial strains tolerant to this element. The revealed positive effect of germanium nanocarboxylate on the background of sodium chloride requires further research in order to use it in the development of the ways to increase the productivity of soybean – B. japonicum symbiosis under salinity conditions. Мета. Вивчення впливу внесення карбоксилатів германію та цинку в інокуляційну суспензію бульбочкових бактерій для передпосівної обробки насіння на формування й функціонування симбіотичних систем соя – Bradyrhizobium japonicum в умовах засолення. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, статистичні. У дослідження залучено штам B. japonicum РС08 і сою сорту Самородок. Вивчено нодуляційну активність ризобій (кількість і масу бульбочок на коренях рослин), масу рослин (надземної частини і кореня) у фази бутонізації, цвітіння та утворення бобів, а також показники зернової продуктивності сої. Визначення азотфіксувальної активності симбіотичної системи проводили ацетиленвідновлювальним методом із використанням хроматографа «Agilent Technologies 6850» (США). Результати. Виявлено, що внесення нанокарбоксилату цинку в суспензію бульбочкових бактерій безпосередньо перед інокуляцією насіння пригнічувало формування та функціонування симбіотичної системи соя – B. japonicum, незалежно від наявності хлориду натрію у субстраті вирощування рослин. Додавання нанокарбоксилату германію сприятливо впливало на взаємодію сої з бульбочковими бактеріями при засоленні впродовж вегетаційного періоду, збільшуючи кількість і масу бульбочок на 7–35 % і 5–33 % відповідно, а азотфіксувальну активність — від 3 % до 48 %, але не мало пролонгованого позитивного ефекту на вегетативну масу рослин. Показано, що на безсольовому фоні використання цинку призводило до зниження показників зернової продуктивності рослин, зокрема маси зерна на рослину на 15 % і маси 1000 зерен — на 8 %. На фоні засолення наносполуки обох металів забезпечили незначне збільшення маси 1000 зерен, водночас германій сприяв збільшенню маси зерна з рослини на 13 %, а цинк спричиняв зниження кількості бобів на рослині на 12 %. Висновки. Можливість використання сполук цинку в умовах формування симбіозу потребує додаткових комплексних досліджень, які б передбачали, зокрема, підбір оптимальних концентрацій і форм препаратів чи штамів бактерій, толерантних до цього елемента. Виявлений позитивний ефект від застосування нанокарбоксилату германію на фоні хлориду натрію потребує подальшого дослідження для використання його у розробці способів підвищення продуктивності симбіозу соя – B.japonicum в умовах засолення. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2025-05-15 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/537 10.35868/1997-3004.41.34-44 Agricultural microbiology; Vol. 41 (2025): Agriciltural microbiology; 34-44 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 41 (2025): Сільськогосподарська мікробіологія; 34-44 1997-3004 10.35868/1997-3004.41 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/537/606 Авторське право (c) 2025 I. M. Obeziuk, L. M. Mykhalkiv, A. V. Zhemoida, S.Ya. Kots https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. нанокарбоксилати металів Ge i Zn симбіоз нодуляція азотфіксація вегетативна маса зернова продуктивність Обезюк, І. М. Михалків, Л. М. Жемойда, А. В. Коць, С. Я. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ |
| title | ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ |
| title_alt | EFFICIENCY OF THE USE OF Zn AND Ge NANOCARBOXYLATES IN THE INOCULATION OF SOYBEAN WITH NODULE BACTERIA UNDER SALINITY CONDITIONS |
| title_full | ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ |
| title_fullStr | ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ |
| title_full_unstemmed | ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ |
| title_short | ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ Zn І Ge ЗА ІНОКУЛЯЦІЇ СОЇ БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ В УМОВАХ ЗАСОЛЕННЯ |
| title_sort | ефективність використання нанокарбоксилатів zn і ge за інокуляції сої бульбочковими бактеріями в умовах засолення |
| topic | Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. нанокарбоксилати металів Ge i Zn симбіоз нодуляція азотфіксація вегетативна маса зернова продуктивність |
| topic_facet | Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. carboxylates of nanometals Ge and Zn symbiosis nodulation nitrogen fixation vegetative mass grain productivity Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. нанокарбоксилати металів Ge i Zn симбіоз нодуляція азотфіксація вегетативна маса зернова продуктивність |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/537 |
| work_keys_str_mv | AT obezûkím efficiencyoftheuseofznandgenanocarboxylatesintheinoculationofsoybeanwithnodulebacteriaundersalinityconditions AT mihalkívlm efficiencyoftheuseofznandgenanocarboxylatesintheinoculationofsoybeanwithnodulebacteriaundersalinityconditions AT žemojdaav efficiencyoftheuseofznandgenanocarboxylatesintheinoculationofsoybeanwithnodulebacteriaundersalinityconditions AT kocʹsâ efficiencyoftheuseofznandgenanocarboxylatesintheinoculationofsoybeanwithnodulebacteriaundersalinityconditions AT obezûkím efektivnístʹvikoristannânanokarboksilatívznígezaínokulâcíísoíbulʹbočkovimibakteríâmivumovahzasolennâ AT mihalkívlm efektivnístʹvikoristannânanokarboksilatívznígezaínokulâcíísoíbulʹbočkovimibakteríâmivumovahzasolennâ AT žemojdaav efektivnístʹvikoristannânanokarboksilatívznígezaínokulâcíísoíbulʹbočkovimibakteríâmivumovahzasolennâ AT kocʹsâ efektivnístʹvikoristannânanokarboksilatívznígezaínokulâcíísoíbulʹbočkovimibakteríâmivumovahzasolennâ |