Біологічні системи: теорія та інновації

Підвищення адаптаційного потенціалу та врожайності сої за допомогою ендофітно-різобіальної інокуляції

Людмила Титова, Олена Дубинська, Надія Шевчук, Галина Іутинська
Завантажити статтю
Анотація

Метою дослідження було вивчення впливу передпосівної комплексної інокуляції ендофітними та бульбочковими бактеріями на ризосферний мікробіоценоз, вміст макроелементів у ґрунті, адаптивний потенціал і продуктивність сої за дії стресових погодних і кліматичних чинників. Для проведення двофакторного польового досліду використано метод розщеплених ділянок із сортами сої різних груп стиглості: ультрараннім ‘Діона’ та середньораннім ‘Святогор’. Мікробіологічні методи застосовували для отримання інокулянтів на основі бульбочкових і ендофітних бактерій (Bradyrhizobium japonicum у складі комплексного біопрепарату РизобінK) та їх сумішей з ендофітними бактеріями (Bacillus velezensis ІМВ B-8134, B-8135, Pseudomonas sp. 6), а також для визначення чисельності мікроорганізмів різних еколого-трофічних груп шляхом висіву ґрунтових суспензій на селективні агаризовані середовища. Агрохімічні методи використовували для визначення вмісту макроелементів у ґрунті, статистичні – для обробки отриманих даних. Показано стимулювальний і стрес-протекторний ефекти коінокуляції насіння бульбочковими та ендофітними бактеріями на мікробні угруповання ризосферного ґрунту, а також на ріст і врожайність різних сортів сої на зрошуваних землях Південного Степу України. Встановлено зростання чисельності мікроорганізмів основних еколого-функціональних груп і підвищення вмісту доступних форм азоту, фосфору та калію в ризосферному ґрунті. Найефективнішим варіантом за синергічним впливом на сою виявилося оброблення насіння препаратом РизобінK у поєднанні з Bacillus velezensis ІМВ B-8134. Середня врожайність для сорту ‘Діона’ становила 2,69 т/га, для сорту ‘Святогор’ – 2,95 т/га, що перевищувало контроль на 38-40 %. Практична цінність роботи полягає в ефективності передпосівної ендофітно-ризобіальної коінокуляції насіння сої, що забезпечує підвищення продуктивності та стабільності агрофітоценозів в умовах кліматичних змін

Ключові слова

Glycine max (L.) Merr.; симбіотичні бактерії; стресові кліматичні чинники; зрошення; ризосферна мікробіота; макроелементи; ефективність

ЦИТУВАТИ
Tytova, L., Dubynska, O., Shevchuk, N., & Iutynska, G. (2026). Enhancing soybean adaptive potential and productivity with endophyte-rhizobial inoculation. Biological Systems: Theory and Innovation, 17(2), 92-105. https://doi.org/10.31548/biologiya/2.2026.92
Використані джерела
  1. Convention on Biological Diversity. (1992, May). Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.
  2. Dragone, N.B., Hoffert, M., Strickland, M.S., & Fierer, N. (2024). Taxonomic and genomic attributes of oligotrophic soil bacteria. ISME Communications, 4(1), article number ycae081. doi: 10.1093/ismeco/ycae081.
  3. Iutynska, H., Goloborodko, S., Tytova, L., & Dubynska, O. (2022). Effectiveness of endophytic-rhizobial seed inoculation of Glycine max (L.) Merr. cultivated in irrigated soil. Journal of Central European Agriculture, 23(1), 40-53. doi: 10.5513/JCEA01/23.1.3397.
  4. Jezierska-Tys, S., Wesołowska, S., Gałązka, A., Joniec, J., Bednarz, J., & Cierpiała, R. (2020). Biological activity and functional diversity in soil in different cultivation systems. International Journal of Environmental Science and Technology, 17, 4189-4204. doi: 10.1007/s13762-020-02762-5.
  5. Leggett, M., Diaz‐Zorita, M., Koivunen, M., Bowman, R., Pesek, R., Stevenson, C., & Leister, T. (2017). Soybean response to inoculation with Bradyrhizobium japonicum in the United States and Argentina. Agronomy Journal, 109(3), 1031-1038. doi: 10.2134/agronj2016.04.0214.
  6. Malynovska, I.M. (2021). The determination of specific phosphatmobilizing activity of soil microorganisms. Agriculture and Plant Sciences: Theory and Practice, 1, 43-47. doi: 10.54651/agri.2021.01.06.
  7. Marquez, I.S., Griesbaum, K., Clark, L.V., Ainsworth, E.A., Christian, N., & Heath, K.D. (2025). Dominant foliar endophytes influence soybean yield and transcriptome. FEMS Microbiology Ecology, 101(6), article number fiaf053. doi: 10.1093/femsec/fiaf053.
  8. Maslovska, O., Komplikevych, S., Zinchuk, D., Hnatush, A., Zaritska, Y., Telehuz, O., & Hnatush, S. (2025). Bacteriome of the soil affected by hostilities as a source of isolation of plant growth-promoting metal-resistant bacteria. Annals of Microbiology, 75(1), article number 19. doi: 10.1186/s13213-025-01807-9.
  9. Mayhood, P., & Mirza, B.S. (2021). Soybean root nodule and rhizosphere microbiome: Distribution of rhizobial and nonrhizobial endophytes. Applied and Environmental Microbiology, 87(10), article number e02884-20. doi: 10.1128/AEM.02884-20.
  10. Romanchuk, I.F. (2020). Method for determining soil moisture using remote sensing data. (Doctoral dissertation, Institute of Geological Sciences, Kyiv, Ukraine).
  11. Shangguan, L. (2023). Impact of climate change on agriculture and its countermeasures. Geographical Research Bulletin, 2, 73-74. doi: 10.50908/grb.2.0_73.
  12. Shevchuk, N., Tytova, L., Iutynska, G., Sergiienko, V., & Katrii, V. (2025). Influence of rhizobia and endophytic bacteria on adaptation and productivity of Glycine max (L.) Merr. under hyperthermia and drought conditions. Microbiological Journal, 87(5), 12-24. doi: 10.15407.
  13. Szpunar-Krok, E., Bobrecka-Jamro, D., Pikuła, W., & Jańczak-Pieniążek, M. (2023). Effect of nitrogen fertilization and inoculation with Bradyrhizobium japonicum on nodulation and yielding of soybean. Agronomy, 13(5), article number 1341. doi: 10.3390/agronomy13051341.
  14. Tariq, H., Viau, C., Subramanian, S., Geitmann, A., & Smith, D.L. (2025). Exo-metabolome profiling of soybean endophytes: A road map of antagonism against Fusarium oxysporum. MSystems, 10(10), article number e00927-25. doi: 10.1128/msystems.00927-25.
  15. Thenveettil, N., Bheemanahalli, R., Kharel, T.P., Reddy, K.N., Gao, W., & Reddy, K.R. (2025). Drought and high nighttime temperature impact on soybean seed yield and quality under ambient and elevated CO₂ environments. Scientific Reports, 15, article number 36679. doi: 10.1038/s41598-025-20392-0.
  16. Tu, T.C., Lin, S.H., & Shen, F.T. (2021). Enhancing symbiotic nitrogen fixation and soybean growth through co-inoculation with Bradyrhizobium and Pseudomonas isolates. Sustainability, 13(20), article number 11539. doi: 10.3390/su132011539.
  17. Ushkarenko, V.O., Chaban, V.O., Shepel, A.V., & Kokovikhin, S.V. (2019). Conditional consumption of nutrients by clary sage plants under cultivation in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine under drip irrigation. Irrigated Agriculture. Collection of Scientific Papers, 71, 176-179.
  18. Xia, C., Huang, Z., Lu, B., Geng, Z., Wang, S., & Xu, C. (2026). Physiological and molecular response of soybean to combined drought and heat stresses during flowering. BMC Plant Biology, 26, article number 319. doi: 10.1186/s12870-025-08081-6.
  19. Xing, P., Zhao, Y., Guan, D., Li, L., Zhao, B., Ma, M., Jiang, X., Tian, C., Cao, F., & Li, J. (2022). Effects of Bradyrhizobium co-inoculated with Bacillus and Paenibacillus on the structure and functional genes of soybean Rhizobacteria community. Genes, 13(11), article number 1922. doi: 10.3390/genes13111922.
  20. Yanagi, M. (2024). Climate change impacts on wheat production: Reviewing challenges and adaptation strategies. Advances in Resources Research, 4(1), 89-107. doi: 10.50908/arr.4.1_89.
  21. Zeffa, D.M., Fantin, L.H., Koltun, A., de Oliveira, A.L., Nunes, M.P., Canteri, M.G., & Gonçalves, L.S. (2020). Effects of plant growth-promoting rhizobacteria on co-inoculation with Bradyrhizobium in soybean crop: A meta-analysis of studies from 1987 to 2018. PeerJ, 8, article number e7905. doi: 10.7717/peerj.7905.
  22. Zhakypbek, Y., Kossalbayev, B.D., Tursbekov, S., Tursbekova, G., Berdaliyeva, Z., & Belkozhayev, A.M. (2026). Application of beneficial bacteria to enhance plant drought resilience. Plants, 15(5), article number 753. doi: 10.3390/plants15050753.
  23. Zhu, W., Li, J., & Xie, T. (2024). Impact of climate change on soybean production: Research progress and response strategies. Advances in Resources Research, 4(3), 474-496. doi: 10.50908/arr.4.3_474.
  24. Zulfarina, Z., Rusmana, I., Mubarik, N.R., & Santosa, D.A. (2017). The abundance of nitrogen fixing, nitrifying, denitrifying and ammonifying bacteria in the soil of tropical rainforests and oil palm plantations in Jambi. Makara Journal of Science, 21(4), 181-187. doi: 10.7454/mss.v21i4.8841.