Мікробологічний потенціал та целюлозолітична активність сірого лісового ґрунту за систематичного сидерального використання редьки олійної
Анотація
Метою досліджень було встановити вплив у тривалого технологічному циклі ротації систематичного застосування сидеральної маси редьки олійної на структуру мікробіологічного комплексу та целюлозолітичну активність сірого лісового ґрунту. Методи. Дослідження було проведено впродовж 2014–2025 років на базі дослідного поля Вінницького НАУ на сірих лісових ґрунтах з середнім потенціалом родючості. Повторність у досліді чотирьохразова. Розміщення варіантів – систематичне у два яруси. Дослід передбачав дослідження ефективності та доцільності довготривалої періодичної (раз на два роки на одному і тому ж полі) сидерації проміжного (літнього) строку у сівозміні без включення інших видів хрестоцвітих культур за 12-ти річний цикл вивчення у співставленні до контрольного варіанту без сидерацї та додаткового удобрення. Результати. Встановлена технологічна доцільність регулювання в руслі оптимізації структури еколого-функціональних груп мікробіоти сірого лісового ґрунту з прирістним характером частки корисної її виду на рівні до 30 %, а також істотне зростання целюлозолітичної активності ґрунтового профілю товщиною 0–30 см з середньорічним градієнтом на рівні 2,13 %/рік та 2,38 % рік за функціональним критерієм ступеня деструкції лляної тканини на 30 та 60 добу обліку за умови сталого періодичного використання сидеральної маси редьки олійної у варіанті літнього (проміжного) вирощування. Визначено також наявність істотних відмін у зміні целюлозолітичної активності грунту за сидерального варіанту утримання грунту у співставленні до контролю з максимальним її значенням на рівні 14–23 см. Висновки. Доведено ефективність варіанту сидерального тривалого використання редьки олійної у сівозміні з позиції оптимізуючого впливу на мікробіотичний комплекс сірих лісових ґрунтів. Визначено поліпшення структури мікробіоценозу ґрунту за відносного зростання загальної мікробної маси за повний цикл вивчення на рівні до 50 %, а корисної мікробіоти у співставленні до абсолютного (вихідного) контролю на рівні до 30 %.
Посилання
2. Datta R. Enzymatic degradation of cellulose in soil: a review. Heliyon. 2024. Vol. 10. e24022.
3. Singh R., Pal D. B., Alkhanani M. F., Almalki A. H., Areeshi M. Y., Haque S., Srivastava N. Prospects of Soil Microbiome Application for Lignocellulosic Biomass Degradation: An Overview. Science of the Total Environment. 2022. Vol. 838. 155966.
4. Zhang M., Dang P., Haegeman B., Han X., Wang X., Pu X., Qin X., Siddique K. H. M. The Effects of Straw Return on Soil Bacterial Diversity and Functional Profiles: A Meta-Analysis. Soil Biology and Biochemistry. 2024. Vol. 195. 109484.
5. López-Mondéjar R.,A lgora C., Baldrian P. Lignocellulolytic Systems of Soil Bacteria: A Vast and Diverse Toolbox for Biotechnological Conversion Processes. Biotechnology Advances. 2019. Vol. 37. 107374.
6. Dadwal A., Sharma S., Satyanarayana T. Diversity in Cellulose-Degrading Microbes and Their Cellulases: Role in Ecosystem Sustainability and Potential Applications. In Microbial Diversity in Ecosystem Sustainability and Biotechnological Applications; Satyanarayana, T., Das, S. K., Johri, B. N., Eds.; Springer: Singapore, 2019. P. 375–402.
7. Kovalzhy N. I. Aspects of formation of groups of microorganisms of typical chernozem in the growing of garden strawberry under different fertilization systems and drip irrigation. Agriciltural Microbiology. 2021. Vol. 34. P. 86–94.
8. Rieznik S., Havva D., Dehtiarov V., Pachev I. Dynamics of the Number of Functional Groups of Microorganisms under Different Farming Systems. Journal of Mountain Agriculture on the Balkans. 2023. Vol. 26. № 1. P. 549–567.
9. Demyanyuk O. S., Patyka V. P., Sherstoboeva О. V., Bunas A. A. Formation of the structure of microbio- cenoses of soils agroecosystems depending on trophic and hydrothermic factors Biosystems diversity. 2018. Vol. 26 (2). Р. 103–110.
10. Volkohon V. V., Pyrig O. V., Volkohon K. I., Dimova S. B. Methodological aspects of determining the trend of organic matter mineralization synthesis processes in croplands. Agricultural Science and Practice. 2019. Vol. 6. № 1. P. 3–9.
11. Dehtiarova Z. The effect of short–term crop rotation with different proportions of sunflower on cellulolytic activity of the soil. Soil Science Annual. 2022. Vol. 73. № 4. 156097.
12. Rieznik S., Havva D., Butenko A., Novosad K. Biological activity of chernozems typical of different farming practices. Agraarteadus. 2021. Vol. 32. № 2. P. 307–313.
13. Kovalzhy N., Rieznik S., Butenko A., Havva D., Degtyarjov V., Hotvianska A., Bondarenko O., Nozdrina N. Activity of cellulose–degrading microorganisms in typical chernozem under different fertilization systems of strawberries (fragaria). Agriculture and Forestry. 2024. Vol. 70. № 3. P. 105–113.
14. Rieznik S., Havva D., Chekar O. Enzymatic activity of typical chernozems under the conditions of the organic farming systems. Scientific Papers. Series A. Agronomy. 2021. Vol. LXIV(2). P. 114–119.
15. Greff B., Szigeti J., Nagy Á., Lakatos E., Varga L. Influence of Microbial Inoculants on Co-Composting of Lignocellulosic Crop Residues with Farm Animal Manure: A Review. Environment Managment. 2022. Vol. 302. 114088.
16. Гангур В. В., Сахацька В. М. Мікробіологічна активність ґрунту за різних способів обробітку. Вісник ПДАА. 2019. № 4. С. 13–19.
17. Ma D., Chen H., Liu D., Feng C., Hua Y., Gu T., Guo X., Zhou Y., Wang H., Tong G., Li H., Zhang K. Soil-derived cellulose-degrading bacteria: screening, identification, the optimization of fermentation conditions, and their whole genome sequencing. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2024. Vol. 15. 1409697.
18. Коломієць М. Параметрична модель сталої родючості сірого лісового легкосуглинкового ґрунту. Вісник аграрної науки. 2022. № 1. С. 5–13.
19. Campano C., Balea A., Blanco A., Negro C. Enhancement of the fermentation process and properties of bacterial cellulose: a review. Cellulose. 2015. Vol. 23. P. 57–91.
20. Lei B., Wang J., Yao H. Ecological and environmental benefits of planting green manure in paddy fields. Agriculture. 2022. Vol. 12. № 2. 223.
21. Сайко В. Ф. Особливості проведення досліджень з хрестоцвітими олійними культурами. К. : «Інститут землеробства НААН» 2011. 76 с.
22. Tsytsiura Y. Ecological adaptive tactics of oil radish root formation at different terms of green manure application. Journal of Ecological Engineering. 2025. Vol. 26. № 9. P. 420–439.
23. Tsytsiura Y. Potential of oilseed radish (Raphanus sativus l. var. oleiformis Pers.) as a multi-service cover crop (MSCC). Agronomy Research. 2024b. Vol. 22. № 2. P. 1026–1070.
24. Composts & Fertilisers. 2023. NPK Nutritional Values of Animal Manures & Compost Etc. Available online: https://www.allotment-garden.org/composts-fertilisers/npk-nutritional-values-animal-manures-compost/#google_vignette (date of application 14.10.2025 р.).
25. Brown C. Available Nutrients and Value for Manure from Various Livestock Types. Factsheet № 21077. AGDEX 538. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs. Queen’s Printer for Ontario. 2021. 10 p.
26. Іутинська Г. О. Ґрунтова мікробіологія. Київ : Арістей, 2006. 284 с.
27. Щуковський М. А., Величко Л. Л., Новосад К. Б., Казу та О. М., Василєва Л. І., Тихоненко Д. Г. Мікробіологія ґрунту. Посібник для лабораторних і практичних занять. Харків : ХНАУ ім. В. В. Докучаєва. 2002. 136 с.
28. Волкогон, В. В., Надкерчна, О. В., Токмакова, Л. М., Мельничук, Т. М. та Чайковська, Л. О. Експериментальна мікробіологія ґрунтів: монографія. Київ : Аграрна наука. 2010. 464 с.
29. Rapa P., Beermann A. Bacterial cellulase. In: Biosyntesis and Biodegradation of Cellulose. Haigler CH, Weimer PJ, editors. New York : Marcel Dekker. 1991. P. 535–599.
30. Wong J. Handbook of Statistical Analysis and Data Mining Applications (Second Edition). Academic Press. 2018. 880 p.
31. Chang C., Guo Y., Tang K., Hu Y., Xu W., Chen W., McLaughlin N., Wang Z. Straw from Different Crop Species Recruits Different Communities of Lignocellulose-Degrading Microorganisms in Black Soil. Microorganisms 2024. Vol. 12. 938.
32. Karbivska U. M. Сhange of indexes of fertility and cellulose activity of soil for growing of cereal grassland depending on a fertilizer. Plant and Soil Science. 2019. Vol. 11. № 1. P. 33–41.
33. Бунас А. А., Чабанюк Я. В., Лобова О. В. Різноманіття бактеріальних ізолятів ризосфери рослин ріпаку. Агроекологічний журнал. 2014. № 2. С. 91–95.
34. Москалевська Ю. П. Біологічна активність та мікробна трансформація органічної речовини чорнозему типового за різних систем землеробства. Збалансоване природокористування. 2014. № 2. С. 68–72.
35. Herman J., Moorhead D., Berg B. The Relationship between Rates of Lignin and Cellulose Decay in Aboveground Forest Litter. Soil Biology and Biochemistry. 2008. Vol. 40. P. 2620–2626.
36. Pollegioni L., Tonin F., Rosini E. Lignin-degrading enzymes. The FEBS Journal. 2015. Vol. 282. P. 1190–1213.
37. Bao W. Screening and genomic analysis of a lignocellulose degrading bacterium. Acta Microbiologica Sinica. 2016. Vol. 56. P. 765–777.
38. Datsko O. M., Zakharchenko E. A. Activity of cellulose– decomposing bacteria under different soil tillage and pre–sowing inoculation of corn. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology. 2023. Vol. 51. № 1. P. 28–36.
39. Mahanta K., Jha D. K., Rajkhowa D. J., Kumar M. Isolation and evaluation of native cellulose degrading microorganisms for efficient bioconversion of weed biomass and rice straw. Journal of environmental biology. 2014. Vol. 35. № 4. P. 721–725.
40. Bhagat S. A., Kokitkar S. S. Isolation and identification of bacteria with cellulose-degrading potential from soil and optimization of cellulase production. Journal of Applied Biology and Biotechnology. 2021. Vol. 9. P. 154–161.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
