ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ
Objective. To research the impact of long-term (over 90 years) apple tree cultivation in the central part of the Right-Bank Forest-Steppe region of Ukraine on the taxonomic structure of microbial groups in dark grey soil and the number of major ecological and trophic groups of microorganisms. Method...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/547 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Agriciltural microbiology |
Institution
Agriciltural microbiology| _version_ | 1859963282870239232 |
|---|---|
| author | Дем’янюк, О. С. Синенко, Д. І. |
| author_facet | Дем’янюк, О. С. Синенко, Д. І. |
| author_sort | Дем’янюк, О. С. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-17T19:50:46Z |
| description | Objective. To research the impact of long-term (over 90 years) apple tree cultivation in the central part of the Right-Bank Forest-Steppe region of Ukraine on the taxonomic structure of microbial groups in dark grey soil and the number of major ecological and trophic groups of microorganisms. Methods. Microbiological (determination of the number of bacteria and microfungi using the cup method on agarized environments) and statistical (dispersion analysis, PCA analysis). Results. The taxonomic structure of microbial groups in the dark grey soil of the orchard biotope without fertilization was characterized by a 12 % lower proportion of bacteria (67.8 %), a 178 % higher proportion of micromycetes (2.5 %), and a 33 % higher proportion of streptomycetes (29.7 %) compared to the soil of the natural biotope (fallow). In unfertilized orchard soil, a high abundance of oligotrophs (14.15·106 CFU/g soil), pedotrophs (8.6·106 CFU/g), micromycetes (121.14·103 CFU/g), and bacteria utilizing mineral nitrogen compounds (7.69·106 CFU/g soil) was recorded, along with a low number of organotrophic (3.03·106 CFU/g) and nitrogen-fixing (3.51·106 CFU/g) bacteria. This pattern is typical for agrocenoses with low levels of available nutrients. The application of high mineral fertilizer rates (N120P120K120) increased the proportion of micromycetes to 2.8 % and streptomycetes to 25.3 % in the microbial structure, while their number rose by 1.2 and 2.4 times, respectively, compared to unfertilized soil. The number of cellulolytic and pedotrophic microorganisms increased by 1.5–2.0 times. The application of organic (manure 40 t/ha) or organo-mineral (manure 20 t/ha + N60P60K60) fertilizers promoted the formation of a taxonomic structure of microbial groups and a total microbial pool in the dark grey soil similar to that of the natural biotope. At the same time, the number of organotrophs (by 1.4–1.7 times), nitrogen-fixing (by 2.5–2.8 times), and cellulolytic (by 3.5–5.0 times) microorganisms increased, while the mineralization–immobilization coefficient (Km-i) decreased to 0.45–0.60 (by 4.2–5.6 times), the pedotrophy coefficient (Kped.) — to 1.84–2.66 (by 1.1–1.5 times), and the oligotrophy coefficient (Kol.) — to 0.74 (by 1.8 times) due to soil enrichment with organic substrates. Conclusions. Long-term continuous apple cultivation on dark grey podzolic soil has led to significant changes in the taxonomic structure of microbial communities, the number of major ecological-trophic groups of microorganisms, and the direction of microbiological processes. The restructuring of the microbial community occurred toward an increase in mycelial organisms, which are more resistant to environmental stress. A decrease in the total number of microorganisms by almost three times was observed compared to soil from the natural ecosystem, along with high values of mineralization-immobilization (Km-i 2.54), oligotrophy (Kol. 1.32), and pedotrophy (Kped. 2.84) coefficients. Fertilizer application to the dark grey soil of the orchard biotope altered the taxonomic structure of microbial groups by increasing the proportion of bacteria to 71.9–82.1 % and reducing the share of mycelial organisms. It also expanded the total microbial pool by 2.6–4.3 times and shifted the direction of microbiological processes depending on the type and rate of fertilizer application. |
| first_indexed | 2026-03-18T02:00:08Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-547 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-18T02:00:08Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-5472026-03-17T19:50:46Z CHARACTERISTICS OF THE MICROBIОCENOSIS OF DARK GRAY SOIL UNDER LONG-TERM MONOCULTURE OF APPLE TREES ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ Дем’янюк, О. С. Синенко, Д. І. soil microorganisms, taxonomic structure, apple monoculture, soil biogenicity, dark grey soil ґрунтові мікроорганізми, таксономічна структура, монокультура яблуні, біогенність ґрунту, темно-сірий ґрунт Objective. To research the impact of long-term (over 90 years) apple tree cultivation in the central part of the Right-Bank Forest-Steppe region of Ukraine on the taxonomic structure of microbial groups in dark grey soil and the number of major ecological and trophic groups of microorganisms. Methods. Microbiological (determination of the number of bacteria and microfungi using the cup method on agarized environments) and statistical (dispersion analysis, PCA analysis). Results. The taxonomic structure of microbial groups in the dark grey soil of the orchard biotope without fertilization was characterized by a 12 % lower proportion of bacteria (67.8 %), a 178 % higher proportion of micromycetes (2.5 %), and a 33 % higher proportion of streptomycetes (29.7 %) compared to the soil of the natural biotope (fallow). In unfertilized orchard soil, a high abundance of oligotrophs (14.15·106 CFU/g soil), pedotrophs (8.6·106 CFU/g), micromycetes (121.14·103 CFU/g), and bacteria utilizing mineral nitrogen compounds (7.69·106 CFU/g soil) was recorded, along with a low number of organotrophic (3.03·106 CFU/g) and nitrogen-fixing (3.51·106 CFU/g) bacteria. This pattern is typical for agrocenoses with low levels of available nutrients. The application of high mineral fertilizer rates (N120P120K120) increased the proportion of micromycetes to 2.8 % and streptomycetes to 25.3 % in the microbial structure, while their number rose by 1.2 and 2.4 times, respectively, compared to unfertilized soil. The number of cellulolytic and pedotrophic microorganisms increased by 1.5–2.0 times. The application of organic (manure 40 t/ha) or organo-mineral (manure 20 t/ha + N60P60K60) fertilizers promoted the formation of a taxonomic structure of microbial groups and a total microbial pool in the dark grey soil similar to that of the natural biotope. At the same time, the number of organotrophs (by 1.4–1.7 times), nitrogen-fixing (by 2.5–2.8 times), and cellulolytic (by 3.5–5.0 times) microorganisms increased, while the mineralization–immobilization coefficient (Km-i) decreased to 0.45–0.60 (by 4.2–5.6 times), the pedotrophy coefficient (Kped.) — to 1.84–2.66 (by 1.1–1.5 times), and the oligotrophy coefficient (Kol.) — to 0.74 (by 1.8 times) due to soil enrichment with organic substrates. Conclusions. Long-term continuous apple cultivation on dark grey podzolic soil has led to significant changes in the taxonomic structure of microbial communities, the number of major ecological-trophic groups of microorganisms, and the direction of microbiological processes. The restructuring of the microbial community occurred toward an increase in mycelial organisms, which are more resistant to environmental stress. A decrease in the total number of microorganisms by almost three times was observed compared to soil from the natural ecosystem, along with high values of mineralization-immobilization (Km-i 2.54), oligotrophy (Kol. 1.32), and pedotrophy (Kped. 2.84) coefficients. Fertilizer application to the dark grey soil of the orchard biotope altered the taxonomic structure of microbial groups by increasing the proportion of bacteria to 71.9–82.1 % and reducing the share of mycelial organisms. It also expanded the total microbial pool by 2.6–4.3 times and shifted the direction of microbiological processes depending on the type and rate of fertilizer application. Мета. Дослідити вплив тривалого беззмінного (понад 90 років) вирощування яблуні в умовах центральної частини Правобережного Лісостепу України на таксономічну структуру мікробних угруповань темно-сірого ґрунту та чисельність основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів. Методи. Мікробіологічні (визначення чисельності бактерій і мікроміцетів чашковим методом на агаризованих середовищах), статистичні (дисперсійний аналіз, РСА-аналіз). Результати. Таксономічна структура мікробних угруповань темно-сірого ґрунту садового біотопу без удобрення має знижену на 12 % частку бактерій (67,8 %), підвищену на 178 % частку мікроміцетів (2,5 %) і на 33 % частку стрептоміцетів (29,7 %), як порівняти з ґрунтом природного біотопу (переліг). У ґрунті садового біотопу без удобрення виявлено високу чисельність оліготрофів (14,15 млн КУО/г ґрунту), педотрофів (8,6 млн КУО/г), мікроміцетів (121,14 тис. КУО/г) і бактерій, що використовують азот мінеральних сполук (7,69 млн КУО/г ґрунту), та низький рівень органотрофних (3,03 млн КУО/г) і азотфіксувальних (3,51 млн КУО/г ґрунту) бактерій, що є типовим для агроценозів зі збідненим умістом доступних поживних речовин. Внесення високих норм мінеральних добрив (N120P120K120) збільшило у структурі мікробних угруповань частку мікроміцетів до 2,8 % і стрептоміцетів до 25,3 %; їхня чисельність зросла в 1,2 і 2,4 раза, як порівняти з ґрунтом біотопу без удобрення. Також у 1,52,0 раза зросла чисельність целюлозоруйнівних і педотрофних мікроорганізмів. Внесення органічного (гній, 40 т/га) або органо-мінерального (гній, 20 т/га + N60P60K60) добрива сприяло формуванню таксономічної структури мікробних угруповань темно-сірого ґрунту та загального пулу мікроорганізмів у ньому, наближеного до ґрунту природного біотопу. Водночас зростала чисельність органотрофів (в 1,4–1,7 раза), азотфіксувальних (у 2,5–2,8 раза) і целюлозоруйнівних (у 3,5–5,0 раза) мікроорганізмів і знижувався коефіцієнт мінералізації-іммобілізації Км-і до 0,45–0,60 (в 4,2–5,6 раза), педотрофності Кпед. — до 1,84–2,66 (в 1,1–1,5 раза) та оліготрофності (Кол.) — до 0,74 (у 1,8 раза) внаслідок збагачення ґрунту органічними субстратами. Висновки. Тривале беззмінне вирощування яблуні на темно-сірому опідзоленому ґрунті призвело до істотних змін у таксономічній структурі мікробних угруповань, чисельності мікроорганізмів основних екологотрофічних груп і спрямованості мікробіологічних процесів. Перебудова таксономічної структури мікробних угруповань ґрунту відбулася у бік зростання міцеліальних організмів як більш стійких до впливу різних чинників. Виявлено зниження загальної чисельності мікроорганізмів у ґрунті майже втричі, як порівняти з ґрунтом природної екосистеми, та високі значення коефіцієнтів мінералізації-іммобілізації (Км-і 2,54), оліготрофності (Кол. 1,32) і педотрофності (Кпед. 2,84). Внесення у 2,64,3 раза й спрямування мікробіологічних процесів залежно від виду добрив і норм їх унесення. добрив у темно-сірий ґрунт садового біотопу спричинило зміни в таксономічній структурі, збільшуючи частку бактерій до 71,982,1 % та, відповідно, зменшуючи частку міцеліальних організмів, збільшило загальний пул мікроорганізмів Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2025-09-10 Article Article Рецензована стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/547 Agricultural microbiology; Vol. 42 (2026): Agriciltural microbiology; 55-71 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 42 (2026): Сільськогосподарська мікробіологія; 55-71 1997-3004 10.35868/1997-3004.42 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/547/615 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | ґрунтові мікроорганізми таксономічна структура монокультура яблуні біогенність ґрунту темно-сірий ґрунт Дем’янюк, О. С. Синенко, Д. І. ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ |
| title | ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ |
| title_alt | CHARACTERISTICS OF THE MICROBIОCENOSIS OF DARK GRAY SOIL UNDER LONG-TERM MONOCULTURE OF APPLE TREES |
| title_full | ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ |
| title_fullStr | ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ |
| title_full_unstemmed | ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ |
| title_short | ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОБНОГО ЦЕНОЗУ ТЕМНО-СІРОГО ҐРУНТУ ЗА ТРИВАЛОГО БЕЗЗМІННОГО ВИРОЩУВАННЯ ЯБЛУНІ |
| title_sort | характеристика мікробного ценозу темно-сірого ґрунту за тривалого беззмінного вирощування яблуні |
| topic | ґрунтові мікроорганізми таксономічна структура монокультура яблуні біогенність ґрунту темно-сірий ґрунт |
| topic_facet | soil microorganisms taxonomic structure apple monoculture soil biogenicity dark grey soil ґрунтові мікроорганізми таксономічна структура монокультура яблуні біогенність ґрунту темно-сірий ґрунт |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/547 |
| work_keys_str_mv | AT demânûkos characteristicsofthemicrobiocenosisofdarkgraysoilunderlongtermmonocultureofappletrees AT sinenkodí characteristicsofthemicrobiocenosisofdarkgraysoilunderlongtermmonocultureofappletrees AT demânûkos harakteristikamíkrobnogocenozutemnosírogogruntuzatrivalogobezzmínnogoviroŝuvannââbluní AT sinenkodí harakteristikamíkrobnogocenozutemnosírogogruntuzatrivalogobezzmínnogoviroŝuvannââbluní |