Вплив мікробіологічних інокулянтів на розвиток рослин у покривній суміші

Тетяна Хоменко, Вікторія Кузьмич, Марина Савчук, Оксана Таран, Оксана Балісевич
Анотація

У дослідженні було вивчено проростання насіння та розвиток рослин покривної суміші, що складалася з 40 % насіння вики ярої та інших культур, під впливом мікробіологічних інокулянтів, а саме Мікофренд-Т та Біоінокулянт-БТУ-Т. Встановлено, що Мікофренд-Т на обробленому біоінокулянтами насінні фацелії, льону-довгунця, суданської трави та конюшини олександрійської стимулював проростання всіх культур у суміші. Схожість обробленого насіння зросла на 2,5-5 % порівняно з контролем. Найсуттєвіший приріст схожості виявлено у вики ярої при обробці комплексом біопрепаратів – 7 %. При обробці мікробним препаратом Мікофренд-Т схожість насіння цієї культури зросла на 5 %. Лінійні розміри надземної частини більшості рослин суміші також збільшилися на 10-40 % порівняно з контролем, залежно від культури. У підземній частині рослин лінійні розміри також збільшилися на 6-53 % порівняно з контролем, залежно від виду рослин. Загальна сира маса надземної частини рослин при застосуванні Мікофренд-Т та біоінокулянтного комплексу зростала на 60 % та 59 % відповідно, що свідчить про стимулюючий вплив інокулянтів на розвиток листкової поверхні та стебла рослин. Однак найбільш суттєвий приріст сирої маси виявлено при аналізі даних підземної частини рослин: при застосуванні Мікофренд-Т + Біоінокулянт-БТУ-Т цей показник збільшився на 104 %, тоді як при використанні лише мікробного препарату Мікофренд-Т приріст становив 43 % порівняно з контролем. Встановлено позитивний вплив біоінокулянтів на функціонування фотосинтетичного апарату рослин суданської трави. Результати досліджень є важливими для аграріїв, оскільки демонструють шляхи покращення росту та фізіологічних властивостей покривних культур, які виконують багато важливих функцій для ґрунту та основних сільськогосподарських культур

Ключові слова

Trichoderma harzianum; арбускулярні гриби; Rhizophagus irregularis (Glomus); бульбочкові бактерії; покривні культури

ЦИТУВАТИ
Khomenko, T., Kuzmych, V., Savchuk, M., Taran, O., & Balisevych, O. (2025). The influence of microbiological inoculates on plant development in covering mixture. Biological Systems: Theory and Innovation, 16(1), 10-21. https://doi.org/10.31548/biologiya/1.2025.10
Використані джерела
  1. Abdelaal, K., Alaskar, A., & Hafez, Y. (2024). Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on physiological, bio-chemical and yield characters of wheat plants (Triticum aestivum L.) under drought stress conditions. BMC Plant Biology, 24(1), doi: 10.1186/s12870-024-05824-9.
  2. Azizi, S., Kouchaksaraei, M.T., Hadian, J., Abad, A.R.F., Sanavi, S.A.M., Ammer, Ch., Bader, M.K.-F. (2021). Dual inoculations of arbuscular mycorrhizal fungi and plant growth-promoting rhizobacteria boost drought resistance and essential oil yield of common myrtle, Forest Ecology and Management, 497(1), article number 119478. doi: 10.1016/j.foreco.2021.119478.
  3. Baidalin, M., Akhet, A., Baidalina, S., Ualiyeva, G., & Vasiljević, S. (2024). The effect of rhizobium inoculation on the nutritional value of crops in the legume-cereal intercropping system in Northern Kazakhstan. Agronomy, 14(11), article number 2574. doi: 10.3390/agronomy14112574.
  4. Brion, O.V., Korneev, D.Yu., Snegur, O.O., & Kitaev, O.I. (2000). Instrumental study of the photosynthetic apparatus using induction of chlorophyll fluorescence: Methodological guidelines for students of the biology faculty. Kyiv: Publishing and Printing Center “Kyiv University”.
  5. Burak, K., Halil Yanardağ, I., Gómez-López, M.D, Faz, A., Yalçin, H., Sakin, E., Ramazanoğlu, E., Bars Orak, E., & Yanardağ, A. (2024). The effect of arbuscular mycorrhizal fungi on biological activity and biochemical properties of soil under vetch growing conditions in calcareous soils, Heliyon, 10(3), article number e24820, doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e24820.
  6. Campo, S., & San Segundo, B. (2020). Systemic induction of phosphatidylinositol-based signaling in leaves of arbuscular mycorrhizal rice plants. Scientific Reports, 10, article number 15896. doi: 10.1038/s41598-020-72985-6.
  7. Cervantes-Gámez, R.G., Bueno-Ibarra, M.A., Cruz-Mendívil, A., Calderón-Vázquez, C.L., Ramírez-Douriet, C.M., Maldonado-Mendoza, I.E., Villalobos-López, M.Á., Valdez-Ortíz, Á., & López-Meyer, M. (2016). Arbuscular mycorrhizal symbiosis-induced expression changes in Solanum lycopersicum leaves revealed by RNA-seq Analysis. Plant Molecular Biology Reporter, 34, 89-102 doi: 10.1007/s11105-015-0903-9.
  8. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_030#Text.
  9. Daryanto, S., Fu, B., Wang, L., Jacinthe, P.A., & Zhao, W. (2018). Quantitative synthesis on the ecosystem services of cover crops. Earth-Science Reviews, 185, 357-373. doi: 10.1016/j.earscirev.2018.06.013.
  10. Ding, T., Zhang, W., Li, Y., & Duan, T. (2020).  Effect of the AM fungus sieverdingia tortuosa on common vetch responses to an anthracnose pathogen. Frontiers in Microbiology, 11, article number 542623. doi: 10.3389/fmicb.2020.542623.
  11. Dragičević, V., Simić, M., Dolijanović, Ž., Đorđević, S., Stoiljković, M., Dimkić, I., & Brankov, M. (2024). Combined effect of cover crops and bio-fertilizer on sustainable popcorn maize production. Frontiers in Plant Science, 14, article number 1250903. doi: 10.3389/fpls.2023.1250903.
  12. DSTU 4138-2002 “Seeds of Agricultural Plants. Methods for seed testing”. (2004, January). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=91465.
  13. Ebrahimi, M. (2023). Plant growth-promoting bacteria inoculation mitigates drought stress effects in Trifolium pratense L. seedlings. PREPRINT, 1-28. doi: 10.21203/rs.3.rs-3288040/v1.
  14. Elnahal, A.S.M., El-Saadony, M.T., Saad, A.M., Desoky, E.S.M., El-Tahan, A.M, Rady, M.M., AbuQamar, S.F., & El-Tarabily, K.A. (2022). The use of microbial inoculants for biological control, plant growth promotion, and sustainable agriculture: A review. European Journal of Plant Pathology, 162, 759-792. doi: 10.1007/s10658-021-02393-7.
  15. Fiorilli, V., et al. (2023). Omics approaches revealed how arbuscular mycorrhizal symbiosis enhances yield and resistance to leaf pathogen in wheat. Scientific Reports, 8, 1-18. doi: 10.1038/s41598-018-27622-8.
  16. Glogoza B., Aldrich-Wolfe, L., Prasifka, J.R., & Prischmann-Voldseth, D.A. (2023). Impact of multiple soil microbial inoculants on biomass and biomass allocation of the legume crop field pea (Fabaceae: Pisum sativum L.). Journal of Sustainable Agriculture and Environment, 2(3), 314-327. doi: 10.1002/sae2.12060.
  17. Grusha, V.V., Gordiyenko, T.I. & Patyka, M.V. (2014). Assessment of the physiological state of crops by the method of photoinduction of chlorophyll fluorescence. In Collection of scientific papers of the National Scientific Center “Institute of Agriculture of the NAAS” (pp. 55-60). Kyiv: ECMO.
  18. Guigard, L., Jobert, L., Busset, N., Moulin, L.  & Czernic, P. (2023). Symbiotic compatibility between rice cultivars and arbuscular mycorrhizal fungi genotypes affects rice growth and mycorrhiza-induced resistance. Frontiers in Plant Science, 14, article number 1278990. doi: 10.3389/fpls.2023.1278990.
  19. Hrytsayenko, Z.M., Hrytsayenko, A.O., & Karpenko, V.P. (2003). Methods of biological and agrochemical research of plants and soils. Kyiv: “Nichlava”.
  20. Igiehon, N.O., Babalola, O.O., Cheseto, X., & Torto, B. (2021). Effects of rhizobia and arbuscular mycorrhizal fungi on yield, size distribution and fatty acid of soybean seeds grown under drought stress. Microbiol Research, 242, article number 126640. doi: 10.1016/j.micres.2020.126640.
  21. Jiang, F., Zhang, L., Zhou, J., George, T.S., & Feng, G. (2021). Arbuscular mycorrhizal fungi enhance mineralisation of organic phosphorus by carrying bacteria along their extraradical hyphae. New Phytologist, 230(1), 304-315. doi: 10.1111/nph.17081.
  22. Kovalyshyn, I.B., Pinchuk, A., Taran, M.V., & Shvets, R.L. (2016). Chlorophyll fluorescence induction of the genus clematis l. representatives leaves in Kyiv conditions. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 238, 176-184.
  23. Marcillo, G.S., & Miguez, F.E. (2017). Corn yield response to winter cover crops: An updated meta-analysis. Journal of Soil and Water Conservation, 72 (3), 226-239. doi: 10.2489/jswc.72.3.226.
  24. Montero, H., Choi, J., & Paszkowski, U. (2018). Arbuscular mycorrhizal phenotyping: The dos and don’ts. New Phytologist, 221(3), 1182-1186. doi: 10.1111/nph.15489.
  25. O'Callaghan, M., Ballard, R.A., & Wright, D. (2022). Soil microbial inoculants for sustainable agriculture: Limitations and opportunities. Soil Use and Management, 38(3), 1340-1369. doi: 10.1111/sum.12811.
  26. Poveda, J., & Eugui, D. (2022). Combined use of Trichoderma and beneficial bacteria (mainly Bacillus and Pseudomonas): Development of microbial synergistic bio-inoculants in sustainable agriculture. Biological Control, 176, article number 105100. doi: 10.1016/j.biocontrol.2022.105100.
  27. Prylutsky, Yu.I., Ilchenko, O.V., Tsymbalyuk, O.V., Kosterin, S.O. (2017). Statistical methods in biology. Kyiv: Naukova Dumka.
  28. Tran, C.T.K., Watts-Williams, S.J., Smernik, R.J., Cavagnaro, T.R. (2020). Effects of plant roots and arbuscular mycorrhizas on soil phosphorus leaching, Science of The Total Environment, 722(20), article number 137847. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.137847.
  29. Wahab, A., Muhammad, M., Munir, A., Abdi, G., Zaman, W., Ayaz, A., Khizar, C., & Reddy, S.P.P. (2023). Role of arbuscular mycorrhizal fungi in regulating growth, enhancing productivity, and potentially influencing ecosystems under abiotic and biotic stresses. Plants, 12(17), article number 3102. doi: 10.3390/plants12173102.
  30. Yang, S., Imran, & Ortas, I. (2023). Impact of mycorrhiza on plant nutrition and food security. Journal of Plant Nutrition, 46(13), 3247-3272. doi: 10.1080/01904167.2023.2192780.