Фізіологія симбіозу систем Bradyrhizobium Sp. (Lupinus) –– Lupinus L.: алелопатичний аналіз (автореферат)

УМАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПИДА Світлана Василівна

УДК 581.13:631.847.21:524.1+633.367

Фізіологія симбіозу систем Bradyrhizobium Sp. (Lupinus) –– Lupinus L.:
алелопатичний аналіз

03.00.12 — фізіологія рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Умань — 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Тернопільському національному педагогічному
університеті імені Володимира Гнатюка Міністерства освіти і науки
України

Наукові консультанти: доктор біологічних наук, професор

Головко Ераст Анатолійович ,

Національний ботанічний сад ім.
М.М. Гришка,

завідувач відділу алелопатії

доктор сільськогосподарських наук,
професор

Солодюк Наталія Володимирівна

Національний науковий
центр„Інститут землеробства

УААН”, головний науковий
співробітник

відділу селекції інасінництва люпину

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Кур’ята Володимир Григорович,

Вінницький державний педагогічний
університет

ім. Михайла Коцюбинського, завідувач
кафедри біології

доктор сільськогосподарських наук, професор

Пузік Володимир Кузьмич, Інститут
післядипломної

освіти Харківського національного аграрного

університету, директор

доктор сільськогосподарських наук, професор

Волкогон Віталій Васильович , Інститут

сільськогосподарської мікробіології УААН,
директор

Провідна установа: Національний аграрний університет

Кабінету Міністрів України, м. Київ

Захист дисертації відбудеться 14 червня 2007 р. об 11 годині на
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 74.844.02 в Уманському
державному аграрному університеті за адресою: вул. Інститутська, 1, м.
Умань, Черкаська обл., Україна 20305.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Уманського державного
аграрного університету за адресою: вул. Давиденка, 2 , м. Умань, 20305,
Україна.

Автореферат розісланий “12” травня 2007  р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
В.П.Карпенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сучасному етапі однією з причин білкового дефіциту
є недостатнє використання рослинних ресурсів, зокрема представників
родини Fabaceae видів роду Lupinus L. Проте, висока продуктивність
рослин люпину можлива лише за умов максимального їх забезпечення
елементами мінерального живлення. Азот – основний поживний елемент, що
обумовлює родючість ґрунтів і врожайність сільськогосподарських культур,
а біологічна азотфіксація є важливим екологічно чистим та економічно
доцільним способом надходження його до бобових рослин (Мишустін,
Шильнікова, 1973; Коць і ін, 2001; Патика і ін, 2003; Коць, Михалків,
2005; Волкогон і ін., 2006).

Активність симбіотичної системи тісно пов’язана з вуглецевим живленням
бобових рослин (Андреєва, 1982; Романов і ін., 1987) і залежить від їх
алелопатичних особливостей (Райс, 1978), біотичних та абіотичних
факторів довкілля (Антипчук, 1994). У природних і штучно створених
фітоценозах рослини вступають у складні взаємовідносини, що визначають
характер їх росту та продуктивність (Пузік, Наумов, 2003; Патика і ін.,
2004). Тому вивчення алелопатичної взаємодії кореневих виділень є
пріоритетним у формуванні концепції підвищення врожайності
сільськогосподарських культур.

Дослідження алелопатичних і біохімічних властивостей рослин
започатковані А.М. Гродзінським (1965, 1973, 1991) та його учнями
(Горобець, 1982; Головко, 1984; Грахов, 1991; Біляновська, 1992; Мороз,
1990; Рахметов, 2001; Юрчак, 2003), розвиваються в роботах зарубіжних
авторів (Rice, 1984; Rizvi, Rizvi, 1992; Wink, Twardowski, 1992; Willis,
1996). Але на сьогоднішній день алелопатична активність високобілкової
кормової і харчової культури з великим азотфіксуючим потенціалом –
люпину – з’ясована недостатньо.

Люпин – традиційна культура Полісся та Північного Лісостепу України.
Найважливішою особливістю рослин люпину є здатність накопичувати в зерні
38-42% сирого протеїну, що дає можливість отримувати з гектара 1200-1500
кг перетравного протеїну (Солодюк, 1996). Проте в останні роки
спостерігається різке зменшення посівних площ люпину, зумовлене, в першу
чергу, зниженням суспільного попиту, а також порушенням системи його
насінництва і технології вирощування. Люпин – це єдина бобова культура,
яка не лише росте і формує високі врожаї на бідних, кислих, піщаних,
дерново-підзолистих ґрунтах, а й підвищує їх родючість. Така особливість
люпину робить його незамінним попередником для наступних культур
сівозміни. Тому розробка наукових основ екологічно безпечної технології
вирощування люпину та з’ясування фізіологічних особливостей формування і
функціонування симбіотичних систем Bradyrhizobium sp. (Lupinus) –
Lupinus L. є важливою науковою проблемою.

Одним із біотичних факторів, який впливає на продуктивність люпину та
обмежує розширення його посівних площ, є ураження культури збудником
антракнозу (Colletotrichum gloeosporioides). У літературі відсутні
ґрунтовні дані стосовно впливу цього збудника на функціонування
симбіотичних систем. Звідси актуальним завданням при вирощуванні люпину
є отримання високих врожаїв, а також розробка науково обґрунтованих
заходів, спрямованих на підвищення азотфіксуючої активності симбіотичних
систем з високою їх стійкістю до цієї хвороби.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота
виконувалася в межах планових державних тем кафедри ботаніки
Тернопільського національного педагогічного університету імені
Володимира Гнатюка (ТНПУ) “Онтогенез рослин, рослинні угруповання в
природному і трансформованому середовищі: фізіолого-біохімічні,
екологічні та історичні аспекти”, № державної реєстрації 0105U000752,
відомчої теми “Вплив інокуляції та фізіологічно-активних речовин на
фіксацію молекулярного азоту, алелопатичні властивості, ріст і розвиток
бобових рослин”, виконавцем, а з 2003 року керівником її є дисертант.

Мета і задачі досліджень. Мета роботи – теоретичне обґрунтування і
розробка наукових засад підвищення ефективності процесу фіксації
молекулярного азоту симбіотичними системами Bradyrhizobium sp. (Lupinus)
– Lupinus L. на основі фізіологічних й алелопатичних особливостей їх
формування та функціонування для використання в сільському господарстві.
Відповідно до мети передбачалося вирішення наступних завдань:

– виділити високоефективні штами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) на основі
скринінгу селекціонованих бульбочкових бактерій;

– проаналізувати особливості формування і функціонування симбіотичних
систем у люпину білого та жовтого за інокуляції різними за активністю
штамами Bradyrhizobium sp. (Lupinus);

– виявити вплив інокуляції люпину різноманітними штамами Bradyrhizobium
sp. (Lupinus) на ростові процеси, накопичення хлорофілів і каротиноїдів
та їх зв’язок з азотфіксуючою активністю;

– з’ясувати вплив збудника антракнозу (Colletotrichum gloeosporioides)
на ростові процеси і функціонування симбіотичних систем люпину;

– визначити алелопатичну активність виділень насіння, різних органів,
післяжнивних решток і ризосферного ґрунту протягом онтогенезу та після
збирання врожаю сортів люпину білого й жовтого на фоні інокуляції
селекціонованими штамами та їх природними расами;

– встановити кількісний і якісний склад екзометаболітів видів роду
Lupinus та продуктів їх трансформації у ризосферному ґрунті;

– дослідити видільну активність коренів проростків різних сортів люпину
та алелопатичну активність їх ексудатів;

– з’ясувати залежність між алелопатичним потенціалом рослин, азот-
фіксуючою активністю симбіотичних систем і таксономічним та кількісним
складом ґрунтової мікрофлори;

– вивчити алелопатичну взаємодію кореневих виділень люпину та рослин
родин Fabaceae, Poaceae, Asteraceae;

– встановити значення біологічного азоту для підвищення зернової
продуктивності і поліпшення якісного складу зерна сортів люпину білого
та люпину жовтого за інокуляції високоефективними штамами бульбочкових
бактерій;

– визначити економічну ефективність і біоенергетичну оцінку застосування
активних штамів Bradyrhizobium sp. (Lupinus) для інокуляції сортів
люпину білого та люпину жовтого.

Об’єкт дослідження – люпино-ризобіальні комплекси, ефективність їх
алелопатично-симбіотичної взаємодії при різному складі мікро- і
макросимбіонтів та їх вплив на алелопатичні властивості ґрунту й
мікроорганізми.

Предмет дослідження – симбіотичні системи, створені люпином білим
(Lupinus albus L.) сортів Олежка, Синій парус, Піщовий, алкалоїдна форма
та люпином жовтим (Lupinus luteus L.) сортів Мотив-369, Промінь, Обрій,
Бурштин, Борсельфа і бульбочковими бактеріями Bradyrhizobium sp.
(Lupinus) штамів 367а, 1610 (виробничі), 1а, 2а, 3а, 4а, 5а, Саф. 1,
Саф. 2, Саф. 3, 1614, 1630, 1631, 1632, 64.

Методи дослідження: польовий метод – вивчення фізіологічних властивостей
системи ґрунт – Lupinus – Bradyrhizobium sp. (Lupinus), кількісних та
якісних показників продуктивності люпину;

лабораторний (вегетаційний) метод – визначення фізіолого-біохімічними,
алелопатичними і мікробіологічними методами кількісних та якісних
характеристик предмету дослідження;

статистичний метод – встановлення на основі регресивного, дисперсійного
і кореляційного методів дослідження достовірності отриманих результатів
функціональних залежностей між різними факторами та процесами.

Наукова новизна одержаних результатів. Внаслідок комплексних досліджень
встановлено, що взаємодія бульбочкових бактерій з люпином проявляє
алелопатичний характер, та виявлено вплив еколого-алелопатичних факторів
на формування і функціонування симбіотичних систем Bradyrhizobium sp.
(Lupinus) – Lupinus.

Вперше досліджено симбіотичні властивості бульбочкових бактерій штамів
1а, 2а, 3а, 4а, 5а, Саф.1, Саф.2, Саф.3 у ґрунтово-кліматичних умовах
Західного Лісостепу України. Встановлено, що їх використання індукує
підвищення активності фіксації молекулярного азоту
люпиново-ризобіальними системами, посилює накопичення хлорофілів і
каротиноїдів у листках, збільшення зернової продуктивності люпину на
4,1-38,7% та вміст сирого протеїну в зерні на 0,75-4,27%.

Вперше доведено залежність алелопатичної активності вегетативних,
генеративних органів і післяжнивних решток люпину, рівня акумуляції
флавоноїдів у листках від видових й сортових особливостей рослин та
активності штамів бульбочкових бактерій, що використовували для
інокуляції.

Отримано патент на спосіб оцінки ефективності бобово-ризобіального
симбіозу сортів люпину білого з Bradyrhizobium sp. (Lupinus).

Вперше ідентифіковано з листків люпину аглікон кверцетин (сорт Промінь,
алкалоїдна форма) та кверцетин-3-рутинозид (сорти Мотив-369 і Обрій).

Оцінено алелопатичну активність екзометаболітів коренів проростків
люпину і вперше показано її вплив на функціонування симбіотичних систем
у фазі листкової розетки.

Вперше встановлено залежність ростових процесів і функціонування
симбіотичного апарату в інокульованого різними штамами бульбочкових
бактерій люпину жовтого від ураження Colletotrichum gloeosporioides.

Доведено, що мікробіологічні і біохімічні властивості ґрунту ризосфери
сортів роду Lupinus L. залежать від видільної активності коренів рослин
та алелопатичної активності ексудатів.

Поглиблено уявлення про алелопатичну взаємодію люпину з представниками
родин Бобові (Fabaceae), Злакові (Poaceae) та Айстрові (Asteraceae) і
обґрунтовано доцільність його використання як попередника у сівозміні.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі дослідження
фізіологічних особливостей формування і функціонування симбіотичних
систем, утворених сортами люпину білого та люпину жовтого і штамами
Bradyrhizobium sp. (Lupinus), встановлено шляхи підвищення азотфіксуючої
активності кореневих бульбочок, накопичення хлорофілів й каротиноїдів у
листках та збільшення зернової продуктивності рослин. Підібрано
комплементарні пари симбіонтів “сорт люпину-штам Bradyrhizobium sp.
(Lupinus)”: Олежка – 1а, 5а, Синій парус – 367а, Піщовий – 3а, 5а,
алкалоїдна форма – 5а (білий), Мотив – 369 – штами 4а, Промінь – 2а, 1а,
Обрій – 1а, Борсельфа – 4а, Бурштин – 1а, 3а (жовтий) і рекомендовано їх
для використання у сільськогосподарському виробництві (акти впровадження
додаються).

Запропоновано для впровадження “Спосіб оцінки ефективності
бобово-ризобіального симбіозу сортів люпину білого з бульбочковими
бактеріями” (деклараційний патент на корисну модель №9525, 17.10.05.
Бюл. №10).

Удосконалено елементи технології вирощування люпину білого і люпину
жовтого та впроваджено їх у виробництво в умовах Західного Лісостепу
України. Для виробництва біопрепарату з метою інокуляції насіння люпину
запропоновано високоефективні штами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) 1а та
5а.

Результати досліджень алелопатичного впливу люпину жовтого на жито
посівне, пшеницю м’яку, ячмінь звичайний, кукурудзу звичайну, сою
культурну і люпин білий рекомендовано враховувати при складанні
сівозмін.

Матеріали дисертаційної роботи апробовано при читанні курсів “Фізіологія
рослин”, “Живлення і продуктивність рослин”, “Хімічна взаємодія рослин”,
“Мікробіологія з основами вірусології”, “Основи сільського господарства”
у Тернопільському національному педагогічному університеті імені
Володимира Гнатюка, а також впроваджено в навчальний процес кафедрами
ботаніки, екології, природничих дисциплін інших вищих навчальних
закладів України (акти впровадження додаються), включено у Програми для
студентів біологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних
закладів з “Основ сільського господарства” та для спеціальностей
7.010103 “Методика польових досліджень”, “Екологія сільського
господарства”.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є особистою науковою працею.
Здобувачем проаналізовано відповідну літературу за фахом, опрацьовано
робочу гіпотезу, розроблено програму досліджень, проведено лабораторні і
польові досліди, статистичну обробку фактичного матеріалу. Аналіз
результатів, їх узагальнення, інтерпретація та формулювання основних
положень і висновків, а також друковані праці підготовлено за
безпосередньою участю автора.

Нітрогеназну активність визначено дисертантом на газових хроматографах
Інституту фізіології рослин і генетики НАН України. Якість зерна люпину,
вміст фосфору і калію у ґрунті після його вирощування досліджено спільно
з кандидатом сільськогосподарських наук В.І. Гамалеєм, вміст фенольних
сполук у листках рослин і ґрунті та амінокислот – із кандидатом
біологічних наук С.П. Машковською.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи
доповідалися і обговорювалися на засіданнях кафедри ботаніки, звітних
наукових конференціях професорсько-викладацького складу ТНПУ імені
Володимира Гнатюка (1995-2006 рр.), науково-виробничих зборах відділу
селекції і насінництва люпину, методичній комісії Національного
наукового центру “Інститут землеробства УААН” (1999-2002 рр.),
оприлюднені на 9th International Lupin Conference (Klink/Muritz,
Germany, 1999); VI симпозіумі з фенольних сполук (Москва, 2004); ІІ і Х
з’їздах Українського мікробіологічного товариства (Чернігів, 2000;
Одеса, 2004); ХІ і ХІІ з’їздах Українського ботанічного товариства
(Харків, 2001; Одеса 2006); ІІІ з’їзді Українського товариства
фізіологів рослин (Тернопіль, 2002); IV з’їзді товариства фізіологів
рослин Росії (Пенза, 2003); Міжнародних науково-практичних конференціях
– “Землеробство ХХІ століття – проблеми та шляхи вирішення”
(Київ-Чабани, 1999); “Вивчення онтогенезу рослин природних та культурних
флор у ботанічних закладах та дендропарках Євразії” (Біла Церква, 1999;
Полтава, 2000); Міжнародній конференції, присвяченій 90-річчю заснування
Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН “Наукові основи стабілізації
виробництва продукції рослинництва” (Харків, 1999); Міжнародних наукових
конференціях “Онтогенез рослин, біологічна фіксація молекулярного азоту
та азотний метаболізм” (Тернопіль, 2001); “Алелопатія та сучасна
біологія” (Київ, 2006); Міжнародній науково-практичній конференції
“Состояние и проблемы научного обеспечения люпиносеяния в России”
(Брянск, 2001); International conference “Photosynthesis and crop
production” (Kyiv, 2002); ІІІ Міжнародній науковій конференції
“Регуляция роста, развития и продуктивности растений” (Минск, 2003); ІІ
Міжнародній конференції “Онтогенез рослин у природному та
трансформованому середовищі: фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти”
(Львів, 2004); VII Міжнародній науково-практичній конференції “Наука і
освіта 2004” (Дніпропетровськ, 2004); Всеукраїнських конференціях –
“Інтродукція і акліматизація рослин на Волино-Поділлі”
(Тернопіль-Кременець, 1999); “Екологічний стрес і адаптація в
біологічних системах” (Тернопіль, 1998); “Екологічна наука і освіта в
педагогічних вузах України” (Умань, 2000); науковій конференції
“Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно змінених
територіях” (Кривий Ріг, 2002); “Проблеми і перспективи наук в умовах
глобалізації” (Тернопіль, 2005); науково-практичному семінарі молодих
вчених і спеціалістів “Вчимося господарювати” (Київ-Чабани, 1999); VII
молодіжній конференції ботаніків (Санкт-Петербург, 2000); конференції
молодих вчених ботаніків України “Актуальні проблеми ботаніки та
екології” (Зноб-Новгородське, 2001); Міжнародній конференції молодих
вчених, присвяченої 185-річчю ХДАУ ім. В.В. Докучаєва “Рослина і
середовище (фізіологія, генетика, фітоценологія, агроекологія)” (Харків,
2001); Всеукраїнській конференції студентів, аспірантів і молодих вчених
“Біорізноманіття природних і техногенних біотопів України” (Донецьк,
2001); VIIІ конференції молодих вчених “Сучасні напрямки у фізіології та
генетиці рослин” (Київ, 2002); ІХ конференції молодих дослідників,
присвяченій 100-річчю від дня народження академіка АН УРСР і ВАСГНІЛ
П.А. Власюка “Актуальні проблеми фізіології, генетики та біотехнології
рослин і ґрунтових мікроорганізмів” (Київ, 2005).

Публікації. Основні положення дисертації висвітлені в 67 публікаціях, з
них: 1 брошура, 23 статті у фахових виданнях з сільськогосподарських
наук, 6 – з біологічних наук, 10 статей у збірниках матеріалів
конференцій, 23 тези доповідей на наукових конференціях, 3 навчальні
програми для студентів. Отримано деклараційний патент на корисну модель.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 393 сторінках, з
них основного тексту – 271, додатки – 22. Дисертація складається із
вступу, огляду наукової літератури, опису умов, матеріалу та методів
проведення досліджень, п’яти розділів експериментальної частини,
заключної частини, висновків, пропозицій для мікробіологічної практики і
сільськогосподарського виробництва, додатків. Робота містить 106
таблиць, 60 рисунків, 21 додаток. Список використаної літератури включає
485 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Наведено сучасні погляди вітчизняних і зарубіжних дослідників щодо
особливостей алелопатичної взаємодії бобових рослин та бульбочкових
бактерій в агроекосистемах. Узагальнено дані стосовно еколого-трофічних
взаємовідносин вищих рослин і мікроорганізмів, хімічного складу й ролі
кореневих виділень у взаємодії рослин та формуванні бобово-ризобіального
симбіозу, взаємозв’язку процесів азотфіксації і фотосинтезу у
симбіотичній системі люпин-бульбочкові бактерії та значення люпину у
біологічному землеробстві. На підставі аналізу наукових даних
обґрунтовано необхідність проведення досліджень за темою дисертації.

УМОВИ, МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові досліди закладали в 1995-2006 рр. у ґрунтово-кліматичних умовах
Західного Лісостепу України на чорноземі опідзоленому
середньосуглинковому на лесах агробіолабораторії Тернопільського
національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Вміст
гумусу в ґрунті становив 3,05% (за Тюріним) (Аринушкіна, 1970),
лужногідролізованого азоту 11,4 мг на 100 г ґрунту (за Корнфілдом),
калію – 6,3-8,1 (за Чіріковим у модифікації ЦІНАО) (Мінеєв і ін., 1989),
бору – 1,6 мг/кг (Ринькис, 1963), цинку – 0,3 і марганцю – 67 (Мінеєв і
ін., 1989). Кислотність ґрунту (рН) – 6,1-6,4, гідролітична- 1,4-1,9
мг-екв. на 100 г ґрунту (Голубєв, 1982).

Рослини вирощували також на темно-сірому опідзоленому
середньосуглинковому ґрунті господарства с. Дернів (1995-2000 pp.)
Кам’янко-Бузького району Львівської області. Вміст гумусу 2,4-2,6%,
азоту – 6-9 мг/100 г ґрунту, фосфору- 11,1-13,8, калію- 10,1-12,3, рН
сол. – 6,2-6,4.

Матеріалом дослідженя слугували сорти люпину білого (Lupinus albus L.)
Олежка, Синій парус, Піщовий і алкалоїдна форма та люпину жовтого
(Lupinus luteus L.) Мотив-369, Промінь, Обрій, Бурштин, селекціоновані в
Інституті землеробства УААН й Борсельфа (виведений у Німеччині) й
бульбочкові бактерії Bradyrhizobium sp. (Lupinus), отримані методами
аналітичної селекції, штамів 367а (виробничий), 1а, 2а, 3а, 4а, 5а
(селекціоновані в Інституті сільськогосподарської мікробіології УААН),
Саф. 1, Саф. 2, Саф. 3 (отримані в Інституті фізіології рослин і
генетики НАН України під керівництвом доктора біологічних наук
Нічик М.М.), 1610 (виробничий), 1614, 1630, 1631, 1632, 64 (передані з
колекції Всеросійського НДІ сільськогосподарської мікробіології РАСГН,
м. Санкт-Петербург). Перед посівом насіння люпину протягом 20 хв.
стерилізували 70% етанолом і промивали водопровідною водою.

Польові досліди закладали за схемою: на контрольній ділянці висівали
неінокульоване насіння, а на дослідних – насіння, яке перед висіванням
обробляли культурами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) вищезгаданих штамів.
На коренях рослин контрольного варіанта виявляли бульбочки спонтанного
походження. Люпин висівали широкорядним способом із шириною міжрядь 45
см, глибина загортання насіння 2-4 см. Норма висіву люпину білого – 125,
а люпину жовтого – 100 кг/га. Агротехніка загальноприйнята для зони
Лісостепу. Повторність дослідів 4-5 разова, площа облікових ділянок 2-30
м2. Розміщення дослідних ділянок рендомізоване.

Протягом вегетаційного періоду проводили вимірювання динаміки росту
стебла і його облиствіння, площу листків та їх питому поверхневу
щільність (ППЩЛ) (Расулов, Аероков, 1982). У листках визначали кількість
хлорофілів a, b та каротиноїдів спектрофотометричним методом (Починок,
1986; Мусієнко, 2001).

Активність процесу азотфіксації встановлювали ацетиленовим методом
(Hardy et all., 1968; Крикунець, 1993; Біологічний азот, 2003) на
газовому хроматографі “Chomatograf-504” (Польща). Для визначення маси
бульбочок у польових умовах 4-5 разів протягом вегетації рослин
відбирали моноліти ґрунту 25x25x30 см. Після відмивання коренів
бульбочки обривали і висушували при 105°С у сушильній шафі та визначали
масу сухої речовини із п’яти рендомізованих рослин, взятих з кожної
повторності.

Виділяли фенольні сполуки (ФС) з листків (Александрова, Осипова, 1985).
З ґрунту ФС виділяли шляхом використання іонообмінника катіоніта КУ-2-8
в Н+ формі, 96%-ний етанол та водний ацетон (ацетон:вода=1:2). Суму ФС
визначали за методом, в основі якого лежить окиснення їх реактивом
Фоліна-Чокальте (Гродзінський, Горобець, Крупа, 1988).

Фенолкарбонові кислоти (ФКК) отримували послідовним екстрагуванням
фіксованої 96% етанолом рослинної сировини розчинниками: 85% етанолом,
ефіром та 5%-ним розчином NaHCO3 (Мийдла, Халдре, Сависаар, 1975). ФКК з
ґрунту виділяли шляхом лужного гідролізу з 2н розчином NaOH
(Гродзінський, Горобець, Крупа, 1988). Кількісне визначення ФКК
проводили за методикою (Мийдла та ін., 1975).

Флавоноїди із сухої, зазделегідь очищеної від смол, ліпідів і хлорофілів
(екстрагування хлороформом в апараті Сокслета) рослинної сировини,
екстрагували 70% етанолом на водяній бані із зворотним холодильником.
Кількісний вміст флавоноїдів визначали електрохімічним методом, який
ґрунтується на взаємодії їх з А1С13 (Фитохимический анализ, 1998).
Розподіл флавоноїдів здійснювали за допомогою ТШХ, використовуючи
систему бутанол-оцтова кислота-вода (10:1:3), пластинки 15×15 см
“Silufol UV254” фірми “Kavalier” (Чехія). Візуалізацію плям проводили
тетразолієвим бензидином (Гродзінський, Гродзінський, 1973).
Ідентифікацію окремих груп флавоноїдів здійснювали з використанням
стандартів фірми “Sigma”.

Амінокислоти із ґрунту екстрагували водним ацетоном (ацетон:вода=1:2),
очищували їх від домішок за допомогою іонообмінної смоли КУ-2-8 (Н+) та
десорбували з катіоніту 10%-ним розчином аміаку (Гродзінський, Горобець,
Крупа, 1988). Для визначення якісного та кількісного складу амінокислот
використовували амінокислотний аналізатор “Biotronik C-2001” (Німеччина)
в режимі фізіологічних рідин.

У зерні визначали вміст сирого протеїну, олії, клітковини, золи, фосфору
і калію на інфрачервоному аналізаторі NIR Systems 4500 в ННЦ “Інститут
землеробства УААН”, у ґрунті – вміст загального азоту методом Кельдаля
на аналізаторі КЕЛЬТЕК АВТО 1030 (Плешков, 1987).

Алелопатичну активність водорозчинних виділень органів рослин,
післяжнивних решток та ґрунту здійснювали методом біологічних тестів
(Гродзінський, 1973). Тест-об’єктами слугували однодобові проростки
крес-салату (Lepidium sativum L.), озимої пшениці м’якої (Triticum
aestivum L.) сортів Миронівська-61, Циганка, амаранту хвостатого
(Amarantus caudatus L.) сорту Кармен (Власов та ін., 1979), гречки
їстівної (Fagopyrus Moench.) сорту Крупинка, ячменю звичайного (Hordeum
vulgare L.) сорту Рось, культура азотобактера (Azotobacter chroococcum)
(Юрчак і ін., 1975). Визначення оптичної густини кореневих ексудатів
проводили на спектрофотометрі СФ-46 при довжині хвиль 240 і 280 нм
(Дубров, 1971).

Алелопатичну взаємодію кореневих виділень проростків люпину жовтого з
видами родин Бобові, Злакові і Айстрові вивчали методом “промивних вод”
(Исаева, Савельева, 1970), вирощуючи рослини в лійках Бюхнера на
перліті.

Фітотоксичність ґрунту визначали прямим біотестуванням і методом
Нейбауера-Шнейдера (Гродзінський і ін., 1990; Гродзінський,
Гродзінський, 1973). Алелопатичну активність продуктів деструкції
післяжнивних решток різних сортів видів роду Lupinus за відношенням до
пирію повзучого (Elytrigia repens Nevski) встановлювали у вегетаційних
умовах (Журбицький, 1968).

Груповий склад ґрунтових мікроорганізмів вивчали за методикою
(Возняковська, 1980). Для підрахунку і виділення бактерій та
актиноміцетів проводили поверхневий посів ґрунтової суспензії на
капустяний агар (Гродзінський, Кострома і ін., 1990). Кількість
спороутворюючих бактерій встановлювали методом глибинного посіву на
середовищі Мішустіна (МПА+СА=1:1). Для мікроскопічних грибів в якості
живильного середовища використовували сусло-агар і середовище Чапека,
які підкислювали до рН=4,5, а для пригнічення росту бактеріальної флори
в середовище додавали розчин антибіотика (50 мл стерильної водопровідної
води, 100000 од. стрептоміцину) із розрахунку 2,0-2,5 мл на 200 мл
теплого живильного середовища. На сусло-агарі визначали здебільшого
швидко-, а на середовищі Чапека – повільноростучі мікроскопічні гриби.
Виділення азотобактера здійснювали на середовищі Ешбі.

Антимікробну активність водорозчинних виділень насіння визначали методом
осаджування мікрофлори повітря (Гродзінський, Головко, Безмєнов і ін.,
1992). Вплив рідких виділень насіння на чисті культури мікроорганізмів
досліджували методом колодязя (Топін, 1974; Векірчик, 2001) і дифузії
речовин в живильне середовище із спеціально оброблених паперових дисків
(Векірчик, 2001).

Назви рослин у дисертаційній роботі подані за Черепановим (1995).
Статистичну обробку експериментальних даних здійснено за Доспєховим
(1985) та Лакіним (1990) з використанням пакетів програм Statistica і
Excel для Windows 2000. Статистичні помилки в дослідах коливались у
межах 5%.

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ І ФУНКЦІОНУВАННЯ СИМБІОТИЧНОГО АПАРАТУ ЗА
ІНОКУЛЯЦІЇ BRADYRHIZOBIUM SP. (LUPINUS) ТА ДИНАМІКА НАКОПИЧЕННЯ

ФОТОСИНТЕТИЧНИХ ПІГМЕНТІВ

Селекція високоефективних штамів мікросимбіонтів. На основі скринінгу
селекціонованих штамів бульбочкових бактерій, отриманих методами
аналітичної селекції, відібрано високоактивні 1а, 2а, 3а, 4а, 5а, Саф.1,
Саф.2, Саф.3 і використано їх у подальших дослідженнях.

Азотфіксуюча активність симбіотичних систем Lupinus-Bradyrhizobium sp.
(Lupinus) в онтогенезі. На етапі преінфекції відбувається розпізнавання
макро- і мікропартнерів та підготовка до формування симбіозу. Борнер
(1958) показав, що при набуханні та проростанні насіння виділяються
речовини, які створюють навколо проростка алелопатичну сферу і
виступають біотичним фактором, що впливає на утворення
бобово-ризобіальної системи. Корені бобових виділяють ексудати, які
стимулюють розмноження і активний рух до них бульбочкових бактерій.
Ризобії колонізують ризосферу і ризоплану у відповідь на дію
екзометаболітів. Саме на цьому етапі відбувається алелопатична взаємодія
між рослиною і бактеріями. Висока алелопатична активність ексудатів
насіння і коренів алкалоїдної форми люпину білого й сорту Промінь люпину
жовтого гальмувала розвиток та функціонування симбіотичних систем на
початку їх вегетації. Найнижча алелопатична активність нами виявлена для
кореневих виділень сорту Мотив-369. Це, очевидно, сприяло утворенню і
активному функціонуванню його симбіотичних систем у фазі листкової
розетки. Нітрогеназна активність бульбочок у цій фазі в деяких варіантах
була у 17 разів вищою, порівняно з сортом Промінь (табл. 1).

Показано, що досліджувані штами вірулентні і сприяли утворенню бульбочок
рожевого забарвлення на головному корені. Маса бульбочок в онтогенезі
люпину зростала до фази зеленого бобу, де починався їх лізис, що
вплинуло на величину нітрогеназної активності. У скоростиглих сортів
люпину білого Олежки і Синього парусу найвища загальна азотфіксуюча
активність (АФА) виявлена у всіх варіантах досліду під час цвітіння
рослин. Необхідно зазначити, що максимальне значення питомої
азотфіксуючої активності у сортів виявлено у різних фазах. Зокрема, у
сорту Олежка – у фазі цвітіння, а у сорту Синій парус – 2-4 листки. У
середньоскоростиглого сорту Піщовий найвища загальна азотфіксуюча
активність зафіксована на початку цвітіння у рослин, інокульованих
штамами 1а, 2а, 4а та 5а. Симбіотична система люпин білий – штам 3а
найактивніше фіксувала азот з повітря під час цвітіння бічних пагонів.
Рослини, які виросли з насіння, інокульованого місцевими расами
бульбочкових бактерій, характеризувалися високою АФА у фазі зеленого
бобу. Більшість симбіотичних систем середньостиглої алкалоїдної форми
люпину білого найактивніше фіксували молекулярний азот з атмосфери під
час бутонізації (крім варіантів 2а та 1а).

Сорти люпину жовтого Мотив–369, Промінь, Обрій і Бурштин є
скоростиглими, а Борсельфа — пізньостиглим. У скоростиглих сортів маса
бульбочок в інокульованих рослин зростала до фази сизого (Мотив–369) і
зеленого бобу (інші), а у сорту Борсельфа — до фази цвітіння (К, 367а,
2а, 5а) та сизого бобу (1а, 3а, 4а). Найвища АФА симбіотичних систем
люпину жовтого сорту Мотив–369 виявлена на початку цвітіння (крім
варіантів 3а та 5а), сорту Бурштин — під час бутонізації (крім 2а),
сорту Обрій — бутонізації (К, 1а, 3а) і цвітіння (367а, 2а, 4а, 5а),
сорту Промінь — зеленого бобу, сорту Борсельфа — стеблування (крім 5а).

Найкомплементарнішими у грунтово–кліматичних умовах Західного Лісостепу
України виявилися пари: люпин білий сортів Олежка — штами 1а, 5а, Синій
парус — 367а, Піщовий — 3а, 5а, алкалоїдної форми — 5а, люпин жовтий
сортів Мотив–369 — штамами 4а, Промінь — 1а, 2а, Обрій — 1а, Борсельфа —
4а, Бурштин — 1а, 3а. Активність бобово–ризобіальних комплексів була
різною і залежала від штамових особливостей бульбочкових бактерій. На
функціонування симбіотичних систем сортів люпину білого і жовтого
впливали алелопатична активність виділень насіння й коренів, генотипи
макро- та мікросимбіонтів, їх сумісність, фази росту і розвитку рослин,
а також конкретні грунтово–погодні умови Західного Лісостепу України.
Різні за активністю люпиново–ризобіальні комплекси специфічно впливали
на ріст і перебіг фізіолого–біохімічних процесів інокульованих рослин.

Таблиця 1

Азотфіксуюча активність люпину жовтого при інокуляції бульбочковими
бактеріями, 1998-2000рр.

Штами Bradyrhi-zobium sp(Lupinus) Загальна Питома Загальна Питома
Загальна Питома Загальна питома

Сорт Промінь

Фаза 8-10 листків бутонізації цвітіння зелений біб

Контроль 0,277±0,048 25,9 3,152±0,649 24,8 0,035±0,005 0,18 4,656±0,321
18,2

367а 0,615±0,033 38,2 4,921±0,306 35,2 0,334±0,054 1,00 17,055±1,056
42,5

1а 0,677±0,082 36,2 11,723±1,397 64,5 0,081±0,028 0,24 17,668±1,245 39,1

2а 0,568±0,021 40,0 8,441±0,309 58,9 0,410±0,006 0,94 47,074±3,790 106,3

3а 0,523±0,015 37,6 8,138±1,198 52,7 0,453±0,078 0,82 19,879±1,929 51,3

4а 0,241±0,047 16,0 8,197±1,745 47,3 0,213±0,071 0,57 10,632±0,928 26,1

5а 0,214±0,084 15,2 2,489±0,613 17,7 0,371±0,073 1,31 32,057±1,662 89,7

Сорт Борсельфа

Фаза 8-10 листків стеблування сизий біб зелений біб

Контроль 4,810± 0,346 31,70 12,658± 1,482 26,82 0,029± 0,008 0,58
3,811±0,711 7,75

367а 9,624± 1,000 49,79 13,738± 0,765 28,02 0,186± 0,003 0,27 4,695±
0,060 8,43

1а 7,603±0,049 38,34 14,262±1,324 36,69 0,243±0,065 0,39 0,385± 0,044
0,52

2а 6,053± 0,760 36,68 6,171±0, 047 14,05 0,015± 0,001 0,02 1,763± 0,039
3,10

За 5,521± 0,544 31,97 11,075±0,827 20,32 0,059±0,014 0,15 0,580± 0,043
0,57

4а 3,555± 0,360 17,07 19,035±1,791 32,99 1,537± 0,070 2,36 5,322± 0,394
7,42

5а 9,498± 0,686 46,33 5,005±0,058 11,84 0,224± 0,076 0,35 0,767± 0,077
1,30

Сорт Мотив–369

Фаза 8-10 листків бутонізація початок цвітіння сизий біб зелений біб

Контроль 1,617±0,062 11,7 3,377±0,560 22,03 0,152±0,006 0,51 0,050±0,014
0,37

367а 1,660±0,045 14,47 2,870±0,586 10,79 0,128±0,006 0,39 0,140±0,039
0,53

1а 0,801±0,065 6,47 3,090±0,229 12,94 0,203±0,016 0,49 0,214±0,066 1,18

2а 2,372±0,043 16,36 7,342±0,853 25,49 0,148±0,008 0,42 0,104±0,021 0,74

3а 3,510±0,221 20,17 1,660±0,052 7,25 0,166±0,011 0,62 0,489±0,048 5,05

4а 2,552±0,078 24,14 5,309±0,577 16,94 1,605±0,001 2,31 0,913±0,034 3,83

5а 3,315±0,253 36,31 1,387±0,038 6,61 0,093±0,003 0,31 0,041±0,007 0,23

Примітка: загальна азотфіксуюча активність в мкмоль C2H4/(рослину
год.); питома – мкмоль C2H4/(1 г сухих бульбочок год.) Вплив інокуляції
насіння бульбочковими бактеріями на ростові процеси люпину. У фазі
листкової розетки висота стебла інокульованого люпину істотно не
відрізнялася від висоти рослин контрольного варіанта, що пояснюється
низькою активністю симбіотичних апаратів. Стимулюючий вплив інокуляції
на ріст стебла проявлявся на початку цвітіння і у фазі утворення бобів,
тоді, коли симбіотичні системи оптимально розвинуті та здатні
забезпечити рослини біологічним азотом. Активні штами Bradyrhizobium sp.
(Lupinus) сприяли збільшенню кількості листків на стеблах інокульованого
люпину у генеративних фазах розвитку.

Динаміка накопичення хлорофілів і каротиноїдів залежно від інокуляції
різними за активністю штамами Bradyrhizobium sp. (Lupinus). Сорти люпину
білого і жовтого відрізнялися за вмістом зелених та жовтих пігментів у
листках, а активність фіксації азоту бобово-ризобіальними комплексами
зумовлювала мінливість цих показників у межах сорту. Так, на початку
бутонізації люпину білого сорту Олежка істотне накопичення хлорофілу а,
порівняно з контролем, зафіксовано нами у листках рослин, інокульованих
штамами 2а, 3а і 4а (t =4,3-22,3), а каротиноїдів- 2а, 3а, 4а та 5а (t
=3,0-14,2).

У фазі цвітіння за цими показниками домінували особини варіантів 2а, 3а
і 1а (t =2,56-4,29). Бульбочкові бактерії штамів 1а, 2а і 3а у симбіозі
з люпином активно фіксували молекулярний азот з повітря у фазі цвітіння,
що сприяло інтенсивнішому накопиченню пігментів у листках рослин. У фазі
сизого бобу кількість зелених пігментів зростала, порівняно з фазою
цвітіння, майже у всіх варіантах досліду. Максимальну їх кількість
визначено у листках рослин, інокульованих штамом 3а, лише у варіанті 1а
(t = 3,64) вміст хлорофілів в обох фазах був однаковим. У процесі
вегетації рослин співвідношення між хлорофілом а і b було максимальним
на початку бутонізації. При переході рослин у генеративну фазу розвитку
даний показник знижувався. Співвідношення між хлорофілами і
каротиноїдами в онтогенезі рослин зростало й залежало від особливостей
штамів бульбочкових бактерій, що використовували для передпосівної
бактеризації насіння.

Інокуляція насіння сприяла росту листкової поверхні у люпину жовтого
сорту Бурштин на 3,5-10,1% у фазі листкової розетки, 8,0-13,0 –
бутонізації і 23,0-34,8% – цвітіння, що приводило до зниження питомої
поверхневої щільності листків. Нітрогеназна активність симбіотичних
систем і кількість пігментів в онтогенезі сортів люпину жовтого була
вищою, порівняно з люпином білим. Динаміка накопичення пігментів у
листках видів роду Lupinus корелювала із процесом азотфіксації.

Вплив збудника антракнозу на ростові процеси та азотфіксуючу активність
люпиново-ризобіальних систем. Colletotrichum gloeоsporioides гальмував
ріст і розвиток інокульованого люпину жовтого. У фазі цвітіння висота
стебла здорових рослин люпину жовтого сорту Обрій була 47,6 (контроль) –
50,2 см (1а, 5а), а уражених – 29,4 (2а) – 38,8 см (367а). Найменша
висота травостою (59,9% від здорових рослин) виявлена в ураженого
люпину, інокульованого штамом 2а.

У фазі зеленого бобу відсоток висоти стебла уражених рослин до здорових
досягав 60,1 (3а) – 81,4 см (367а). У цій фазі найнижчими серед здорових
рослин були особини варіантів з інокуляцією штамами 2а, 3а, 4а, а серед
уражених – люпин, інокульований штамами 3а та 4а. Збудник антракнозу
бобових гальмував ростові процеси і в люпину жовтого сорту Бурштин.

Штами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) по-різному впливали на формування і
активність симбіотичних систем люпину жовтого (табл. 2). Високоактивними
щодо формування бульбочок на коренях рослин сортів Обрій виявилися
бактерії штамів 2а, 1а, 3а і 5а, а для сорту Бурштин – 2а, 3а та 1а.
Інокуляція насіння Bradyrhizobium sp. (Lupinus) штамів 1а, 4а, 5а (сорт
Обрій) та 1а, 3а, 5а (сорт Бурштин) сприяла зростанню азотфіксуючої
активності кореневих бульбочок. Уражені рослини контрольного варіанту,
які утворили симбіотичну систему із місцевими расами бульбочкових
бактерій ґрунту, виявляли найвищу нітрогеназну активність. У
селекціонованих штамів, які в симбіозі з люпином жовтим вищезгаданих
сортів проявляли високу нітрогеназну активність, збудник антракнозу,
навпаки, її різко знижував. Місцеві раси бульбочкових бактерій є
пристосованішими до несприятливих умов довкілля. Стандартний штам
Bradyrhizobium sp. (Lupinus) 367а також відзначався високою адаптацією
до стресового фактора, яким виступав збудник антракнозу люпину.
Інтродуковані штами ризобіїв, порівняно із стандартним, проявляли вищу
активність, але були менш пристосовані до патогенного гриба
Colletotrichum gloeоsporioides.

Таблиця 2

Вплив збудника антракнозу бобових на формування та активність
симбіотичних систем люпину жовтого (фаза зеленого бобу)

Штами Bradyrhi-zobium sp. (Lupinus) Суха маса бульбочок, мг Азотфіксуюча
активність,

мкмоль С2Н4/год на 1 рослину

рослини % до здорових рослин рослини % до здорових рослин

здорові уражені

здорові уражені

Сорт Обрій

Контроль 227,7±13,1 155,5±12,6 68,3 0,264 ± 0,025 0,533 ± 0,016 201,9

367 а 228,2±15,5 204,7±14,7 89,7 0,350 ± 0,020 0,449 ± 0,078 128,3

1а 313,7±13,9 191,7±17,7 61,1 3,806 ± 0,070 0,067 ± 0,018 1,8

2а 361,0±16,1 243,7±14,2 67,5 0,157 ± 0,021 0,236 ± 0,012 150,3

3а 307,7±11,5 189,2±16,2 61,5 0,590 ± 0,034 0,079 ± 0,004 13,4

4а 238,0±16,5 137,7±10,1 57,8 1,880 ± 0,039 0,215 ± 0,042 11,4

5а 291,0±14,1 141,3±19,6 48,5 1,035 ± 0,041 0,029 ± 0,001 2,8

АЛЕЛОПАТИЧНА АКТИВНІСТЬ ЛЮПИНУ БІЛОГО

(LUPINUS ALBUS L.) І ЛЮПИНУ ЖОВТОГО (LUPINUS LUTEUS L.) ПРИ ІНОКУЛЯЦІЇ
БУЛЬБОЧКОВИМИ БАКТЕРІЯМИ

Алелопатична активність насіння люпину. Найвищу алелопатичну активність
проявляли водні витяжки насіння алкалоїдної форми люпину білого, а
найнижчу – сорту Піщовий, які є харчового і кормового напрямків
використання. При застосуванні біотесту гречки їстівної вміст
гальмувачів у екстрактах насіння алкалоїдної форми дослідних варіантів
при розведенні 1:10 становив у середньому 35,7 (367а) – 43,7 (3а)
відсотків (t =7,33 і 9,32). При розведенні витяжок (1:100) алелопатична
активність їх знижувалася. Вони стимулювали ріст корінців гречки, але
достовірна різниця у показнику алелопатичної активності зафіксована при
інокуляції штамами 4а та 5а (t=3,43 і 5,51). Витяжки з насіння люпину
алкалоїдної форми при розведеннях 1:10 та 1:100 проявляли також
гальмівний вплив на ріст корінців амаранту, який реагує на речовини
цитокінінової природи. Вміст гальмувачів у екстрактах відповідно
становив 43,5 (контроль) – 55,4 (1а) та 13,8 (1а) – 43,2 (3а)% .

Сорт Синій парус, що є кормового напрямку використання (Солодюк, 1996),
за алелопатичною активністю водних витяжок з насіння при використанні
біотесту гречки їстівної займав проміжне положення між алкалоїдною
формою і сортом Піщовий.

Водні витяжки з насіння сортів люпину жовтого відзначалися низькою
алелопатичною активністю. Найбільшу кількість гальмувачів виявлено у
екстрактах сорту Промінь (25,4%) при розведенні 1:10 (біотест амарант
хвостатий). Дещо менше їх зафіксовано у сорту Бурштин (20,6-24,2%)
(амарант і гречка їстівна). Корінці та колеоптилі пшениці м’якої майже
не реагували на водорозчинні алелопатично активні речовини насіння
люпину жовтого, крім сорту Мотив-369. Алелопатична активність екстрактів
насіння впливала на формування симбіотичних систем люпину на початку
вегетації рослин.

Динаміка алелопатичної активності різних органів люпину. Водорозчинні
виділення сортів люпину характеризувались видо- і сортоспецифічністю та
вибірковістю дії. Найчутливішими до дії водорозчинних алелопатично
активних сполук були корінці амаранту і гречки. Серед вегетативних
органів виявилися найактивнішими виділення листків, а найменш активними
– коренів, що сприяло заселенню їх бульбочковими бактеріями.
Алелопатична активність витяжок з листків залежала від фази розвитку
рослин і штамових особливостей Bradyrhizobium sp. (Lupinus), що
використовували для інокуляції.

Алелопатична активність листків люпину білого сорту Піщовий в онтогенезі
рослин змінювалася. Найбільше колінів у листках зафіксовано у фазах
стеблування (4а, 5а) і цвітіння (367а, 3а) (рис. 1). У фазі зеленого
бобу витяжки з листків усіх варіантів стимулювали ріст корінців
амаранту.

Рис. 1. Динаміка алелопатичної активності листків люпину білого сорту
Піщовий (свіжі листки; біотест – амарант хвостатий; розведення 1:10).

У фазі бутонізації люпину жовтого сорту Борсельфа (рис. 2) високою
алелопатичною активністю відзначалися водні екстракти з листків люпину
варіантів К (контроль) 2а, 3а, 5а (вміст гальмувачів становив
52,4-59,7%). Під час цвітіння активність витяжок знижувалася (крім
варіантів 4а та 5а). Найнижча активність у фазі зеленого бобу. При
використанні корінців пшениці м’якої як біотесту вміст гальмувачів у
екстрактах був дещо нижчим (23,7 (3а) – 47,9 (5а) %), але закономірність
у їх накопиченні на фоні інокуляції аналогічна.

Алелопатична активність ексудатів листків люпину в онтогенезі
знижувалася і залежала від наявності в них фізіологічно активних
речовин. Аналіз вмісту фенольних сполук (ФС) у листках люпину білого і
жовтого різних сортів, що виросли на фоні спонтанної інокуляції, показав
найменшу їх кількість у листках сорту Олежка (195,5 мг/100 г у
перерахунку на галову кислоту), а найбільшу – в листках алкалоїдної
форми (442,9). Сорти Синій парус і Обрій, Піщовий та Борсельфа
накопичували приблизно однакову кількість ФС у листках. Серед сортів
люпину жовтого у листках сорту Мотив-369 (338,1) виявлено найбільшу
кількість ФС. Встановлено пряму залежність між алелопатичною активністю
водних витяжок з листків і вмістом ФС.

Рис. 2. Алелопатична активність листків люпину жовтого сорту Борсельфа.

Бульбочкові бактерії по-різному впливали на накопичення ФС у листках
сорту Олежка (рис. 3). Їх вміст найвищий (у 2,7 рази більший, порівняно
з контролем) у рослинах, інокульованих штамом 367а. Рослини,
інокульовані штамами 1а і 2а, накопичували в 1,5-1,6 раз більше ФС, ніж
контрольні, а рослини варіантів 4а та 5а, навпаки, – менше.
Закономірного зв’язку між накопиченням ФС та інтенсивністю фіксації
азоту не спостерігалося, що узгоджується з науковими даними (Желюк,
Лобова, 1973), але у листках люпину, інокульованого неефективним штамом,
кількість ФС була вищою, ніж у рослин при ефективному симбіозі зі
штамами 1а та 5а.

Рис. 3. Вплив інокуляції на вміст фенольних сполук у листках люпину
білого сорту Олежка (фаза цвітіння). НІР0,05 = 10-12

Серед ФС значну роль у фізіолого-біохімічній взаємодії відіграють
фенол-карбонові кислоти (ФКК), які виявлено у вищих рослинах. Відміни в
якісному складі ФКК обумовлені їх видовими особливостями. Доведено
(табл. 3), що штами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) 367а, 1а, 2а 3а, 4а і
5а змінювали кількісний та якісний склад ФКК у листках інокульованого
люпину. Так, у листках люпину білого сорту Олежка у фазі цвітіння
виявлено 9 ФКК. Сирінгову кислоту ідентифіковано тільки у листках
люпину, інокульованого штамом 5а, а п-кумарову (цис-) форму –
контрольного варіанта. У листках рослин, спонтанно інокульованих
місцевими расами бульбочкових бактерій, не визначено ферулової (трас-),
сирінгової та м-кумарової (цис-) кислот. Найбільшу кількість ФКК
зафіксовано у листках рослин, інокульованих штамом 1а, найменшу – 4а.
Особини контролю і варіанта 2а за вмістом ФКК істотно не відрізнялися
між собою. Листки рослин люпину, інокульованих штамами 367а, 5а та 4а,
накопичували в 1,5-2,2 рази менше ФКК, порівняно з контролем. Особини
варіанта 3а містили ванілінової кислоти в 5,1 раз більше, порівняно з
рослинами, що росли на фоні спонтанної інокуляції. Між величиною
азотфіксуючої активності бобово-ризобіальних систем і накопиченням ФКК у
листках інокульованих рослин встановлена певна залежність. Найвищою
нітрогеназною активністю відзначалися рослини люпину варіанта 1а.
Встановлено, що рослини, які утворювали симбіотичну систему з місцевими
расами бульбочкових бактерій, найслабше фіксували молекулярний азот
атмосфери, хоча кількість ФКК у їх листках була порівняно високою.
Очевидно, це можна пояснити різним якісним складом ФКК.

Таблиця 3

Вплив інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus) на вміст вільних ФКК у
листках люпину білого сорту Олежка, фаза цвітіння, мг/100г сирої маси

Штами Brady-rhizobi-um sp.

(Lupinus) Фенолкарбонові кислоти

гентизинова

кофейна протокатехова ферулова (транс-) сирінгова ванілінова

n-оксибензойна

n-кумарова (цис-)

м-кумарова (цис-)

Сума ФКК

Контроль 12,14 11,04 22,00 — — 0,93 1,00 7,11 — 54,22

367а 9,31 7,64 — 16,34 — 1,32 2,09 — — 36,70

1а 13,76 10,19 17,05 13,89 — 0,95 1,16 — — 57,00

2а 12,14 8,32 25,30 0,74 — 2,27 2,01 — 4,21 54,99

3а 10,52 — — 16,75 — 4,77 1,29 — 7,81 41,14

4а 11,32 — — 6,13 — 1,66 1,29 — 4,41 24,81

5а 11,74 — — 9,80 1,12 2,29 1,32 — 6,61 32,88

НІР0,05 0,81 0,63 1,11 0,14

0,12 0,11

0,42

Примітка: – не виявлено

Загалом, алелопатичні властивості водних витяжок з листків люпину білого
залежали від сортових особливостей, фаз росту і розвитку рослин,
кількості алелопатично активних речовин та штамових особливостей
бульбочкових бактерій, що використовували для інокуляції насіння й
чутливості біотестів. Між накопиченням пігментів і ФКК у листках
інокульованих рослин також існує залежність. Рослини, інокульовані
штамами 1а, 2а і 3а, найбільше накопичували в листках хлорофілу а та
каротиноїдів (фаза цвітіння), причому вміст вільних ФКК у них був
високим. Отже, між алелопатичною активністю листків, вмістом пігментів,
ФС, ФКК і активністю симбіотичного апарату інокульованих рослин існує
взаємозв’язок та взаємозалежність.

Сорти люпину білого і жовтого відрізнялися як за кількісним, так і
якісним вмістом ФКК. Найбільшу суму ФКК виявлено у листках сортів
Олежка, Синій парус і Обрій, а найменшу – у Борсельфа. Необхідно
зазначити, що протокатехова кислота ідентифікована лише у листках сорту
Олежка, ферулова (транс-) – Синій парус, Обрій і Бурштин, п-кумарова
(цис-) – Олежка та Синій парус.

Серед сортів люпину жовтого кофейна кислота виявлена лише у листках
Обрію, у той же час вона ідентифікована у всіх сортах люпину білого, за
винятком Піщового. Ванілінова, п-оксибензойна і гентизинова кислоти
ідентифіковані у листках сортів люпину білого. Найбідніший якісний склад
ФКК у листках сортів Промінь і Борсельфа (п-оксибензойна і м-кумарова
(цис-) та Піщовий і Мотив-369 (гентизинова, ванілінова і
п-оксибензойна). За кількісним вмістом серед ФКК переважала гентезинова
кислота в усіх сортів люпину, крім сорту Олежка, у листках якого
домінувала протокатехова.

Важливими алелопатично активними речовинами серед ФС є флавоноїди.
Показано, що їх вміст у листках сортів люпину білого, насіння яких не
піддавали інокуляції, знаходився на одному рівні і становив 0,19-0,23%
сухої речовини в перерахунку на рутин (рис. 4). Інокуляція насіння
алкалоїдної форми люпину білого штамами бульбочкових бактерій 367а, 2а,
3а, 4а, 5а індукувала збільшення вмісту флавоноїдів у листках від 5,3 до
57,9%, порівняно із контролем. Обробка насіння сорту Піщовий штамами
367а і 5а сприяла зростанню вмісту флавоноїдів у листках на 21,7 і
30,4%, а при обробці 1а, 2а і 4а – лише на 4,3%, тоді як інокуляція
штамом 3а не впливала на їх кількість. Прямолінійне зростання акумуляції
флавоноїдів у листках сорту Синій парус і Олежка відбувалося за умови
бактеризації насіння штамами 367а, 1а, 2а, 3а, 4а, 5а. Сумарний вміст
флавоноїдів у листках сортів люпину білого прямо пропорційно корелював з
іншими показниками, які визначають ефективність бобово-ризобіального
симбіозу.

На відміну від сортів люпину білого, сорти люпину жовтого контрольного
варіанта відрізнялися за вмістом флавоноїдів у листках. Так, найвищий
рівень акумуляції флавоноїдів зафіксовано у листках сорту Мотив-369
(0,35% сухої речовини в перерахунку на рутин), а найнижчий – у сорту
Борсельфа (0,18% ). У сортів Обрій і Промінь вміст флавоноїдів становив
0,26 і 0,23 % сухої речовини у перерахунку на рутин. Інокуляція насіння
сорту Борсельфа штамами 367а, 4а і 5а індукувала зростання рівня
флавоноїдів на 44,4, 11,1 та 16,7%, порівняно з контролем, тоді як
інокуляція штамом 1а супроводжувалася зниженням їх вмісту на 22,2%.
Отримані результати корелюють із азотфіксуючою активністю кореневих
бульбочок люпину жовтого сорту Борсельфа за інокуляції вказаними штамами
бульбочкових бактерій.

Рис. 4. Вміст флавоноїдів у листках сортів люпину білого залежно від
передпосівної інокуляції насіння штамами бульбочкових бактерій.

Для визначення ефективності бобово-ризобіального симбіозу використовують
показники кількості і маси бульбочок на коренях та величину
нітрогеназної активності (Коць і ін., 2001). Інтегральним критерієм
оцінки ефективності бобово-ризобіального симбіозу може слугувати також
сумарний вміст флавоноїдів у листках. Нами запропоновано коефіцієнт
ефективності бобово-ризобіального симбіозу F=A/B, де A – кількість
флавоноїдів у листках рослин, насіння яких піддавали передпосівній
інокуляції, B – кількість флавоноїдів у листках рослин, насіння яких не
піддавали інокуляції (табл. 4). Якщо величина F<1, то передпосівна інокуляція насіння сорту певним штамом бульбочкових бактерій неефективна, якщо F>1, то ефективна.

У листках люпину жовтого, крім описаного в літературі (Мироненко, 1965)
флавонового глікозиду рутину, нами ідентифіковано аглікон кверцетин
(сорт Промінь) і кверцетин-3-рутинозид (Обрій, Мотив-369). Листки
алкалоїдної форми люпину білого, крім кверцетин-3-рутинозиду, який
характерний для вищезгаданих сортів, містять кверцетин.

Інокуляція насіння на якісний склад флавоноїдів у листках люпину білого
сорту Синій парус не впливала. У них виявлено кверцетин-3-рутинозид.
Бактеризація насіння люпину жовтого сорту Борсельфа штамами 3а, 4а і 5а
сприяла накопиченню в листках, крім рутину, кверцетин-3-рутинозиду.

Післяжнивні рештки люпину та їх алелопатичні властивості. Алелопатична
активність водорозчинних ексудатів післяжнивних решток була нижчою,
порівняно з листками. Надземна частина решток люпину білого сорту
Піщовий також відзначалася вищою алелопатичною активністю, порівняно з
коренями. Вміст гальмувачів у водних витяжках з надземних частин
становив 38,2 (367а) – 60,8% (4а) за розведення 1:10, тоді як у
екстрактах із коренів відповідно – 25,9 (5а) – 54,2% (2а). У процесі
вегетації рослин найактивнішими у симбіозі з сортом Піщовий виявилися
бульбочкові бактерії штамів 1а та 5а, що помітно не вплинуло на
алелопатичну активність їх післяжнивних решток. Найнижчу активність
проявляли водні витяжки з решток рослин, інокульованих стандартним
штамом бульбочкових бактерій (367а) за розведення 1:10, а при зниженні
концентрації у 10 разів спостерігалась незначна стимуляція ростових
процесів корінців пшениці.

Таблиця 4

Величина коефіцієнта F для визначення ефективності бобово-ризобіального
симбіозу сортів люпину на фоні інокуляції штамами бульбочкових бактерій

Штами

Сорти Контроль 367а 1а 2а 3а 4а 5а

Люпин білий Алкалоїдна форма 1,00 1,05 0,94 1,26 1,57 1,16 1,21

Піщовий 1,00 1,21 1,04 1,04 1,00 1,04 1,30

Синій парус 1,00 1,21 1,05 1,10 1,57 1,26 1,31

Олежка 1,00 1,10 1,05 1,36 1,52 1,26 1,47

Люпин жовтий Борсельфа 1,00 1,44 0,77 1,00 0,94 1,11 1,16

Обрій 1,00 0,53 0,65 1,00 1,03 1,03 0,92

Промінь 1,00 1,08 1,43 0,95 0,91 1,30 1,30

Мотив–369 1,00 0,88 0,82 0,82 1,02 0,80 0,85

Динаміка алелопатичної активністі ґрунту при вирощуванні люпину.

Алелопатична активність водних екстрактів ризосферного ґрунту люпину
нижча, ніж активність самої рослини. Чутливішою до дії біологічно
активних речовин ґрунту виявилась гречка, менш чутливим – амарант. В
онтогенезі рослин алелопатична активність ґрунту знижувалася (біотест –
гречка). Після вирощування люпину в ґрунті накопичувалися речовини, що
стимулювали ріст корінців крес-салату на 11,7 – 28,6%. Вміст ФС у ґрунті
ділянки пару був вищим, ніж після вирощування люпину, крім сорту
Піщовий. Найменше ФС (на 44,2%, порівняно з паром) виявлено у ґрунті
після збирання врожаю сорту Синій парус.

У ґрунті під люпином (табл. 5) ідентифіковано ферулову (трас- форма),
ферулову (цис-форма), серінгову, ванілінову, п-оксибензойну,
пара-кумарову (транс- форма), п-кумарову (цис- форма), м-кумарову і
о-кумарову кислоти. У контрольному зразку не виявлено м-кумарової
кислоти.

Зафіксовані відмінності у кількісному складі зумовлені видовими
особливостями рослин та видовою різноманітністю мікроорганізмів, що
формуються у ризосфері.

На сумарну кількість і якісний склад амінокислот у ґрунті впливали
сортові та видові особливості люпину (табл. 6).

Таблиця 5

Вміст ФКК у ризосферному ґрунті після вирощування люпину, мг/кг ґрунту

Фенолкар-бонові кислоти Конт-роль (пар) Люпин білий* Люпин жовтий*
НІР0,05

1 2 3 4 5 6 7 8

Ферулова

(транс-) 7,10 54,46 42,20 35,39 25,87 35,39 46,29 54,46 47,63 1,71

Ферулова

(цис-) 3,40 2,45 3,27 3,27 2,18 2,72 2,04 2,31 2,45 0,18

п-кумарова (транс-) 12,20 5,97 3,95 3,84 6,4 9,38 6,40 5,65 5,22 0,28

п-кумарова

(цис-) 6,20 2,99 2,35 1,39 2,77 2,13 1,71 2,03 1,60 0,11

м-кумарова — 2,35 — 2,35 2,45 2,56 3,41 2,13 1,49 0,12

о-кумарова 4,75 2,77 3,20 2,99 3,20 2,99 2,77 3,09 2,13 0,17

Сирінгова 4,00 3,40 3,09 3,09 3,71 5,57 4,02 4,64 2,78 0,21

Ванілінова 4,80 3,93 3,57 3,22 3,22 5,36 4,11 5,18 3,04 0,18

п-оксибен-зойна 4,40 2,25 1,71 2,25 2,89 2,25 2,57 3,53 2,14 0,11

Примітка: *1 – Олежка; 2 – Синій парус; 3 – Піщовий; 4 – алкалоїдна
форма; 5- Промінь; 6 – Мотив 369; 7 – Борсельфа; 8 – Бурштин; – не
виявлено.

Таблиця 6

Вплив сортів люпину на вміст амінокислот у ґрунті після збирання врожаю

Амінокислота Контроль Люпин білий, мг/кг ґрунту Люпин жовтий, мг/кг
ґрунту НІР0,05

Олежка Синій парус Піщовий Алкалоїдна форма Промінь Мотив —

369 Борсельфа Бурштин

Лізин 0,93 сліди сліди сліди сліди сліди сліди сліди сліди –

Гістидин 5,20 3,72 3,72 4,37 1,51 5,03 5,23 3,86 5,37 0,13

Аспарагі-нова 8,43 2,76 4,82 7,18 9,45 9,69 8,53 7,08 7,23 0,21

Гліцин 3,88 3,76 3,18 3,76 4,96 6,10 4,43 4,39 4,92 0,28

Глутамі-нова 4,31 – – – – – – – – –

Валін 0,76 0,66 0,92 0,84 0,58 0,80 0,82 0,66 0,76 0,04

Триптофан 5,16 3,76 3,04 3,90 5,54 7,04 4,68 4,33 5,21 0,16

Ізолейцин 1,14 1,05 1,30 1,01 1,23 1,38 0,99 1,18 0,83 0,07

Лейцин 2,25 1,72 1,31 1,76 2,40 3,04 1,93 1,93 2,17 0,06

Сума аміно-кислот 32,06 17,13 18,28 22,82 23,51 33,06 26,61 23,53 26,48

Примітка: – не виявлено.

КОРЕНЕВІ ВИДІЛЕННЯ L. ALBUS І L. LUTEUS ЯК ЕКОЛОГІЧНИЙ ФАКТОР ФОРМУВАННЯ
БОБОВО-РИЗОБІАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

Видова і сортова специфічність видільної активності коренів люпину.

Проростки сортів люпину жовтого і люпину білого, вирощеного на фоні
спонтанної інокуляції, відзначалися різною видільною спроможністю.

Вплив інокуляції насіння бульбочковими бактеріями на інтенсивність
ексудації кореневих виділень люпину. Показано залежність між активністю
виділення екзометаболітів коренями проростків люпину білого та
активністю штамів Bradyrhizobium sp. (Lupinus). Порівняно з контролем,
під впливом інокуляції насіння бульбочковими бактеріями інтенсивність
ексудації речовин коренями змінювалася. Обробка насіння штамом 1а
збільшувала видільну активність коренів алкалоїдної форми до 4-ї доби і
протягом 4-6 діб істотно не змінювалася. Порівняно з контролем, величина
оптичної густини ексудатів була нижчою в 1,2 (1-ша доба) – 1,6 (3-тя
доба) рази (л=240 нм). Корені проростків, що виросли з насіння,
обробленого штамом 2а, виділяли однакову кількість речовин, тільки на
2-у і 6-ту добу зафіксовано незначне зменшення кількості виділень.
Оптична густина їх ексудатів з 2-гої по 6-ту добу була нижчою, порівняно
з контролем в 1,1 (2-га доба) – 1,8 (6-та доба) рази. Лише в першу добу
оптична густина виділень коренів проростків люпину даного варіанта була
на 0,038 одиниць більшою від контролю. Бульбочкові бактерії штаму 3а
збільшували ексудацію речовин коренями з віком, але на 5-ту добу
зафіксовано незначне її зменшення. Під впливом штаму 4а видільна
здатність коренів зменшувалася на 3-тю добу, а бактеризація насіння
штамом 367а підвищувала активність виділення коренями речовин до 3-ї
доби, на 4-ту зафіксовано незначне зниження і на 5-ту добу
спостерігалося її підвищення. Вплив штаму бульбочкових бактерій 5а можна
зобразити у вигляді кривої з 2-ма спадами на фоні загального зростання.
Отже, видільна активність коренів люпину є видо- і сортоспецифічною й
залежить від штамових особливостей бульбочкових бактерій, що
використовувалися для інокуляції насіння.

ue

l ¦ D

A

oiiiiiiiUIAeIIIIiI·«

ZD\F]oeoeoeoeoeoeoeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee 0

0

$

0

?

?

?

n

p

ae

o

Ykdc

?

????l?0

J

V

n

x

?

????l?E

ae

?

????l?

&

@

J

d

n

????l??

?

A

U

ae

th

?

$

$Ifa$

$

$

$

dh`„7a$ 0

$

0

$

$

$

0

E

?

?

$

`„7a$ 0

J

??Т?ати алкалоїдної форми і сорту Промінь (рис. 5). Вміст гальмувачів у
водних екстрактах становив 10-50%. Вони впливали на
формування бобово-ризобіального симбіозу і у фазі листкової розетки. У
вищезгаданих сортів зафіксована низька азотфіксуюча активність.

Кореневі виділення люпину жовтого сорту Мотив-369 (рис. 6), навпаки,
проявляли стимулюючий вплив на ріст корінців біотестів, що, відповідно,
позначилося на активності симбіотичних систем у фазі листкової розетки.

Для підтвердження попередніх висновків нами розраховано коефіцієнт
кореляції між показниками оптичної густини ексудатів і довжиною корінців
біотесту, що зростав на них (табл. 7). Виявлено обернену і пряму слабку,
середню та сильну кореляційні залежності. Таким чином, на величину
коефіцієнта кореляції впливають сортові особливості рослин та штамові
особливості бульбочкових бактерій, що використовували для інокуляції.

Рис. 5. Вміст гальмувачів у кореневих виділеннях люпину жовтого сорту
Промінь.

Рис.6 . Вміст гальмувачів у кореневих виділеннях люпину жовтого сорту
Мотив-369.

Таблиця 7

Коефіцієнт кореляції (r) між показниками оптичної густини (при л =240
нм) кореневих виділень люпину білого і довжиною корінців біотесту

ШтамиBrady-rhizobium sp.

(Lupinus) Синій парус Алкалоїдна форма

3 доба 5 доба 3 доба 5 доба

Контроль –0,175* –0,680ґ –0,280* –0,629ґ

376а –0,016* –0,034* –0,050* –0,031*

1а 0,150** –0,026* –0,070* 0,555ґґ

2а –0,108* –0,720є –0,029* –0,255*

3а –0,727є 0,254** 0,480ґґ –0,228*

4а –0,672ґ –0,057* –0,660ґ –0,643ґ

5а 0,801єє 0,714єє 0,166** 0,428ґґ

Примітка: * – обернена слабка кореляційна залежність; ** – пряма слабка;

ґ – обернена середня; ґґ – пряма середня; є – обернена сильна; єє –
пряма сильна.

Вплив кореневих виділень люпину на ризоценоз. Представником агрономічно
корисних мікроорганізмів є азотобактер. Ризосферний ґрунт сортів L.
albus у фазі цвітіння більше обростав азотобактером, ніж ґрунт сортів L.
luteus. Очевидно, видові особливості люпину, що характеризують
азотфіксуючу активність бобово-ризобіального симбіозу і видільну
активність коренів, впливали на розвиток популяції азотобактера.

На початку вересня 1999 р. у фазі достигання бобів спостерігалося
стовідсоткове обростання грудочок ризосферного ґрунту у сортів Піщовий,
Мотив-369, Промінь, Бурштин і алкалоїдної форми. Після збирання врожаю
люпину (жовтень) виявлено аналогічну закономірність, як і у фазі
цвітіння. При вирощуванні люпину на фоні інокуляції інтродукованими
штамами бульбочкових бактерій чисельність популяції азотобактера
залежала від штамових особливостей брадіризобій, видових та сортових
особливостей рослин.

Вивчення співвідношення основних груп мікроорганізмів (грибів,
стрептоміцет, споро- та неспороутворюючих бактерій) ризосфери сортів
люпину білого і люпину жовтого на фоні спонтанної й штучної інокуляції
та в ґрунті парової ділянки, яка не зазнавала алелопатичного впливу
рослин (контроль), показало, що у фазі цвітіння чисельність неспорових
бактерій більша в 1,7 (Мотив-369) – 3,5 (Бурштин) раза, ніж у ґрунті
контролю. Протягом вегетації люпину кількість неспорових бактерій
зменшувалася, що пов’язано із зниженням вмісту органічних речовин, які
потрапляють до ґрунту у складі екзометаболітів рослин. Після збирання
врожаю в умовах лізису бульбочок кількість речовин у ґрунті зростала, що
сприяло зростанню чисельності неспорових бактерій.

Чисельність бацил залежала від виду, сорту, фази розвитку рослин та
сезонних умов. Відмічено високий їх рівень у ґрунті дослідних варіантів
і контролі. Найбільша кількість бацил у фазі цвітіння виявлена у
ризосфері сорту Олежка – 95,1 тис/г сухого ґрунту. Серед сортів люпину
жовтого за цим показником відрізнялись Промінь і Бурштин. У прикореневій
зоні алкалоїдної форми люпину білого визначено найменше бацил. Можливо,
у складі її екзометаболітів наявні речовини, що виступали антагоністами
спороутворюючих бактерій. У фазі зеленого бобу чисельність бацил у
ризосфері ґрунту дослідних варіантів, порівняно з фазою цвітіння, була
нижчою, крім сорту Мотив-369. Це зумовлено якісним і кількісним складом
екзометаболітів та вмістом вологи у ґрунті.

Встановлено, що у фазі цвітіння найбільшу кількість стрептоміцет
виявлено у ділянці пару, що в 1,5 (Мотив-369 і Бурштин) – 6,7
(алкалоїдна форма) раза вище, порівняно з варіантами досліду. Сорти
люпину білого містили у ризосфері однакову кількість стрептоміцет, а у
ризосфері люпину жовтого – найменше у сорту Борсельфа, у 2,4 рази вище,
порівняно з Борсельфою, у сорту Промінь та у 4,4 раза вище у сортів
Мотив-369 і Бурштин. Це свідчить про незначну участь мікроорганізмів з
широким спектром гідролітичних ферментів у деструкції алелопатичних
речовин, які виділяються сортами L. albus і L. luteus. Практично не
виявлено стрептоміцет у ризосфері сортів Борсельфа, Промінь та Олежка у
фазі зеленого бобу. На 152,7 тис/г сухого ґрунту їх менше знаходилося у
ризосфері сорту Мотив-369. Однак у ризосфері Синього парусу і Піщового
(сорти люпину білого) кількість стрептоміцет, порівняно з попередньою
фазою, зростала у 2,1 раза. У фазі цвітіння у ризосфері сорту Бурштин
люпину жовтого і алкалоїдної форми люпину білого виявлено у 2 рази
більшу кількість мікроміцет, порівняно з ділянкою пару. Всі інші
досліджувані сорти люпину білого за цим показником відрізнялися від
контролю на 2,5-3,2 тис/г сухого ґрунту. У ризосфері сортів Борсельфа і
Мотив-369 кількість мікроскопічних грибів була на 3,7-10,0 тис/г сухого
ґрунту меншою порівняно з паром. У фазі зеленого бобу кількість грибів у
ризосфері вищезгаданих сортів зростала, порівняно з фазою цвітіння.

Найбільшу кількість грибів у перерахунку на 1 г абсолютно сухого ґрунту
виявлено в ризосфері люпину жовтого сортів Обрій, Промінь, Мотив-369 (на
середовищі Чапека) і Борсельфа (на середовищі СА). Дещо менше їх
зосереджено в ризосфері люпину білого. Це пов’язано з кількісним і
якісним складом кореневих виділень генетично різних сортів люпину,
оскільки агротехніка їх вирощування у всіх варіантах досліду була
однаковою.

АЛЕЛОПАТИЧНА ВЗАЄМОДІЯ ЛЮПИНУ ТА ПРЕДСТАВНИКІВ РОДИН БОБОВІ (FABACEAE),
ЗЛАКОВІ (POACEAE) І АЙСТРОВІ (ASTERACEAE)

Ріст та накопичення пігментів у листках акцепторних рослин. Кореневі
виділення люпину жовтого сорту Борсельфа по-різному впливали на ростові
процеси акцепторних рослин і на алелопатичну активність кореневих
ексудатів. Проростки люпину, які слугували донором колінів, вирощували
на перліті протягом 14 діб. Лабораторні експерименти проводили восени і
навесні. Засвідчено, що весною ростові процеси як у рослин-донорів, так
і в рослин-акцепторів проходили інтенсивніше, але кореневі виділення
люпину проявляли практично однакову дію. Водночас ексудати люпину
підсилювали ростові процеси у жита посівного. Висота рослин у дослідному
варіанті в 1,3 (весна) – 1,6 (осінь) рази, сира маса пагонів в 1,3
(весна) – 2,2 (осінь) рази були вищі, ніж у контрольному. За довжиною
кореневої системи проростки жита, що росли під впливом виділень люпину,
істотно не відрізнялися від особин контрольного варіанта, однак їх сира
маса була вищою на 18,0 (осінь) – 27,0 мг (весна). На висоту пагона і
довжину кореневої системи ячменю дворядного кореневі виділення люпину
істотно не впливали.

Дослідження впливу кореневих ексудатів проростків люпину на бобові
рослини показало істотну гальмівну дію виділень люпину на ріст і
розвиток сої культурної. Зокрема, помітніші відмінності у біометричних
показниках контрольних варіантів зафіксовано восени, ніж навесні. Так,
висота контрольних рослин в 3,2 (осінь) – 1,2 (весна) раза; довжина
кореневої системи відповідно в 1,3 (осінь) і 1,1 (весна); сира маса
надземної частини – в 1,6 й 1,1, підземної – в 1,4 та 1,1 раза були
вищими, порівняно з дослідними.

Кореневі виділення люпину жовтого сорту Борсельфа індиферентно впливали
на ріст люпину жовтого сорту Промінь і люпину білого сортів Піщовий та
Олежка. Стає очевидним, що після люпину жовтого сорту Борсельфа у
сівозміну недоцільно вводити сою культурну, люпин жовтий і люпин білий.

Результати досліджень показали істотні відмінності у вмісті зелених та
жовтих пігментів у листках рослин-акцепторів. Кількість хлорофілів а, b
та каротиноїдів була у контрольних варіантах вищою у 1,4 рази, ніж у
дослідних. Лише у люпину жовтого сорту Промінь і сої культурної вміст
хлорофілів а й b був нижчий у контрольному варіанті відповідно на 33,0
та 34,3.6; 18,91 та 17,75 мг/100 г сирої маси. Біометричні показники
проростків жита посівного, пшениці м’якої, вівса посівного, кукурудзи
звичайної, які перебували під дією проростків люпину, були вищі, ніж у
контролі. Таким чином, люпин стимулює ріст і розвиток злакових культур і
може ефективно використовуватися як попередник у сівозміні.

Алелопатична активність кореневих виділень рослин-донорів та
рослин-акцепторів. Вивчення взаємодії рослин у сумісних посівах сприяє
розкриттю закономірностей формування фітоценозів, створенню
високопродуктивних посівів сільськогосподарських культур (Бабич, 1971).
Книга (1971) рекомендує так підбирати пари, щоб максимум виділення
поживних речовин однією культурою відповідав максимуму поглинання іншою.

Кореневі екзометаболіти люпину підвищували алелопатичну активність
виділень рослин-акцепторів у загальному на 3-тю і 5-ту добу. Проте,
виділення проростків жита посівного та сої культурної виявилися
алелопатично активними ще й на 14-у добу. Таким чином, можна
стверджувати, що в даному випадку спостерігалося підвищення
алелопатичної активності, яке виникає при взаємодії рослин-донорів і
рослин-акцепторів. На 7-му та 9-ту добу алелопатична активність виділень
акцепторних рослин під впливом ексудатів люпину жовтого сорту Борсельфа
знижувалася (антагонізм).

Найбільш алелопатично активними були суміші ексудатів люпину і жита
посівного, люпину й сої культурної, люпину жовтого сорту Борсельфа та
люпину білого сорту Піщовий. Вони посилювали інгібування корінців
пшениці м’якої відповідно на 18,8-20,5, 20,5-38,3 і 14,6-24,9%. Суміші
виділень люпину жовтого сортів Борсельфа та Промінь, люпину і кукурудзи
звичайної стимулювали ріст корінців тест-об’єкта відповідно на 9, 1-
17,4%.

Корені та колеоптилі біотесту порівняно однаково реагували на
фізіологічну взаємодію кореневих виділень рослин-донорів та
рослин-акцепторів. Як правило, стимуляція чи інгібування росту корінців
супроводжувалися адекватними процесами для колеоптилів. Помітна різниця
спостерігалася лише у дії колінів ячменю дворядного та кукурудзи
звичайної на ріст корінців і колеоптилів пшениці.

Таким чином, фізіологічна взаємодія кореневих виділень проростків люпину
жовтого сорту Борсельфа, гречки їстівної, кукурудзи звичайної, ячменю
дворядного, жита посівного, сої культурної, люпину жовтого сорту
Промінь, люпину білого сортів Піщовий і Олежка супроводжувалася
посиленням алелопатичної активності й антагонізмом, причому залежала від
видових особливостей рослин-донорів, рослин-акцепторів та їх віку.

Результати дослідження алелопатичної взаємодії між кореневими ексудатами
проростків люпину жовтого сортів Мотив-369, Промінь, Обрій, Борсельфа,
Бурштин і пшениці м’якої показали, що вона супроводжувалася явищами
антагонізму. Загалом, виділення вищевказаних сортів люпину знижували
алелопатичну активність суміші екзометаболітів. Отже, кореневі
екзометаболіти проростків люпину жовтого сортів Мотив-369, Промінь,
Обрій, Борсельфа й Бурштин не впливали на ростові процеси пшениці м’якої
як біотесту.

Алелопатична взаємодія видів роду Tagetes L. і Lupinus L. Фізіологічна
взаємодія кореневих виділень проростків Tagetes erecta, T. patula, T.
signata та Lupinus albus L., L. luteus L. супроводжувалася явищами
посилення дії та антагонізму й залежала від видових осбливостей
рослин-донорів і рослин-акцепторів, а також від їх віку. Так, під дією
кореневих екзометаболітів проростків усіх трьох видів Tagetes
спостерігалося підвищення алелопатичної активності кореневих виділень
проростків люпину білого, порівняно з приростом корінців біотесту,
вирощеного на дистильованій воді .

Кореневі ексудати Т. erecta стимулювали ріст люпину жовтого, а Т. patula
негативно впливали на ростові процеси люпину білого.

РОЛЬ БІОЛОГІЧНОГО АЗОТУ В ПІДВИЩЕННІ ЗЕРНОВОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ЛЮПИНУ

Вплив інокуляції насіння різними за активністю штамами Bradyrhizobium
sp. (Lupinus) на продуктивність люпину. Інтродуковані штами бульбочкових
бактерій утворили з люпином білим сорту Олежка бобово-ризобіальні
комплекси, які протягом вегетації відзначалися різною активністю.
Активна фіксація молекулярного азоту бульбочками поліпшувала азотне
живлення рослин, впливала на ріст стебла і листків, накопичення
пігментів та врожайність люпину (табл. 8).

Найбільше бобів зафіксовано нами на рослинах, інокульованих штамами 1а і
4а, дещо менше – у варіантах 3а та 5а. За кількістю насінин у бобі
домінували особини варіантів 1а та 5а. Достовірний приріст врожаю
отримано з люпину, інокульованого Bradyrhizobium sp. (Lupinus) штамами
1а та 5а.

Люпин білий сорту Синій парус у ґрунтово-кліматичних умовах Західного
Лісостепу України протягом вегетації утворював найактивніший
симбіотичний апарат з бульбочковим бактеріями стандартного штаму 367а,
що, відповідно, і позначилося на насіннєвій продуктивності. Порівняно із
сортом Олежка, у рослин Синього парусу кількість бобів на рослині була
на 3-4 більшою (в середньому 10-14). Боби були менш озернені, але
насіння крупніше, що, очевидно, впливало на масу 1000 насінин і
врожайність, яка на 2,2 ц/га була вищою, порівняно з сортом Олежка.
Достовірний приріст врожаю насіння отримано із рослин, що виросли на
фоні інокуляції стандартним штамом Bradyrhizobium sp. (Lupinus).

Передпосівна інокуляція сорту Піщовий позитивно впливала на показник
маси насіння з однієї рослини. Інтродуковані штами Bradyrhizobium sp.
(Lupinus) сприяли зростанню маси 1000 насінин, а бульбочкові бактерії
штаму 3а –озерненню бобів. Поліпшені умови азотного живлення
інокульованих рослин внаслідок активного функціонування
люпино-ризобієвих комплексів протягом вегетації сприяли зростанню
зернової продуктивності. Достовірний приріст врожаю отримано у варіантах
1а, 3а, 4а та 5а.

На стеблі алкалоїдної форми рослин, інокульованих штамами 1а, 2а та 4а,
утворювалося 8-9 бобів. Найозерненішими були боби рослин варіанта 5а, а
достовірний приріст кількості насіння отримано з рослин, інокульованих
штамами 367а, 1а, 4а та 5а, що на 15,31-41,77% більше, порівняно з
контролем.

Серед сортів люпину жовтого сорти Обрій і Бурштин відзначалися вищою
насіннєвою продуктивністю, порівняно з сортами Мотив-369 та Борсельфа
(табл. 9).

Таблиця 8

Зернова продуктивність люпину білого при інокуляції насіння штамами
бульбочкових бактерій (1998-2000 рр.)

Штами Brady-rhizobium sp.

(Lupinus) Кількість бобів на рослині, шт. Маса зерна

з однієї

рослини, г Кількість насінин

у бобі, шт. Маса 1000

насінин, г Врожайність

зерна, ц/га Приріст

врожай-

ності зер-

на, %

Сорт Олежка

Контроль 8,5 7,75 3,80(0,25 407,15 26,35 –

367а 8,7 8,22 4,10(0,06 423,5* 27,95 6,1

1а 9,7* 9,28* 4,40(0,09 418,18* 32,61* 23,8

2а 8,9 8,01 3,80(0,38 409,75 29,73 12,8

За 9,3* 8,96 4,10(0,08 418,93* 28,84 9,4

4а 9,5* 9,03 4,00(0,10 428,64* 30,07 14,1

5а 9,1* 8,87 4,30(0,25 401,37 31,18* 18,3

НІР0,05 0,6 1,34

11,01 3,74

Сорт Синій парус

Контроль 10,1 8,41 3,30(0,34 411,54 28,56 –

367а 13,7* 10,01* 3,90(0,12 432,68* 34,81* 21,9

1а 11,3 8,94 3,75(0,32 428,61* 29,74 4,1

2а 11,8* 9,01 3,60(0,14 452,17* 30,12 5,5

За 10,9 9,31 3,50(0,38 447,3* 30,56 7,0

4а 12,3* 9,56 3,90(0,05 434,88* 31,84 11,5

5а 13,1* 9,84* 3,90(0,28 397,61 32,21 12,8

НІР0,05 1,3 1,23

14,31 3,71

Сорт Піщовий

Контроль 7,9 7,13 3,17(0,25 238,75 21,37 –

367а 7,1 8,56* 3,20(0,21 236,33 23,23 8,7

1а 8,5 7,96 3,60(0,11 264,18* 24,58* 15,0

2а 8,5 8,64* 3,37(0,33 263,13* 24,72 10,9

За 8,7* 8,13 4,35*(0,26 287,75* 26,08* 22,0

4а 8,5 8,43 3,17(0,27 264,93* 25,74* 20,4

5а 6,2* 8,83* 3,33(0,39 263,85* 29,59* 38,5

НІР0,05 0,7 1,38

12,81 3,01

Примітка:* – відмінність, порівняно з контролем, вірогідна, p<0,05 Очевидно, це пов’язано з величиною як загальної, так і питомої АФА. У процесі вегетації АФА у деяких варіантах сортів Обрій і Бурштин була вищою в 10-20 разів, порівняно з сортами Мотив-369 та Борсельфа. Всі інтродуковані штами бульбочкових бактерій сприяли зростанню насіннєвої продуктивності сорту Мотив-369, але достовірний приріст врожаю отримано у варіантах 367а, 3а та 4а, що на 23,09-34,95% більше, порівняно з контролем. Істотні відмінності у прирості врожаю зерна люпину жовтого сорту Борсельфа виявлено в рослин варіантів 1а, 4а і 5а, для сорту Обрій – 1а, 2а та 5а, що на 27,9-34,9% більше, порівняно з контролем. Отже, на насіннєву продуктивність люпину впливають сортові особливості та алелопатичні властивості рослин, накопичення хлорофілів й каротиноїдів у листках і активність бобово-ризобіального комплексу в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах. Таблиця 9 Вплив бульбочкових бактерій на зернову продуктивність люпину жовтого при інокуляції насіння різними штамами бульбочкових бактерій (1998-2000 рр.) Штами Bradyrhi-zobium sp. (Lupinus) Сорт МотивЇ369 Обрій Бурштин Борсельфа ц/га % ц/га % ц/га % ц/га % Контроль 10,1 100,0 12,4 100,0 13,1 100,0 8,7 100,0 367а 12,5* 123,5 14,9 119,7 14,9 113,4 9,8 112,9 1а 11,8 116,3 16,3* 131,7 16,9* 128,8 11,7* 134,6 2а 11,8 116,9 15,9* 127,9 15,5 117,9 9,5 109,1 3а 12,5* 123,1 13,1 105,7 16,0* 121,7 10,7 123,0 4а 13,7* 135,0 13,0 104,4 14,5 110,2 11,9* 137,2 5а 12,0 118,3 16,7* 134,9 15,1 114,9 12,0* 138,7 HIP0,05 2,1 2,6 2,6 2,3 Примітка: * – вірогідна різниця з контролем. Хімічний склад зерна сортів люпину за інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus). Інокуляція насіння сортів люпину білого інтродукованими штамами бульбочкових бактерій не завжди збільшувала вміст сирого протеїну. Протягом періоду дослідження відсоток сирого протеїну в зерні сорту Олежка у межах варіанта коливався від 1,6% (К) до 3,5 (3а). Аналогічна закономірність спостерігалася для сорту Синій парус. В окремі роки (1998 – 1а, 3а, 5а; 1999 – 1а, 2а, 3а, 4а, 5а) бактеризація насіння штамами бульбочкових бактерій підвищувала вміст сирого протеїну в зерні на 0,7-1,8%. Але в середньому його приріст був у межах похибки. Вміст сирого протеїну в зерні люпину білого сорту Піщовий був нижчим, порівняно з сортами Олежка і Синій парус на 2,3-4,0%. Але, на відміну від попередніх, в середньому зафіксовано достовірний приріст у варіантах 2а та 5а. Показано стимулюючий вплив інокуляції на накопичення сирого протеїну в зерні алкалоїдної форми. Всі штами бульбочкових бактерій сприяли зростанню його вмісту на 0,8% (367а) – 2,1 (2а) Бактеризація насіння люпину жовтого культурами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) істотніше впливала на накопичення сирого протеїну у зерні, порівняно з люпином білим. Достовірний приріст за цим показником виявлено в сортів Мотив-369 за інокуляції бактеріями штамів 367а, 4а та 5а, Борсельфа – 5а. Дослідженнями (темно-сірий опідзолений ґрунт, 1995-2000 рр.) підтверджено, що в зерні люпину сортів Олежка і Мотив-369, які вирощувалися на фоні спонтанної інокуляції, вміст сирого протеїну був нижчим на 5,5 та 6,8%, порівняно з аналогічними рослинами (чорнозем опідзолений). Стандартний штам бульбочкових бактерій 1610 сприяв зростанню вмісту протеїну на 1,1 (Мотив-369) – 1,6% (Олежка). Бульбочкові бактерії Саф. 1, Саф. 2 і Саф. 3, порівняно із стандартним штамом, виявилися ефективнішими. Так, Саф. 2 забезпечив приріст сирого протеїну у зерні сорту Олежка на 3,5% більше від контролю і на 1,9% більше від стандартного штаму 1610. Передпосівна інокуляція люпину жовтого сорту Мотив-369 бульбочковими бактеріями штаму Саф. 1 інтенсифікувала накопичення протеїну, причому його вміст у зерні зріс на 4,3 і 3,1%, порівняно з контролем та штамом 1610. Сорти люпину білого накопичували олії в зерні в середньому від 10,03 до 14,71% на абсолютно суху речовину, а люпину жовтого – 7,79-11,38%. Достовірного впливу інокуляції на вміст олії у зерні не встановлено. Бактеризація насіння люпину білого сприяла зростанню клітковини в межах похибки (крім варіантів 1а і 5а сорту Піщовий). Її вміст складав 11,29-17,68% на абсолютно суху речовину. Слід відмітити зростання вмісту клітковини в насінні сорту Борсельфа на фоні інокуляції штамами 367а та 2а. На накопичення зольних елементів у зерні люпину впливали видові особливості рослин та ґрунтово-кліматичні умови вирощування. Сорти люпину жовтого відзначалися вищим вмістом золи, сполук фосфору і калію, порівняно з сортами люпину білого. Передпосівна інокуляція насіння культурами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) на дані показники істотно не впливала. Бактерії штаму Саф. 3 вірогідно підвищували вміст фосфору у зерні інокульованого люпину білого сорту Олежка, а штами 1610, Саф. 1 та Саф. 3 – люпину жовтого сорту Мотив-369 . На вміст кальцію і магнію у зерні люпину білого й жовтого передпосівна інокуляція насіння не впливала. Можливо, рівень вмісту макроелементів у зерні закладений генетично і дані показники є консервативними за умов експерименту. Економічна і енергетична ефективність використання Bradyrhizobium sp. (Lupinus) для інокуляції люпину. Аналіз економічної ефективності використання передпосівної інокуляції насіння сортів люпину білого і жовтого активними штамами Bradyrhizobium sp. (Lupinus), у порівнянні з контрольним варіантом (без інокуляції), показав, що собівартість виробництва продукції знижується на 3,87-9,93 й 8,08-20,1 грн./ц, зростає прибуток від реалізації зерна на 452-829 та 260-404 грн./га. При цьому підвищується рентабельність виробництва на 48-94 і 29-53%, а коефіцієнт енергетичної ефективності перевищує варіант без інокуляції на 7,2-17,2 та 11,8-23,3%. УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ У результаті проведених досліджень зроблено відповідні підсумки. На основі опрацьованої наукової літератури і власних експериментальних даних нами запропоновано узагальнюючу схему, на якій визначено і експериментально обґрунтовано показники, що характеризують симбіотичну та алелопатичну активність системи Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L. (рис. 7). Виділено абіотичні та біотичні фактори, що впливають на її формування і функціонування. Рис. 7. Фактори, що впливають на формування і функціонування симбіотичної системи: бульбочкові бактерії люпину – люпин. ВИСНОВКИ Комплексні дослідження фізіологічних і алелопатичних властивостей макропартнерів дозволили теоретично узагальнити й по-новому вирішити наукову проблему, що виявляється в посиленні активності процесу симбіотичної фіксації атмосферного азоту за рахунок селекціонованих штамів бульбочкових бактерій та їх природних рас у зернобобових культур люпину білого і жовтого. Формування і функціонування симбіотичних систем Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L. залежить від комплексу біотичних, абіотичних та алелопатичних чинників. 1. Накопиченню пігментів у листках, підвищенню азотфіксуючого потенціалу і продуктивності рослин люпину білого на 4,1-38,5%, жовтого – на 4,4-38,7% та покращенню якості їх врожаю сприяють нові високоефективні штами Bradyrhizobium sp. (Lupinus), отримані методом аналітичної селекції. 2. Встановлено сортову специфічність люпину білого і люпину жовтого до штамів Bradyrhizobium sp. (Lupinus). Для ґрунтово-кліматичних умов Західного Лісостепу України підібрано комплементарні пари макро- і мікросимбіонтів: люпин білий сортів Олежка – штами 1а, 5а; Синій парус – 367а; Піщовий – 3а, 5а; алкалоїдна форма – 5а; люпин жовтий сортів Мотив-369 – штам 4а; Промінь – 2а, 1а; Обрій – 1а; Борсельфа – 4а; Бурштин – 1а, 3а. 3. Виявлено закономірності накопичення хлорофілів і каротиноїдів у листках, їх залежність від фази росту й розвитку, видових та сортових особливостей рослин та активності симбіотичного апарату люпину. Між накопиченням пігментів у листках і нітрогеназною активністю Bradyrhizobium sp. (Lupinus) встановлено пряму залежність. В онтогенезі люпину білого і жовтого показники співвідношення хлорофіли:каротиноїди зростають від фази листкової розетки до фази сизого бобу, а хлорофіл а:хлорофіл b – до фази цвітіння. 4. Встановлено, що Colletotrichum gloeosporioides гальмує ріст облистненого пагона в інокульованого люпину жовтого сортів Обрій та Бурштин на 22-39%, наростання кореневих бульбочок на 10-66%, знижує їх азотфіксуючу активність на 37-92%. Стандартний штам Bradyrhizobium sp. (Lupinus) 367а відзначається високою адаптацією до збудника антракнозу. 5. Сорти люпину білого і люпину жовтого є алелопатично активними. Передпосівна інокуляція штамами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) індукує підвищення алелопатичної активності водних екстрактів з насіння люпину на 10-15% за розведення 1:10. Дводольні тест-об’єкти (амарант хвостатий, гречка їстівна, крес-салат), порівняно з однодольними (озима пшениця, ячмінь звичайний), є на порядок чутливішими до дії колінів L. albus і L. luteus. 6. У складі екзометаболітів листків люпину білого сортів Олежка, Синій парус, Піщовий, алкалоїдної форми виявлено комплекс речовин фенольної природи: гентизинову, ванілінову, п-оксибензойну фенолкарбонові кислоти. Специфічними для сортів Олежка є протокатехова, Синій парус – ферулова (транс-) і м-кумарова (цис-) кислоти. У листках люпину жовтого сортів Мотив-369, Промінь, Обрій, Борсельфа і Бурштин ідентифіковано п-оксибензойну кислоту, спільними для сортів Мотив-396, Обрій і Бурштин є ванілінова та гентезинова кислоти, а специфічною для Обрію- кофейна. Наявність такого комплексу сполук зумовлює алелопатичну активність листків. 7. Бактеризація насіння впливає на якісний і кількісний вміст вільних ФКК у листках люпину білого сорту Олежка. Гентизинову, ферулову (транс-), ванілінову, п-оксибензойну кислоти ідентифіковано в рослин, інокульованих Bradyrhizobium sp. (Lupinus) штамами 367а, 1а, 2а, 3а, 4а і 5а. Штами 2а, 3а 4а й 5а сприяють накопиченню в листках м-кумарової (цис-), 1а та 2а – кофейної і протокатехової, 5а – сирінгової кислот. 8. Вперше встановлено, що передпосівна інокуляція насіння бульбочковими бактеріями сприяє зростанню вмісту флавоноїдів у листках люпину на 5,3-57,9%. Найбільшу кількість флавоноїдів визначено в сортів Мотив-369 (Lupinus luteus), Синій парус і алкалоїдної форми (Lupinus albus), інокульованих штамом 3а, Піщовий – 5а. У люпину, спонтанно інокульованого місцевими расами бульбочкових бактерій, ідентифіковано в листках флавоноїди: кверцетин -3-рутинозид (сорти Олежка, Синій парус, Піщовий, Мотив-369, Обрій і алкалоїдна форма), рутин (Мотив-369, Промінь, Обрій, Борсельфа) та кверцетин (Промінь і алкалоїдна форма). 9. Алелопатична активність післяжнивних решток люпину залежить від сортових особливостей рослин, штамів бульбочкових бактерій, що використовували для інокуляції, концентрації водних витяжок і тривалості їх впливу на біотести. Корені люпину відзначаються нижчою (на 5,5-14,8 %) активністю, ніж надземні органи. Найвищу алелопатичну активність виявляють продукти деструкції решток алкалоїдної форми люпину білого і сортів Обрій та Борсельфа люпину жовтого. 10. У ґрунті після вирощування люпину білого сортів Олежка, Синій парус, Піщовий і алкалоїдної форми й люпину жовтого сортів Мотив-369, Промінь, Борсельфа, Бурштин встановлено наявність амінокислот (гістидину, гліцину, валіну, триптофану, ізолейцину, лейцину, аспаргінової кислоти й слідів лізину) і ФКК (ферулової (транс- і цис-), сирінгової, ванілінової, п-оксибензойної, п-кумарової (транс- і цис-), о-кумарової, м-кумарової), що підтверджує положення про те, що кількісний й якісний склад біологічно активних сполук, які накопичуються у ґрунті при вирощуванні люпину, не спричиняють фітотоксичного ефекту та стимулюють розвиток агрономічно корисної мікрофлори. 11. Найвища алелопатична активність кореневих виділень зафіксована в алкалоїдної форми люпину білого (вміст гальмувачів від 9 до 44 %) і сорту Промінь люпину жовтого (вміст гальмувачів від 6 до 50 %), що гальмує функціонування симбіотичних систем на початку вегетації рослин. Кореневі ексудати інокульованого люпину жовтого сорту Мотив-369 стимулюють ріст корінців біотесту (від 3 до 51 %) і активність симбіотичних систем. 12. Коефіцієнти кореляції між показниками оптичної густини кореневих виділень проростків інокульованого люпину білого і довжиною корінців біотестів, що росли на цих виділеннях, мають пряме й обернене значення (від –0,016 до 0,801). 13. Встановлено видо- і сортоспецифічні особливості у формуванні ризоценозу. Доведено, що склад мікрофлори грунту (спорові і неспорі бактерії, стрептоміцети й мікроміцети) змінюється в онтогенезі люпину. 14. Кореневі виділення люпину жовтого сорту Борсельфа гальмують ростові процеси у бобових рослин, але стимулюють ріст та розвиток злакових культур. Фізіологічна взаємодія кореневих виділень проростків люпину жовтого сорту Борсельфа (донора) з проростками гречки, кукурудзи, ячменю, жита, сої, люпину жовтого сорту Промінь, люпину білого сортів Піщовий і Олежка (акцептори) супроводжується явищами посилення алелопатичної дії й антагонізму, залежить від видових особливостей рослин та їх віку. 15. Достовірний, порівняно з контрольним варіантом, приріст врожаю зерна отримано у люпину білого сортів Олежка при інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus) штамами 1а і 5а (6,26 і 4,83 ц/га), Синій парус – 367а (6,25 ц/га), Піщовий – 1а, 3а, 4а і 5а (від 3,21 до 8,22 ц/га) і алкалоїдної форми – 367а, 1а, 4а, 5а (від 4,10 до 9,63 ц/га), люпину жовтого сортів Мотив-369 – 367а, 3а, 4а (від 2,38 до 3,54 ц/га), Обрій – 1а, 2а і 5а (від 3,46 до 4,33 ц/га), Борсельфа – 1а, 4а і 5а (від3,1 до 3,35 ц/га), Бурштин – 1а і 3а (3,77 і 2,85 ц/га). 16. Істотний приріст сирого протеїну виявлено у зерні люпину білого сорту Піщовий на фоні інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus) штамами 2а і 5а(на 1,09 і 1,54%), Олежка – Саф.2 і Саф.3 (3,48 і 3,14%) та алкалоїдної форми – 367а, 1а, 2а, 3а, 4а, 5а (0,76-2,06%), люпину жовтого сортів Мотив-369 – 4а, 5а, Саф.1, Саф.3 (1,55-4,27%) , Борсельфа – 5а (1,1). На вміст олії, фосфору і калію у насінні люпину передпосівна інокуляція культурами бульбочкових бактерій не впливає. 17. Результати, отримані при виконанні дослідження, використано для удосконалення елементів технології вирощування люпину на зерно в господарствах Західного Лісостепу України. Застосування передпосівної інокуляції насіння сортів люпину білого і жовтого активними штамами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) знижує собівартість виробництва продукції, відповідно, на 3,87-9,93 й 8,08-20,1 грн./ц, збільшує прибуток від реалізації зерна на 452-829 і 260-404 грн./га та підвищує рентабельність виробництва на 48-94 і 29-53%. Коефіцієнт енергетичної ефективності перевищує варіант без інокуляції на 7,2-17,2 і 11,8-23,3%. ПРОПОЗИЦІЇ ДЛЯ МІКРОБІОЛОГІЧНОЇ ПРАКТИКИ І СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА 1. Для мікробіологічної практики запропоновано “Спосіб оцінки ефективності бобово-ризобіального симбіозу люпину білого з бульбочковими бактеріями” (деклараційний патент на корисну модель №9525, 17.10.2005. Бюл. №10), який визначає співвідношення сумарного вмісту флавоноїдів у листках інокульованих і неінокульованих рослин. При коефіцієнті ефективності F більшому за одиницю симбіоз рекомендовано вважати ефективним, а при значенні F меншому за одиницю – неефективним. 2. Високоефективні штами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) 1а та 5а, які дають приріст врожайності насіння для більшості існуючих сортів люпину, занесених до Реєстру сортів рослин України, рекомендовано для виготовлення бактеріальних добрив під люпин. 3. Для встановлення рівня алелопатичної активності водних екстрактів з насіння і органів люпину доцільно використовувати проростки амаранту хвостатого як чутливу до колінів тест-культуру. 4. Інокуляція активними штамами бульбочкових бактерій насіння люпину білого і жовтого підвищує врожайність зерна відповідно на 21,9-38,5 й 21,7-38,7%, однак це залежить від генотипів сорту і штаму Bradyrhizobium sp. (Lupinus) та їх сумісності. У ґрунтово-кліматичних умовах Західного Лісостепу України сільськогосподарському виробництву рекомендовано використовувати комплементарні пари симбіонтів “сорт люпину – штам Bradyrhizobium sp. (Lupinus)”: Олежка – la, 5а, Синій парус – 367а, Піщовий – За, 5а, алкалоїдна форма – 5а (білий), Мотив-369 – 4а, Промінь – 2а, 1а, Обрій – 1а, Борсельфа – 4а, Бурштин – 1а, За (жовтий). СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ 1. Пида С.В., Машковська С.П., Григорюк І.П., Якубенко Б.Е. Люпин (Lupinus L.). – К.: Логос, 2004. – 42 с. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу брошури, її написання). 2. Пида С.В., Бутницький І.М. Вплив нових штамів Bradyrhizobium lupini на симбіотичну азотфіксацію люпину // Збірник наук. праць. Інст. землеробства УААН (випуск 2). – К.: Нора-прінт, 1998. – С. 118-122. (Дисертантом заплановано та поставлено експеримент, написання статті). 3. Пида С.В. Вплив різних штамів Bradyrhizobium lupini на алелопатичні і симбіотичні властивості люпину білого // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. – Чернігів, 1998. – №3. – С. 32-34. 4. Пида С.В. Формування симбіотичного апарату та азотфіксувальна активність в люпину білого, інокульованого Bradyrhizobium lupini // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Біологія. – 1999. – №1 (4). – С. 67-71. 5. Пида С.В., Михалків Л.М. Дослідження впливу нових штамів бульбочкових бактерій на динаміку функціонування бобово-ризобіального комплексу люпину // Сучасна екологія і проблеми сталого розвитку суспільства: Збірник наук.-техн. праць. – Львів: укр. ДЛТУ. – 1999. – Вип. 9.7. – С. 140-145. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, планування та постановка експерименту, йому належить ідея написання статті). 6. Пида С.В., Солодюк Н.В. Вплив збудника антракнозу на ростові процеси та активність азотфіксуючого апарату в люпину // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Біологія. – 1999. – №2 (5). – С. 48-51. (Дисертантом розроблено загальну схему дослідження, поставлено експеримент, подано ідею написання статті). 7. Пида С.В., Машковська С.П. Донорно-акцепторна взаємодія між кореневими ексудатами проростків деяких видів Tagetes L. і Lupinus L. // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Біологія. – 1999. – №4 (7). – С. 32-36. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, планування та постановка експерименту, написання статті). 8. Пида С.В. Симбіотичні властивості деяких штамів в умовах Західного Поділля // Збірник наукових праць Ордена Трудового Червоного Прапора Інституту землеробства Української академії аграрних наук (випуск 1-2). – К.: Нора-прінт, 1999. – С. 154-159. 9. Векірчик К.М., Пида С.В., Конончук О.Б. Деякі аспекти підвищення азотфіксувальної активності та продуктивності зернобобових культур в умовах Західного Поділля // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Біологія. -2000. – №1 (8). – С. 27-32. (Дисертантом проведено обговорення результатів експерименту, написання статті). 10. Солодюк Н.В., Фартушняк А.Г., Левченко Т.М., Пида С.В. Створення кормових безалкалоїдних сортів люпину // Вісник аграрної науки, травень 2000. – С. 60-63. (Дисертанту належить ідея написання статті та постановка експерименту). 11. Пида С.В. Відмінності сортів люпину жовтого за азотфіксуючою здатністю при вирощуванні в умовах Західного Лісостепу України // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. – Чернігів, 2000. – №6. – С. 51-52. 12. Пида С.В. Вплив люпину на алелопатичну активність ґрунту // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Біологія. – 2000. – №3 (10). – С. 36-39. 13. Pyda Svitlana. Efficiency of inoculation of Lupin by Bradyrhizobium strains in the Western Podillya region of the Ukraine // Proceedings of the 9th International Lupin Conference, Klink/Muritz Germany, 20-24 June 1999. – USA: Alabama Agric. Expt. Stn. and Auburn University, 2000. – P. 258-260. 14. Пида С.В., Солодюк Н.В., Головко Е.А. Бактеризація насіння люпину жовтого та її вплив на симбіотичні та алелопатичні властивості рослин // Физиология и биохимия культ. растений. – 2001. – Т.33. – №4. – С. 319-325. (Дисертант взяв участь у плануванні та постановці експерименту, написанні статті). 15. Пида С.В., Олійник Н.М., Кернична І.З. Взаємозв’язок процесів азотфіксації і фотосинтезу в люпині білому алкалоїдної форми // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Біологія. – 2001. – №1 (12). – С. 47-52. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, планування та постановка експерименту, написання статті). 16. Пида С.В. Взаємозв’язок процесів азотфіксації і фотосинтезу у люпину // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 2002. – №1 (16). – С. 112-118. 17. Пида С.В., Головчук О.І. Видільна активність коренів проростків Lupinus albus L. під впливом Bradyrhizobium sp. (Lupinus) // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 2002. – №3 (18). – С. 61-66. (Дисертанту належить планування та проведення експерименту, написання статті). 18. Пида С.В. Роль люпину в біологічному землеробстві // Агроекологічний журнал. – 2002. – №4. – С. 39-45. 19. Головко Е.А., Пида С.В., Машковська С.П. Донорно-акцепторна взаємодія між кореневими ексудатами проростків люпину і видів родин злакові та бобові // Агроекологічний журнал. – 2002. – №2. – С. 39-45. (Дисертанту належить постановка експерименту, обговорення результатів дослідження, написання статті). 20. Пида С.В., Машковська С.П. Кореневі виділення: хімічний склад, значення в алелопатії та перспективи використання // Агроекологічний журнал. – 2003. – №3. – С. 47-51. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, написання статті). 21. Пида С.В., Головко Е.А., Машковська С.П., Григорюк І.П. Акумуляція флавоноїдів у листках сортів люпину білого і жовтого на фоні інокуляції насіння штамами бульбочкових бактерій // Доп. НАН України. – 2005. – №11. – С. 179-184. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту, написання статті). 22. Пида С.В., Солодюк Н.В., Левченко Т.М. Роль біологічного азоту в підвищенні насіннєвої продуктивності люпину // Збірник наукових праць Національного наукового центру “Інститут землеробства УААН” (спецвипуск). – К.: ЕКМО, 2006. – С. 153-161. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, планування та постановка експерименту, написання статті). 23. Пида С.В., Григорюк І.П., Машковська С.П. Еколого-трофічні взаємовідносини вищих рослин і мікроорганізмів // Аграрна наука і освіта. – 2007. – Т.8. – № 1-2. – С. 11-18. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, написання статті). 24. Пида С.В., Головко Е.А. Вплив сортів Lupinus albus L і Lupinus luteus L. на чисельність деяких груп мікроорганізмів грунту // Аграрні вісті. – 2007. – №.1. – С. 16-19. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, проведення експерименту, написання статті). 25. Пида С.В., Солодюк Н.В. Дослідження алелопатичної активності екстрактів з насіння люпину білого // Збірник наукових праць Національного наукового центру “Інститут землеробства УААН” – К.: ЕКМО, 2007. – №1. – С. 156 – 164. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, планування та постановка експерименту, написання статті). 26. Деклараційний патент на корисну модель. Пида С.В., Головко Е.А., Григорюк І.П., Машковська С.П. Спосіб оцінки ефективності бобово-ризобіального симбіозу сортів люпину білого з бульбочковими бактеріями. // 17.10.2005., Бюл. №10. – А01С1/00. 27. Пида С.В. Еколого-алелопатичні особливості функціонування симбіотичної системи Bradyrhizobium lupini – Lupinus в умовах західного Лісостепу України // Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліть. – К., 2001. – Т. 1. – С. 264-268. 28. Пида С.В., Головко Е.А. Дослідження впливу кореневих екзометаболітів люпину на формування мікрофлори ґрунти // Інтродукція рослин. – 2001. – №1-2. – С. 116-121. (Дисертанту належить постановка експерименту, написання статті). 29. Пида С.В. Інокуляція люпину жовтого як засіб підвищення врожаю насіння і нагромадження в ньому білка // Науковий вісник Чернівецького ун-ту. Вип. 145: Біологія. – Чернівці: ЧНУ, 2002. – С. 103-107. 30. Пида С., Солодюк Н., Василишин С., Михалків Л. Динаміка росту люпину білого інокульваного Bradyrhizobium lupini // Українська наука: минуле, сучасне, майбутнє (щорічник). – Тернопіль: Економічна думка, 1999. – С. 253-258. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту, написання статті). 31. Пида С.В. Хімічний склад зерна алкалоїдної форми люпину білого // Медична хімія. – 2006. – Т.7. – №4. – С. 63-65. 32. Бутницький І.М., Пида С.В. Виховання вчителів біології в Тернопільському педінституті через залучення студентів до наукової роботи з проблеми азотофіксації // Українська наука: минуле, сучасне, майбутнє (щорічник). – Тернопіль, 1997. – С. 161-163. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту, написання статті). 33. Пида С.В. Вплив нових штамів Bradyrhizobium lupini на формування та активність симбіотичного апарату в онтогенезі люпину // Вивчення онтогенезу рослин природних та культурних флор у ботанічних закладах та дендропарках Євразії: Матеріали ІІ міжнар. наук. конф. – Біла Церква, 1999. – С. 227-231. 34. Пида С.В., Чайка Г.І., Кернична І.З. Алелопатична активність ґрунту під люпином інокульованим Bradyrhizobium lupini // Екологічна наука і освіта в педагогічних вузах України: Матеріали Всеукр. наук. конф. – К.: Наук. світ, 2000. – С. 163-165. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту, написання статті). 35. Пида С.В., Кернична І.З., Чайка Г.І. Фітотоксичність ґрунту в онтогенезі люпину // Вивчення онтогенезу рослин природних і культурних флор у ботанічних закладах і дендропарках Євразії: Матеріали 12 міжнар. наук. конф. – Полтава, 2000. – С. 237-239. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту). 36. Пида С.В., Головко Е.А., Солодюк Н.В. Азотфіксувальна активність і насіннєва продуктивність Lupinus albus L. за інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus) // Онтогенез рослин, біологічна фіксація молекулярного азоту та азотний метаболізм: Матеріали Міжнар. наук. конф., 1-4 жовтня 2001 р. – Тернопіль, 2001. – С. 125-129. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, постановка експерименту, написання статті). 37. Пида С.В., Вулшинська О.І. Алелопатична активність кореневих виділень люпину // Біорізноманіття природних і техногенних біотопів України: Матеріали Всеукр. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених, 19-22 листопада 2001 р. – Донецьк, 2001. – Ч. 1. – С. 78-81. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту, написання статті). 38. Пида С.В., Кернична І.З., Гуцало І.Я. Насіннєва продуктивність люпину білого за інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus) в умовах Західного Лісостепу України // Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно змінених територіях: Матеріали наук. конф. – Кривий Ріг, 2002. – С. 304-306. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, планування та постановка експерименту, написання статті). 39. Пида С.В. Роль біологічного азоту в підвищенні насіннєвої продуктивності люпину // Матеріали конференції, присвяченої 100-річчю з дня народження Власюка П.А. – К.: Логос, 2005. – С. 277-286. 40. Пида С.В. Алелопатичний аналіз формування та функціонування симбіотичних систем Bradyrhizorbium Sp. (Lupinus) – Lupinus L. // Алелопатія та сучасна біологія: Матеріали Міжн. наук. конф. присв. 80 – річчю з дня народження акад. А.М. Гродзінського. – К.: Фітосоціоцентр, 2006. – С. 86-91. 41. Мартюк Н., Пида С. Динаміка чисельності мікроміцет у ризосферному грунті видів роду Lupinus L. // Проблеми і перспективи наук в умовах глобалізації: Матеріали Всеукр. наук. нонф. – Тернопіль: ТНПУ ім.. В. Гнатюка, 2005. – С. 91-93. (Дисертанту належить планування та постановка експерименту, написання статті). 42. Пида С.В. Вплив Colletorichum lindemuthianum на ростові процеси у люпину інокульованого Bradyrhizobium lupini // Екологічний стрес і адаптація в біологічних системах: Матеріали І Всеукр. наук. конф. – Тернопіль, 1998. – С. 23-24. 43. Пида С.В., Солодюк Н.В. Нітрогеназна активність люпину при інокуляції різними штамами Bradyrhizobium lupini // Землеробство ХХІ століття – проблеми та шляхи вирішення: Матеріали Міжнар. наук.-практ. конф., 8-10 червня 1999р., Київ – Чабани. – С. 33-34. 44. Пида С.В., Головко Е.А. Вплив люпину на склад мікрофлори грунту // Інтродукція і акліматизація рослин на Волино-Поділлі: Матеріали Всеукр. наук. конф. – Тернопіль – Кременець, 16-18 червня 1999 р. – С. 92-95. 45. Pyda S.V. Inoculation of lupinus with new strains of Bradyrhizobium lupini Lupin. An Ancient Crop for the New Millenium. 9th international Lupin Conference. – 20 to 24 June 1999, Klink / Muritz. – P. 255. 46. Пида С.В. Сортові особливості видільної активності кореневих систем люпину // Вчимося господарювати: Матеріали наук.-практ. семінару молодих вчених та спеціалістів, 22-23 листопада 1999 року. – Київ-Чабани. – С. 233-234. 47. Пида С.В., Солодюк Н.В., Гамалей В.І. Залежність якості насіння інокульованого люпину жовтого від активності Bradyrhizobium lupini // Вчимося господарювати: Матеріали наук.-практ. семінару молодих вчених та спеціалістів, 22-23 листопада 1999 року. – Київ-Чабани. – С. 23-24. 48. Пида С.В. Інокуляція – ефективний засіб підвищення продуктивності бобово-ризобіального симбіозу люпину // Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва: Тези доп. міжнар. конф., присвяченої 90-річчю від заснування Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва ІААН. – Харків, 1999. – С. 186-187. 49. Брындас О.П., Пыда С.В., Красивская А.М., Лень А.В. Донорно-акцепторное взаимодействие между корневыми эксудатами проростков Lupinus albus L., Lupinus luteus L. и Triticum aestivum L. // Тезисы VII молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (15-19 мая 2000 г.). – С.-Петербург: Буслай, 2000. – С. 102. 50. Олійник Н., Пида С., Янчук Н. Динаміка накопичення пігментів у листках Lupinus albus L. на фоні інокуляції Bradyrhizobium lupini // Актуальні проблеми ботаніки та екології: Матеріали конф. молодих вчених-ботаніків України, 20-23 серпня 2001 р., м. Зноб-Новгородське, Деснянсько-Старогутський природний парк. – Ніжин: Наука-Сервіс, 2001. – С. 98-99. 51. Пида С.В. Фізіолого-біохімічні особливості люпину білого під впливом бактеризації насіння Bradyrhizobium lupini // Матеріали XI з’їзду Укр. бот. тов-ва. – Харків, 2001. – С. 296-297. 52. Пыда С.В., Солодюк Н.В., Гамалей В.И. Инокуляция семян – эффективное средство повышения семенной продуктивности и качества зерна люпина // Состояние и проблемы научного обеспечения люпиносеяния в России: Тезизы докл. Междунар. науч.-практ. конф. – Брянск, 2001. – С. 153-155. 53. Пида С.В., Янчук Н.С., Олійник Н.М., Бриндас О.П. Алелопатична активність люпину Lupinus albus L. під впливом інокуляції Bradyrhizobium lupini // Рослина і середовище (фізіологія, генетика, фітоценологія, агроекологія): Матеріали Міжнар. конф. молодих вчених, присвяченої 185-річчю Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва (26-28 вересня 2001 р.). – Харків, 2001. – С. 96-98. 54. Pyda S.V. Influence of bacterial inoculation on the pigment accumulation in the yellow lupine leaves // Programene and abstracts of International National Conference “Photosynthesis and crop production”. – Kyiv, 2002. – P. 92-93. 55. Бриндас О.П., Пида С.В. Донорно-акцепторна взаємодія кореневих виділень Lupinus luteus L. і деяких видів родини Poaceae // Сучасні напрямки у фізіології та генетиці рослин: Тези доп. VIII Конф. молодих вчених. – Київ, 2002. – С. 26. 56. Пыда С.В., Векирчик К.Н., Стахив М.П., Якимович О.П. Продукты деструкции пожнивных остатков люпина как перспективные фитогербициды // Регуляция роста, развития и продуктивности растений: Материалы ІІІ Междунар. научн. нонф. – Минск, 2003. – С. 111-112. 57. Пыда С.В., Машковская С.П. Аминокислотный состав почвы под некоторыми сортами Lupinus albus L. и Lupinus luteus L. // V съезд общества физиологов растений России: Физиология растений – основа фитобиотехнологии: Тезисы докладов. – Пенза, 2003. – С. 156-157. 58. Пида С.В. Особливості формування популяції Azotobacter chroococcum у ризосфері сортів Lupinus albus L. і Lupinus luteus L. // Х з’їзд Товариства мікробіологів України. – Одеса: Астропринт, 2004. – С. 296. 59. Пида С.В., Машковська С.П., Стахів М.П. Вплив Colletotrichum gloeosporioides на вміст флаваноїдів у листках Lupinus luteus L. на фоні інокуляції // Наука і освіта: Матеріали VII Міжнар. наук.-практ. конф. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – Т. 55. Біологічні науки. – С. 39-41. 60. Пида С.В., Головко Е.А., Стахів М.П. Динаміка накопичення пігментів у листках Lupinus luteus L. на фоні інокуляції Bradyrhizobium sp. (Lupinus) // Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі: Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти: Матеріали ІІ Міжнар. конф. – Львів, 2004. – С. 172. 61. Пыда С.В., Машковская С.П. Влияние Bradyrhizobium sp. (Lupinus) на содержание фенольных соединений в листьях Lupinus albus L. // VI симпозиум по фенольным соединениям. – Москва, 2004. – С. 75. 62. Стахів М.П., Пида С.В. Динаміка накопичення пігментів у листках Lupinus albus L. сортів Олежка і Синій парус на фоні інокуляції Bradyrhizobium lupini // Актуальні проблеми фізіології, генетики та біотехнології рослин і грунтових мікроорганізмів: Тези доп. ІХ конференції молодих дослідників, присвяченої 100-річчю від дня народження академіка АН УРСР і ВАСГНІЛ П.А. Власюка. – Київ, 2005. – С. 37. 63. Пида С.В., Стахів М.П. Алелопатична активність люпину жовтого в умовах Західного Лісостепу України // Сучасні проблеми фізіології та інтродукції рослин: Матеріали Всеукраїнської науково-практ. конф. до 90- річчя від дня народження професора О.Ф. Михайлова. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2005. – С. 42. 64. Пида С.В., Алелопатично активні речовини листків видів роду Lupinus L. // Матеріали ХІІ зїзду Українського ботанічного товариства. – Одеса, 2006. – С. 149. 65. Конончук О.Б., Пида С.В. Програма з “Основ сільського господарства” для студентів біологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – Тернопіль: ТДПУ ім. Володимира Гнатюка, 2001. – 48 с. (Дисертант взяв участь у написанні програми). 66. Пида С.В., Галінська О.М. Методика польових досліджень // Програми вищих педагогічних навчальних закладів для спеціальностей 7.010103. Педагогіка і методика середньої освіти. Біологія та 7.010103. Педагогіка і методика середньої освіти. Біологія та географія, спеціалізація: основи сільськогосподарського виробництва. – Кременець: Кременецький обласний гуманітарно-педагогічний інститут ім. Тараса Шевченка, 2003. – 10 с. (Дисертант взяв участь у написанні програми). 67. Пида С.В., Цицюра Н.І. Екологія сільського господарства // Програми вищих педагогічних навчальних закладів для спеціальностей 7.010103. Педагогіка і методика середньої освіти. Біологія, спеціалізація: основи сільськогосподарського виробництва. – Кременець: Кременецький обласний гуманітарно-педагогічний інститут ім. Тараса Шевченка, 2003. – 8 с. (Дисертант взяв участь у написанні програми). АНОТАЦІЇ Пида С.В. Фізіологія симбіозу систем Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L.: алелопатичний аналіз. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. – Уманський державний аграрний університет, Умань, 2007. Дисертація присвячена системному дослідженню фізіологічних особливостей, екологічних й алелопатичних чинників формування і функціонування систем Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L. в агроценозах, а також розробці наукових основ підсилення ефективності процесу симбіотичної азотфіксації атмосферного азоту, накопичення хлорофілів і каротиноїдів у листках й підвищення насіннєвої продуктивності за рахунок активності інтродукованих штамів бульбочкових бактерій та їх природних рас. Встановлено, що функціонування симбіотичних систем на початку вегетації люпину залежить від алелопатичної активності екстрактів насіння та коренів проростків. Доведено залежність алелопатичної активності насіння органів і післяжнивних решток люпину, рівня акумуляції флавоноїдів й фенолкарбонових кислот у листках від видових, сортових особливостей рослин та активності штамів бульбочкових бактерій, що використовувалися для інокуляції. З листків люпину ідентифіковано флавоноїди: кверцетин, кверцетин-3-рутенозид. Розроблено і запатентовано спосіб оцінки ефективності бобово-ризобіального симбіозу сортів люпину білого з Bradyrhizobium sp.(Lupinus) – Lupinus L. Показано, що збудник антракнозу люпину пригнічує ріст стебла інокульованого люпину жовтого, наростання бульбочок на його коренях та нітрогеназну активність. Інокуляція насіння активними штамами бульбочкових бактерій забезпечила приріст врожайності зерна люпину білого і люпину жовтого, що дозволило знизити собівартість продукції та підвищити рентабельність виробництва. Ключові слова: симбіотичні системи, алелопатична активність, люпин білий, люпин жовтий, нітрогеназна активність, бульбочкові бактерії, пігменти, фенольні сполуки, збудник антракнозу, врожайність. Пыда С.В. Физиология симбиоза систем Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L.: аллелопатический анализ. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора сельськохозяйственных наук по специальности 03.00.12 – физиология растений. – Уманский государственний аграрный университет,Умань, 2007. Диссертация посвящена системному исследованию физиологических особенностей, экологических и аллелопатических аспектов формирования и функционирования симбиотических систем Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L. в агроценозах и разработке научных основ усиления эффективности процесса симбиотической фиксации атмосферного азота, накопления хлорофиллов и каротиноидов у листьях и повышения семенной продуктивности за счет активности интродуцированных штаммов клубеньковых бактерий и их местных рас. Впервые показано, что функционирование симбиотических систем в начале вегетации люпина зависит от аллелопатической активности экстрактов семян и корней. Экспериментально выявлено зависимость аллелопатической активности семян, органов и послеуборочных остатков люпина, содержания флавоноидов, фенолкарбоновых кислот в листьях от видовых, сортовых особенностей растений и активности штаммов клубеньковых бактерий, что использовались для инокуляции. Идентифицировано в листьях люпина флавоноиды: кверцетин, кверцетин-3-рутенозид. Разработан и запатентован способ оценки эффективности бобово-ризобиального симбиоза сортов люпина белого с Bradyrhizobium sp. (Lupinus), который основывается на определении содержания флавоноидов в листьях инокулированных и неинокулированных растений. Впервые выявлено, что возбудитель антракноза люпина угнетает рост стебля инокулированого люпина желтого, формирование клубеньков на корнях и их нитрогеназную активность. В почве на протяжении онтогенеза и после уборки семян люпина не накапливаются фитотоксические вещества, что способствует развитию агрономически полезной микрофлоры. Инокуляция семян активными штаммами клубеньковых бактерий обеспечила прирост урожая зерна люпина белого и люпина желтого на 21,9-38,5 и 21,7-38,7%, содержание сырого протеина – 0,76-3,48%, в сравнении с растениями без инокуляции. Научно обоснована роль симбиотической азотфиксации в повышении продуктивности люпина за счет биологического азота. Использование бактеризации семян люпина белого и люпина желтого активными штаммами Bradyrhizobium sp.(Lupinus) является эффективным технологическим приемом, который позволяет снизить себестоимость продукции соответственно на 3,87 – 9,93 і 8,08 – 20,1 грн./ц, повысить прибыль от реализации зерна на 452 – 829 і 260 – 404 грн./га и рентабельность производства на 48 – 94 і 29 – 53%. Ключевые слова: симбиотические системы, аллелопатическая активность, люпин белый, люпин желтый, нитрогеназная активность, клубеньковые бактерии, пигменты, фенольные соединения, возбудитель антракноза, урожайность. Pyda S.V. Physiology of symbiotic systems Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L.: allelopathical analysis. – Manuscript. Thesis for the Degree of a Doctor of Agricultural sciences in speciality 03.00.12. – plant physiology. – Uman state agriculture University, Uman. – 2007. The thesis is devoted both to systematic analysis of physiological peculiarities, ecological and allelopathic factors of formation and functioning of systems Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L. in agrocenoses as well as to the development of scientific basis in enchancing the activity of symbiotic fixation of air nitrogen chlorophyll and carotenoids storage in leaves and increasing of seed productivity by the activity at the account of the introduced strains of nodule bacteria and their natural race. It has been found that functioning of symbiotic systems at the beginning of vegetation of Lupinus depends on allelophatic activity of seeds extracts and root agents. It has been proved that allelophatic activity of seeds of organs and afterharvesting remnants of Lupinus as well as the level of flavonoid accumulation and phenole carbone acid in the leaves depends on species, sort peculiarities of plants and strain of nodule bacteria used for anoculation. The following flavonoids had been identified out of the leaves of Lupinus: quarcetinum, quarcetinum-3- rutinosidus. A way of efficiency evaluation has been developed for bean-rhisobial symbiosis of sorts of Lupinum white with Bradyrhizobium sp. (Lupinus) – Lupinus L. It has been illustrated that causative agent of anthracnose of Lupinum suppresses the growth of the stock of the inoculated Lupinum yellow, grows of nodules on its roots and nitrogenesis activity. The inoculation of seeds with active strains of nodule bacteria provided the growth of cropping power of seeds of Lupinum white and Lupinum yellow that enabled to reduce the prime cost and increase the profitability of manufacturing. Key words: symbiotic systems, allelopathic activity, Lupinum white, Lupinum yellow, nitrogenesis activity, nodule bacteria, pigment, phenol compounds, anthracnose agent, cropping power. PAGE 3 PAGE 32 PAGE 16 Абіотичні і біотичні фактори Сумісність макро- і мікропартнерів Видові особливості рослин Сортові особливості рослин Штамові особливості бактерій Грунтово-кліматичні умови Збудники хвороб Симбіотична активність Bradyrhizobium sp (Lupinus) – Lupinus L. Алелопатична активність Lupinus L. Вміст сирого протеїну в зерні Врожай зерна Маса бульбочок Нітрогеназна активність Вміст пігментів у листках Висота і облиствіння стебла Патогенні мікроорганізми (збудник антракнозу) Приріст колеоптилів тест-об’єктів Вміст колінів Висота рослин-акцепторів Маса рослин акцепторів Приріст корінців тест-об’єктів обростання грудочок ґрунту азотобактером Фенольні сполуки Фенолкарбонові кислоти флавоноїди

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *