Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Вплив протруйників насіння на формування та функціонування симбіотичних систем сої зі стійкими до фунгіцидів ризобіями

К. Кукол, Н. Воробей, П. Пухтаєвич, С. Коць
Завантажити статтю
Анотація

Високою біологічною та господарською ефективністю характеризується застосування у технологіях вирощування сої бактеріальних добрив, виготовлених на основі активних, конкурентоздатних штамів мікроорганізмів-азотфіксаторів і протруйників фунгіцидної дії для передпосівної обробки насіння. У зв’язку із цим актуальним є пошук таких композицій хімічних і мікробних препаратів, за комплексного використання яких буде збережено їх основні властивості. Тому метою нашої роботи було дослідити процеси формування та функціонування симбіотичних систем сої із стійкими у чистій культурі до фунгіцидів бульбочковими бактеріями Bradyrhizobium japonicum РС09 і В144 за впливу протруйників Стандак Топ і Февер. У результаті проведених досліджень встановлено відмінності у дії хімічних засобів захисту рослин на формування симбіотичних систем сої сорту Алмаз та азотфіксуючих мікроорганізмів. Виявлено зниження кількості сформованих на коренях бульбочок упродовж вегетації сої за комбінованого застосування Феверу з бактеризацією ризобіями штаму РС09 на 9,2‒24,1 %. За інокуляції насіння Tn5-мутантом В144 на фоні застосування цього ж препарату зменшення досліджуваного показника порівняно із контрольними рослинами становило 6,5‒32,8 %. Встановлено підвищення маси кореневих бульбочок на 10,3‒36 % за дії Стандак Топу та бактеризації обома штамами ризобій. Відмічено зниження інтенсивності асиміляції N2 порівняно з рослинами контролю на 24,2 та 42,3 % у фазу трьох справжніх листків за комплексного застосування Феверу з інокуляцією і поступове зменшення токсичної дії пестициду на функціонування симбіотичних систем у фазу бутонізації-початку цвітіння. За сумісної обробки насіння ризобіями штамів В144 і РС09 та Стандак Топом виявлено підвищення інтенсивності азотфіксації на 6,2‒25 % у фазу трьох справжніх листків, 12,5‒58 % у фазу бутонізації-початку цвітіння та на 28,1‒42,3 % у фазу утворення бобів. Збереження високого рівня нітрогеназної активності бобово-ризобіального симбіозу, сформованого за участю стійких до пестицидів штамів бульбочкових бактерій на фоні застосування протруйників, дозволить забезпечити рослини доступними формами азоту, захист висіяного насіння від ґрунтової та насіннєвої інфекцій та створить передумови для підвищення зернової продуктивності сої

Ключові слова

соя, фунгіциди, інокуляція, протруювання насіння, кількість і маса бульбочок, азотфіксувальна активність

ЦИТУВАТИ
Kukol, К., Vorobey, N., Pukhtaievych, P., & Kots, S. (2022). The influence of seed-dressings on the formation and functioning of symbiotic soybean systems with fungicide-resistant rhizobia. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 18(1). https://doi.org/10.31548/dopovidi2022.01.003
Використані джерела
  1. Kulkarni, K.P., Tayade, R., Asekova, S., Song, J.T., Shannon, J.G., & Lee, J.D. (2018). Harnessing the potential of forage legumes, alfalfa, soybean, and cowpea for sustainable agriculture and global food security. Frontiers in Plant Science, 9, article number 1314. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01314.
  2. Kots, S.Ya., Vorobey, N.A., & Kyrychenko, O.V. (2016). Microbiological preparations for agriculture. Institute of Plant Physiology and Genetics NAS of Ukraine. Kyiv: Logos.
  3. Pospielova, G.D., Kovalenko, N.P., Nechyporenko, N.I., & Kocherga, V.Ya. (2020). Influence of agroclimatic factors on the development of common soybean diseases. Bulletin of Agricultural Science of the Black Sea Region, 3(107), 45-52. https://doi.org/10.31521/2313-092X/2020-3(107).
  4. Munkvold, G.P., Watrin, C., Scheller, M., Zeun, R., & Olaya, G. (2014). Benefits of chemical seed treatments on crop yield and quality. In M. Gullino & G. Munkvold (Eds.), Global perspectives on the health of seeds and plant propagation material. Plant pathology in the 21st century (Vol. 6). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9389-6_7.
  5. Trybel, S.O., & Strygun, O.O. (2013). Protection of plants – real trend of increasing crop production. Plant Protection and Quarantine, 59, 324-336.
  6. Sadovnikova, L.K., Orlov, D.S., & Lozanovskaya, I.N. (2006). Ecology and environmental protection in case of chemical pollution. Moscow: Vyisshaya shkola.
  7. Safronava, G.V., Sukhovitskaya, L.A., & Karalenak, N.V. (2007). The effect of inocula and pesticides on development of legume-rhizobial symbiosis and productivity of grain-legume crops. Agricultural Microbiology, 5, 61-73.
  8. Schnelle, M.A., & Hensley, D.L. (1990). Effects of pesticides upon nitrogen fixation and nodulation by dry bean. Pest Management Science, 28(1), 83-88. https://doi.org/10.1002/ps.2780280110.
  9. Borzenkova, G.A. (2014). Optimization of the technology of preseeding treatment and possibility of its combination with inoculation for protection of soya against contamination with seed infection. Grain Legumes and Cereal Crops, 1(9), 22-30.
  10. Mikolaievsky, V.P., Sergienko, V.G., & Tytova, L.V. (2016). Diseases development and productivity of soybean at the seeds treatment by microbial formulations. Agrobiology, 2, 96-103.
  11. Zilli, J.Е., Ribeiro, K.G., Campo, R.J., & Hungria, M. (2009). Influence of fungicide seed treatment on soybean nodulation and grain yield. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 33(4), 917-923. https://doi.org/10.1590/S0100-06832009000400016.
  12. Biliavska, L.H., & Biliavskyi, Yu.V. (2007). New early-style soya variety Almaz. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy, 2, 56-57.
  13. Yaschuk, V.U., Ivanov, D.V., Krivosheya, R.M., Tsibulnyak, Yu.O., & Koretskiy, A.P. (2018). The list of pesticides and agrochemicals permitted for use in Ukraine. Kyiv: Yunivest Media.
  14. Vorobey, N.А., Kukol, K.P., & Kots, S.Ya. (2020). Fungicides toxicity assessment on Bradyrhizobium japonicum nodule bacteria in pure culture. Microbiological Journal, 82(3), 45-54. https://doi.org/10.15407/microbiolj82.03.045.
  15. Grodzinskij, A.M., & Grodzinskij, D.M. (1964). A short guide to plant physiology. Kiev: Nauk. Dumka.
  16. Hardy, R.W.F., Holsten, R.D., Jackson, E.K., & Burns, R.C. (1968). The acetylene-ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field evaluation. Plant Physiology, 43(8), 1185-1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185.
  17. Kaur, S., & Kaur, G. (2018). Morphological and physiological aspects of symbiotic plant–microbe interactions and their significance. In Root Biology (pp. 367-407). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-75910-4_15.
  18. Mamenko, T.P., Kots, S.Ya., & Khomenko, Y.O. (2020). The intensity of ethylene release by soybean plants under the influence of fungicides in the early stages of legume-rhizobial symbiosis. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 11(1), 98-104. https://doi.org/10.15421/022014.
  19. Yakimenko, M.V., Begun, S.A., & Sorokina, A.I. (2016). Compatibility of collection strains of soy Rhizobia with fungicides and growth stimulants. Far Eastern Agrarian Bulletin, 2(38), 38-41.
  20. Kirichenko, Е., Pavlyshche, А., Omelchuk, S., Zhemojda, A., & Коts, S. (2020). Physiological aspects of the response of soybean-rhizobial symbiosis to the action of fungicides Standak Top and Fever. Ştiinţa Agricolă, 2, 59-72. https://doi.org/10.5281/zenodo.4320984.
  21. Romero-Perdomo, F.A., Camelo, M., & Bonilla, R. (2015). Response of Bradyrhizobium japonicum to alginate in presence of pelleted fungicides on soybean seeds. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 18(2), 359-364.