О ризосфере полевых культур и факторах, влияющих на динамику ее микробиоты (обзор)

Автор: Бушнев А.С., Курилова Д.А., Котлярова И.А.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Рубрика: Обзорные статьи

Статья в выпуске: 4 (196), 2023 года.

Бесплатный доступ

Приведен обзор литературных источников, показывающий значимость ризосферы, являющейся определённым биологическим буфером, регулирующим взаимоотношения высших растений с почвой и населяющими её микроорганизмами. Рассмотрены основные факторы, влияющие на показатели активности ризосферной микробиоты, обладающей комплексом полезных для растений свойств (перевод в доступные формы элементов питания, разложение органических материалов, повышение устойчивости к абиотическим факторам, стимуляция роста, антагонизм к фитопатогенам и т.д.). Нарушения во взаимоотношениях между растениями и их ассоциативными микроорганизмами, вызванные различными факторами, в том числе и регулируемыми человеком - технологиями возделывания, могут значительно снизить потенциал урожайности сельскохозяйственных культур, в числе которых находится и подсолнечник. Проведенный аналитический обзор свидетельствует о перспективности проведения исследований, позволяющих установить влияние агротехнических приёмов (срок посева, норма высева семян, удобрение, химическая и биологическая защита растений) на изменение качественного и количественного состава микробиоты в ризосфере подсолнечника, а также определить их влияние на урожай и качество получаемой продукции.

Еще

Почвенная микрофлора, ризосфера, микробиота, ассоциативный симбиоз, подсолнечник, технология возделывания, почва

Короткий адрес: https://sciup.org/142239676

IDR: 142239676 | DOI: 10.25230/2412-608X-2023-4-196-97-109

Список литературы О ризосфере полевых культур и факторах, влияющих на динамику ее микробиоты (обзор)

Енкина О.В., Коробской Н.Ф. Микробиологические аспекты сохранения плодородия чернозёмов Кубани. - Краснодар, 1999. - 150 с.
Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. - М., 2005. - 444 с.
Мишустин Е.Н., Перцовская М.И. Микроорганизмы и самоочищение почвы. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. - С. 72-83.
Starkey R.L. Microorganisms and plant life // Perspectives and horizons in microbiology, a symposium / Edited by Selman A. Walksman. - Rutgers University Press, 1955. - P. 179.
Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1958. - 463 с.
Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. - М.: Наука, 1972. - 343 с.
Жизнь растений / Под ред. Н.А. Красильникова, А.А. Уранова. - М.: Просвещение, 1974. - Т. 1. - С. 320-323.
Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза / Под ред. Е.Н. Мишустина. - М.: Наука, 1984. - 247 с.
Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. -М., 1983. - 295 с.
Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. - М.: Колос, 1972. - 199 с.
Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. - М., 1989. - 175 с.
Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. - М.: Изд-во «Дрофа», 1991. - 304 с.
Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: учебник для вузов. - М.: Изд-во «Дрофа», 2005. - С. 325-335.
Ulrich D. Stability, elasticity and resilience of terrestrial ecosystems with respect to matter balance // Ecological Studies. - 1987. - Vol. 61. - P. 11-49.
Raynaud Xavier. Soil properties are key determinants for the development of exudate gradients in a rhizosphere simulation model // Soil Biology & Biochemistry. - 2010. - Vol. 42. - P. 210-219.
Dinesh R., Srinivasan V., Hamza S., Parthasarathy V.A., Aipe K.C. Physico-chemical, biochemical and microbial properties of the rhizo-spheric soils of tree species used as supports for black pepper cultivation in the humid tropics // Geoderma. - 2010. - Vol. 158. - Р. 252-258.
Dessaux Yves, Hinsinger Philippe, Lemanceau Philippe. Rhizosphere: so many achievements and even more challenges // Plant and Soil. - 2009. -Vol. 321. - P. 1-3.
Гордеева Т.Х., Масленникова С.Н., Гажеева Т.П. Формирование микробно-растительных сообществ ризосферы в онтогенезе зерновых культур // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 81. - С. 611620.
Евдокимова Г.А. Продуктивность микроорганизмов в ризосфере многолетних злаков в Заполярье // Закономерности развития почвенных микроорганизмов (сборник научных трудов). -Ленинград, 1975. - С. 87-104.
Соколова Т.А. Специфика свойств почв в ризосфере: анализ литературы // Почвоведение. -2015. - № 9. - С. 1097.
Мишустин Е.Н.Ассоциация почвенных микроорганизмов. - М.: Наука, 1975. - С. 18-33.
Красильников Н.А. Антагонизм микробов и антибиотические вещества. - М.: Советская наука, 1958. - 340 с.
Иванов В.П. Корневые выделения и их значение в жизни фитоценозов. - М.: Наука, 1973. -193 с.
Мирчинк Т.Г. Почвенная микология: учебник. - М.: Изд-во МГУ, 1988 - 220 с.
Беззубенкова О.Е., Юхлимова М.Н., Нестерова Н.И. Микрофлора ризосферы и ризопланы и её влияние на растительный организм // Естественные и технические науки. - 2012. - Т. 4. - С. 99-102.
Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. - М.: Наука, 2004. - 348 с.
Красильников Н.А. Роль микроорганизмов в дополнительном питании растений // Успехи современной биологии. - 1951. - № 31 (3). - С. 346.
Красильников H.A., Крисс А.Е., Литвинов Т.А. Микробиологическая характеристика ризосферы культурных растений // Микробиология. -1936. - Т. 5. - № 1. - С. 87-97.
Разницина Е.А. Микроорганизмы в почвах Вахшской долины и их роль в плодородии почв // Тр. Вахш. почв.-мелиор. ст. АН Тадж. ССР. -1947. - С. 173.
Ремпе Е.Х. Основные факторы накопления и отбора микроорганизмов в зоне корневой системы высшего растения: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Елизавета Христиановна Ремпе. - М., 1952. - 11 с.
Igiehon N.O., Babalola O.O., Aremu B.R. Genomic insights into plant growth promoting rhizobia capable of enhancing soybean germination under drought stress // BMC Microbiol. - 2019. - No 19 (1). -Р. 1 -22.
Balandreau J. Microbiology of the association // Can. J. Microbiol. - 1983. - V. 29. - No 8. - P. 851-859.
Dobereiner J. Dinitrogen fixation in rhizosphere and phyllosphere associations // Inorganic Plant Nutrition / Ed. by A Lauchli and R.L. Bieleski. -Berlin: Springer-Verlag, 1983. - P. 330-350.
Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. - М.: ГЕОС, 2007. - 137 с.
Кириллова Н.П. Динамика численности микробных популяций в системе почва - растение в условиях модельных опытов: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Наталья Петровна Кириллова. -М., 1983. - 21 с.
Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. - 136 с.
Гельцер Ф.Ю. Симбиоз с микроорганизмами - основа жизни растений. - М.: Изд-во МСХА, 1990. - 135 с.
Экология микроорганизмов / Под. ред. А.И. Нетрусова. - М: Академия, 2004. - 272 с.
Берестецкий О.А. Роль культурных растений в формировании микробных сообществ почв: дис. ... д-ра биол. наук / Олег Александрович Берестецкий. - Л.: ВНИИ сельскохоз. микробиологии, 1982. - 543 с.
Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 282 с.
Кацы Е.И. Молекулярно-генетические процессы, влияющие на ассоциативное взаимодействие почвенных бактерий с растениями / Под ред. проф. В.В. Игнатова. - Саратов: Изд-во Сарат. унта, 2003. - 167 с.
Turner T.R., James E.K., Poole P.S. The plant microbiome // Genome Biol. - 2013. - V. 14. - No 6. -Art. 209. - P. 1-10.
Каменева С.В., Муромец Е.М. Генетический контроль процессов взаимодействия бактерий с растениями в ассоциациях // Генетика. -1999. - Т. 35. - № 11. - С. 1480-1494.
Djordjevic M.A., Mond-Radzman N.A., Imin N. Small-peptide signals that control root nodule number, development, and symbiosis // J. Exp. Bot. -2015. - Vol. 66. - No 17. - P. 5171-5181.
Isobe K., Ohte N. Ecological perspectives on microbes involved in N-cycling // Microbes Environ. -2014. - Vol. 29. - No 1. - P. 4-16.
Шапошников А.И., Белимов А.А., Кравченко Л.В., Виванко Д.М. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов (обзор) // Сельскохозяйственная биология. -2011. - № 3. - С. 16-22.
Sharma S.B., Sayyed R.Z., Trivedi M.H., Gobi T.A. Phosphate solubilizing microbes: sustainable approach for managing phosphorus deficiency in agricultural soils // Springer-Plus. - 2013. - Vol. 2. -Art. 587. - P. 1-14.
Panhwar Q.A., Naher U.A., Jusop S., Othman R., Latif Md.A., Ismail M.R. Biochemical and molecular characterization of potential phosphate-solubilizing bacteria in acid sulfate soil and their beneficial effects on rice growth // PLoS One. - 2014. -Vol. 9. - No 10. - Art. e97241.
Starkey R. Some influences of the developments of higher plant upon the microorganisms in the soil // Soil Sci. - 1929. - Vol. 27. - Р. 319-335.
Weinstein L., Purvis E., Meiss A., Uhler R. Absorption and translocation of ethylenediami-netetraacetic acid by sunflower plants // J. Agr. Food Chem. - 1954. - Vol. 2. - P. 421.
Weller D.M., Raaijmakers J.M., Gardener B.B., Thomashow LS. Microbial populations responsible for specific soil suppressiveness to plant pathogens // Ann. Rev. Phytopathology. - 2002. - No 40. - Р. 309-348.
Кирюшин В.И., Данилова А.А. Биологическая активность выщелоченного чернозема При-обья в связи с интенсификацией возделывания зерновых культур // Агрохимия. - 1990. - № 9. - C. 79-86.
Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. - М.: Колос, 1978. - 194 с.
Николаев В.А., Мазиров М.А., Зинченко С.И. Влияние разных способов обработки на агрофизические свойства и структурное состояние почвы // Земледелие. - 2015. - № 5. - С. 18-20.
Иванов Н.С. Биологическая активность ризосферы различных сельскохозяйственных культур, выращенных в условиях поля и фитокамеры // Пути повышения плодородия почв Нечернозёмной зоны РСФСР. Мат-лы зон. семинара. - Л., 1982. - С. 21.
Мергель А.А., Тимченко А.В., Кудеяров В.Н. Роль корневых выделений растений в трансформации азота и углерода в почве // Почвоведение. -1996. - № 10. - С. 1234-1239.
Веселов С.Ю., Архипова Т.Н., Мелентьев А.И. Исследование цитокининов, продуцируемых ризо-сферными микроорганизмами // Прикл. биохимия и микробиология. - 1998. - Т. 34. - С. 175-179.
Жатова Г.А., Троценко В.И. Динамика ри-зосферной микробиоты подсолнечника // Украинский экологический журнал. - 2017. - № 7 (1). -С. 22-29.
Новогрудский Д.М. Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения почвенных микроорганизмов и некоторые вопросы применения бактериальных удобрений // Известия АН Казах. ССР. - 1950. - Вып. 6. - С. 109.
Chen M., Alexander M. Survival of soil bacteria during prolonged desiccation // Soil Biol. and Bio-chem. - 1973. - V. 5. - P. 213-221.
Власенко А.Н. Научные основы минимали-зации основной обработки почвы в лесостепи Западной Сибири. - Новосибирск, 1994. - С. 48-49.
Турусов В.И., Гармашов В.М. Влияние способов обработки на плодородие чернозема обыкновенного и урожайность ячменя в условиях юго-востока ЦЧР // Достижения науки и техники АПК. -2019. - Т. 33. - № 12. - С. 20-25.
Медведева М.В., Мошкина Е.В., Геникова Н.В. [и др.]. Биологическая активность почвы в условиях изменения режима землепользования в Нечерноземной зоне России // Плодородие. -2022. - № 3. - С. 71-76.
Енкина О.В. Итоги исследований по микробиологии почв // История научных исследований во ВНИИМКе за 90 лет / Составители: Н.И. Бочкарев, С.Д. Крохмаль. - 2-е изд., исправ. и доп. -Краснодар: Сельские зори, 2003. - С. 239-243.
Енкина О.В., Ярославская П.Н. Биологическая активность почвы при различных системах ее основной обработки в севообороте // Сб.: Основная обработка и удобрения под масличные культуры. - Краснодар, 1977. - С. 60-66.
Енкина О.В. Микробиологическая активность почвенного профиля при осеннем внесении минеральных удобрений // Материалы II симпозиума «Биодинамика почв». - Таллин, 1979. - С. 130-135.
Сапожников Н.А. Трансформация азота удобрений в дерново-подзолистых почвах. Динамика микробиологических процессов в почве // Материалы симпозиума 4-5 сентября, 1974. -Таллин, 1974. - Ч. I. - С. 51.
Постовалов А.А. Микробиологические процессы в ризосфере гороха при внесении минеральных удобрений // Вестник Курганской ГСХА. -2014. - № 4. - С. 33-36.
Хамова О.Ф., Юшкевич Л.В., Шулико Н.Н. [и др.]. Влияние агротехнологий на состояние почвенной биоты и продуктивность ячменя в лесостепи Западной Сибири // Земледелие. - 2023. -№ 2. - С. 18-23.
Енкина О.В. Эффективность фосфобакте-рина и некоторые вопросы биологического превращения фосфора в выщелоченном чернозёме Кубани: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Ольга Вадимовна Енкина. - Краснодар, 1963. - 20 с.
Головлева Л.А., Скрябин Г.К. Эколого-биохимические аспекты микробиологической деградации ксенобиотиков // Изв. АН СССР. Сер. биол. - 1976. - № 3. - С. 345.
Костычев П.А. Почвы Черноземной области России. - Ленинград: Сельхозгиз, 1989. - 239 с.
Berg G., Smalla K. Plant species and soil type cooperatively shape the structure and function of microbial communities in the rhizosphere // Microbiological Ecology. - 2009. - No 68. - Р. 1-13.
Micallef S.A., Shiaris M.P., Colon-Carmona A. Influence of Arabidopsis thaliana accessions on rhizobacterial communities and natural variation in root exudates // Journal of Experimental Botany. -2009. - No 60. - Р. 1729-1742.

Еще

Статья обзорная