Анотація до роботи:

Михалків Л.М. Азотофіксувальна активність і продуктивність люцерни за різного водозабезпечення та дії регуляторів росту. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 фізіологія рослин. Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено вивченню фізіологічних особливостей формування і функціонування симбіотичних систем MedicagoSinorhizobium meliloti під впливом регуляторів росту синтетичного й природного походження за різного водозабезпечення і дослідженню можливості підвищення врожайності люцерни в умовах нестачі вологи за рахунок інтенсифікації симбіотрофного азотного живлення при використанні регуляторів росту та периплазматичного глюкану.

Встановлено, що обробка рослин регуляторами росту ПС-К, ПС-А-6 та ПТМБ дозволяє пом’якшити негативний вплив недостатнього водозабезпечення на формування і функціонування азотофіксувальних систем люцерни та інтенсифікувати процеси газообміну СО₂. Застосування досліджуваних регуляторів не лише сприяє підвищенню нітрогеназної активності бульбочок за оптимального і недостатнього водозабезпечення, але й подовжує період активної азотофіксації, внаслідок чого зростає вміст азоту в надземній масі люцерни. При цьому вплив регуляторів росту на формування генеративних органів залежить від рівня водозабезпечення, сорту культури та штаму мікросимбіонта. Показано важливість правильного добору комплементарного кожному сортові штаму-інокулянта та регуляторів росту.

Вперше експериментально доведено здатність периплазматичного глюкану ризобій стимулювати нодуляційні процеси у люцерни за нестачі субстратної вологи і покращувати її азотофіксувальну активність, що зумовлює інтенсифікацію росту рослини-хазяїна.

1. Обробка люцерни розчинами регуляторів росту рослин цитокінінової (ПС-К) і ауксинової (ПС-А-6) дії (10^–4 М) та комплексного препарату ПТМБ (1 г/л) сприяє суттєвому підвищенню азотофіксувального потенціалу рослини-хазяїна за рахунок збільшення кількості й маси кореневих бульбочок та їх нітрогеназної активності в умовах оптимального та недостатнього водозабезпечення. Застосування регуляторів росту ПС-К та ПТМБ подовжує період активної азотофіксації за недостатнього водозабезпечення, що сприяє збільшенню вмісту азоту в надземній масі рослин люцерни на 14–42 %.

2. Застосування ПС-К та ПТМБ інтенсифікує активність нітратредуктази у листках люцерни за оптимального водозабезпечення (60 % ПВ). За недостатнього водозабезпечення (40 % ПВ) обробка регуляторами росту ПС-К, ПС-А-6 та ПТМБ призводить до зменшення активності цього ферменту у листках рослин і до збільшення у коренях.

3. Інокуляція люцерни сорту Ярославна новим штамом S. meliloti М6 забезпечує, порівняно з виробничим штамом S. meliloti 441, формування симбіотичного апарату, стійкішого до недостатнього водозабезпечення, але менш чутливого до обробки регуляторами росту рослин.

4. Застосування регуляторів росту дозволяє пом’якшити інгібуючий вплив дефіциту вологи на інтенсивність фотосинтезу. Інгібуванню інтенсивності фотосинтезу у люцерни при зниженні водозабезвечення з 60 до 40 % ПВ передує пригнічення азотофіксації.

5. Ростові реакції люцерни на дію посухи і обробку регуляторами росту залежать від штаму-інокулянта. За інокуляції штамом S. meliloti М6 зниження водозабезпечення з 60 до 40 % ПВ призводить до зменшення надземної маси рослин на 23–38 %, а за інокуляції S. meliloti 441 – на 26–59 %. Виявлено суттєву стимуляцію ризогенезу люцерни регулятором росту ауксинового типу дії ПС-А-6, особливо на фоні інокуляції штамом S. meliloti 441 за оптимального водозабезпечення (на 30–91 %) та штамом S. meliloti М6 за недостатнього (на 8–40 %).

6. Обробка проростків люцерни 0,06 %-ним розчином ризобіального глюкану з подальшою інокуляцією бульбочковими бактеріями індукує утворення потужного азотофіксувального апарату з високою активністю, завдяки чому інтенсифікується наростання надземної маси рослин за оптимального і недостатнього водозабезпечення. Експонування проростків у розчині глюкану сприяє наростанню маси коренів за оптимального водозабезпечення, залежно від проведення інокуляції, – на 39 –66 %, а за недостатнього – на 15–23 % порівняно з контрольними варіантами.

7. За умов недостатнього водозабезпечення комплексне застосування інокуляції та обробки рослин у фазі прихованої бутонізації ПС-К підвищує насіннєву продуктивність люцерни сорту Ярославна, інокульованої штамом S. meliloti 441, на 36 %, інокульованої S. meliloti М6, – на 43 %, а люцерни сорту Полтавчанка, інокульованої штамом S. meliloti 441, – на 15 %.

8. Для підвищення стійкості симбіотичного апарату люцерни до посухи і покращання її насіннєвої продуктивності доцільно поєднувати застосування комплементарних для кожного сорту штамів-інокулянтів з обробкою регуляторами росту рослин.

Рекомендації

1. При вирощуванні люцерни на насіння в посушливих регіонах України рекомендується обробка рослин у фазі прихованої бутонізації водним розчином ПС-К в концентрації 10^-4 М за діючою речовиною.

2. Для отримання високоефективних симбіотичних систем люцерни в умовах недостатнього водозабезпечення рекомендується проводити передпосівну інокуляцію насіння новим штамом S. meliloti М6.

Публікації автора:

1. Коць С.Я., Григорюк І.П., Михалків Л.М. Синтетичні цитокініни і ауксини як засоби регуляції азотфіксуючої активності та оптимізації продукційного процесу люцерни за умов різного водозабезпечення // Доп. НАН України. – 2000. № 11. – С. 204–208.

2. Михалків Л.М., Коць С.Я., Кірізій Д.А., Григорюк І.П. Активація СО₂–газообміну у люцерни синтетичними цитокінінами в умовах водного дефіциту // Доп. НАН України. – 2001. № 12. – С. 141–146.

3. Михалків Л.М., Коць С.Я., Кірізій Д.А., Григорюк І.П. Регуляція процесів азотфіксації і фотосинтезу у люцерни препаратами цитокінінової і ауксинової природи за різного водозабезпечення // Физиология и биохимия культ. растений. 2002. 34, № 4. С. 141146.

4. Коць С.Я., Михалків Л.М., Мандровська Н.М., Косенко Л.В., Затовська Т.В. Вплив глюкану Sinorhizobium meliloti на утворення та функціонування азотфіксувальних симбіотичних систем люцерни за різного водозабезпечення // Физиология и биохимия культ. растений. 2002. 34, № 5. С. 413418.

5. Михалків Л.М., Коць С.Я. Динаміка накопичення азоту в надземній масі люцерни при обробці регуляторами росту і за різного водозабезпечення // Матеріали Міжнародної конференції «Онтогенез рослин, біологічна фіксація молекулярного азоту та азотний метаболізм». – Тернопіль, ТДПУ. 2001. – С. 107–110.

6. Михалків Л.М. Азотфіксація та фотосинтез симбіотичних систем люцерна–Rhizobium meliloti за умов різного водозабезпечення при обробці синтетичними цитокінінами / Сборник тезисов международной конференции молодых ученых «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений». – Харьков, 2001. – С. 46–47.

7. Михалків Л.М., Маменко П.М. Регуляція синтетичними цитокінінами та ауксинами азотфіксуючої активності та насіннєвої продуктивності люцерни за умов різного водозабезпечення / Тез. доп. VII Конференції молодих вчених «Проблеми фізіології рослин і генетики на рубежі третього тисячоліття» (Київ, 1820 жовтня 2000 р.). – К: УкраїнаСВІТ, 2000. – С. 19.

8. Михалків Л.М., Тарасюк О.В. Активність нітрогенази і нітратредуктази в симбіотичних системах люцерни за різного водозабезпечення та дії регуляторів росту / Тез. доп. VIII Конференції молодих учених «Сучасні напрямки у фізіології та генетиці рослин» (2325 жовтня 2002 р.). К.: Логос, 2002. С. 23.

9. Kots S.Y., Mykhalkiv L.M. Regulation of production process in alfalfa with synthetic cytokinins / Book of Absracts of International Symposium on Microalgae and Seaweed Products in Plant/Soil–Systems. Mosonmagyarovar (Hungaru). 2001. – P. 32.

10. Mykhalkiv L. M., Kots S. Yа. Regulation of production process in alfalfa–Rhizobium meliloti symbiotic system with phytoactive polymerics / Abstracts of 17^th International Conference on Plant Growth Substances. Brno (Chech Republic). 2001. – P. 128.

11. Mykhalkiv L.M., Kots S.Ya. Reaction of alfalfa–Rhizobium meliloti symbiotic system on water stress under influence of synthetical growth regulators / Abstracts of Internaional Symposium «Plant under environmental stress». Moscow (Russia). 2001. – P. 201.

12. Mykhalkiv, L., Kots S. Influence of Sinorhizobium meliloti periplasmic glucan on nodulation, nitrogen fixation and productivity in alfalfa plants / Book of Abstracts and Plenary Lectures of XXXII Annual Meeting and International Union of Radioecology Working Group Soil-to-Plant Transfer Annual Meeting. – Warsaw (Poland). 2002. – P. 92.