Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16–екологія. Інститут агроекології та біотехнології УААН, Київ, 2004.
Дисертаційна робота присвячена вивченню екології мікробного ценозу ризосфери озимої пшениці, вирощуваної в чорноземі при різних видах антропогенного навантаження.
Аналіз співвідношення чисельності основних еколого-трофічних груп ґрунтових мікроорганізмів при використанні різних доз, видів і форм добрив надав можливість охарактеризувати структуру мікробного угруповання.
Сумарний показник біологічної активності і токсичність ґрунту дозволили оцінити результати антропогенного впливу. При беззмінному вирощуванні озимої пшениці значно знизилась інтенсивність виділення СО2 та целюлозолітична активність, при цьому зріс рівень токсичності ґрунту, особливо при внесенні N120P120K120. Вирощування озимої пшениці в сівозміні з використанням органічних та органо-мінеральних добрив сприяло зниженню рівня токсичності і підвищенню показників біологічної активності ґрунту.
Виділення домінуючих бактерій з ризосфери озимої пшениці, вивчення їх біоценотичної діяльності дозволило встановити найбільш активних стимуляторів росту та розвитку озимої пшениці. Ними виявились штами бактерій, що відносяться до видів Pseudomonas putida та Pseudomonasfluorescens.
Оптимальні умови для функціонування ризосферної мікробіоти створюються при культивуванні озимої пшениці у сівозміні з використанням органічних та органо-мінеральних систем удобрення, про що свідчить утворення стійкого та інтегрованого мікробоценозу з найбільшою кількістю міцних трофічних зв‘язків серед різних функціональних груп мікроорганізмів.
Беззмінне вирощування озимої пшениці з використанням мінеральних добрив N120P120K120, викликає негативні зміни у мікробному угрупованні ризосфери. Збільшується оліготрофність ґрунту, зростає напруженість мінералізаційних процесів та ступінь розкладання органічної речовини ґрунту. Порушується стійкість та інтегрованість мікробного ценозу.
Інтегральний показник біологічної активності ґрунту змінюється в залежності від фази розвитку озимої пшениці та використання агротехнічних заходів. Целюлозолітична активність, інтенсивність виділення вуглекислого газу, нітрогеназна активність зменшуються при беззмінному культивуванні озимої пшениці з внесенням подвійних доз мінеральних добрив. Значно підвищується рівень токсичності ґрунту, що свідчить про негативні наслідки антропогенного впливу.
Зниження рівня токсичності ґрунту відбувається при вирощуванні озимої пшениці у сівозміні з використанням органічних та органо-мінеральних добрив. Зростає потенціальна активність азотфіксації, целюлозолітична активність та інтенсивність виділення СО2. Максимальних значень ці показники сягають на початкових фазах онтогенезу озимої пшениці.
Кількість домінуючих бактерій ризосфери озимої пшениці змінюється протягом всього її онтогенезу. Фаза кущіння та трубкування характеризуються найбільшим різноманіттям домінантів серед амоніфікаторів та бактерій, здатних асимілювати мінеральний азот. Чисельність спороутворювальних бактерій збільшується наприкінці розвитку озимої пшениці, хоча кількість домінантів серед них зменшується.
За культурально-морфологічними та фізіолого-біохімічними властивостями домінуючі бактерії ризосфери озимої пшениці серед таких еколого-трофічних груп як амоніфікатори, спороутворювальні бактерії та бактерії здатні асимілювати мінеральний азот, відносяться до родів Pseudomonas та Bacillus.
Найбільш фітотоксичними домінантами ризосфери озимої пшениці виявились спороутворювальні бактерії. Із 138 ізолятів спорових бактерій-домінантів фітотоксичність проявляли 103, що складає близько 75%. Найбільш фітотоксичні ізоляти, які інгібували ріст тест-культур більше ніж на 75%, були виділені при беззмінному культивуванні озимої пшениці на пізніх фазах її онтогенезу.
Серед бактерій-активаторів росту та розвитку озимої пшениці максимальним стимулюючим ефектом володіли амоніфікатори. Найбільш активні 5 штамів, які стимулювали ріст тест-культур на 77–98,8% були виділені з ризосфери озимої пшениці у сівозміні на початкових фазах її розвитку.
Культурально-морфологічні, фізіолого-біохімічні ознаки та вміст G+C% у молекулі ДНК показали, що 3 штами – стимулятори росту озимої пшениці (304, 310, 3303) відносяться до Pseudomonas putida, а 2 інших (802, 6806) – до Pseudomonas fluorescens.
Максимальний стимулюючий ефект на ріст озимої пшениці з боку штамів Pseudomonas putida, які виділені з ризосфери озимої пшениці у фазу кущіння в сівозміні, спостерігався при концентрації культуральної рідини 1:100 і складав 96,9-98,8%. Штами Pseudomonas fluorescens мали максимальний стимулюючий ефект при меншій концентрації (1:200), який варіював в межах 95,5-96,8%.
Публікації автора:
Симочко Л.Ю., Дем‘янюк О.С. Екологія мікробного ценозу ґрунту при вирощуванні озимої пшениці в чорноземі // Агроекологічний журнал. – 2003. - №3. – С. 27-31.
Симочко Л.Ю. Целюлозолітична активність ґрунту та інтенсивність виділення вуглекислого газу при вирощуванні озимої пшениці в чорноземі // Наук. вісник Ужгородського ун-ту. Серія Біологія. – 2003. – №14. – С. 44-47.
Симочко Л.Ю. Вплив екологічних факторів антропогенного походження на інтенсивність несимбіотичної фіксації молекулярного азоту при вирощуванні озимої пшениці в чорноземі // Наук. вісник Ужгородського ун-ту. Серія Біологія. – 2003. – №15. – С. 30-32.
Плюшко-Волковинська* (Симочко) Л.Ю. Токсичність ґрунту при вирощуванні озимої пшениці в сівозміні та монокультурі // Матер. Всеукр. наук.-практ. конф. молодих вчених і спеціалістів з проблем вир-ва зерна в Україні 5-6 березня 2002. – Дніпропетровськ, 2002. – С. 21-22.
Дем‘янюк О.С., Плюшко-Волковинська* (Симочко) Л.Ю. Вплив різних агротехнологій при вирощуванні озимої пшениці на біологічну активність ґрунту // Матер. міжнар. конф. “Сталий розвиток агроекосистем” 17-20 вересня 2002. – Вінниця, 2002. – С. 181-183.
Плюшко-Волковинська* (Симочко) Л.Ю. Целюлозолітична активність ґрунту при застосуванні різних агротехнічних заходів // Матер. всеукр. конф. молодих вчених “Засади сталого розвитку аграрної галузі” 28-30 жовтня 2002. – К., 2002. – С. 95-96.
