Number of melanin-synthesising microorganisms under mineral fertilisation and liming of Albebeluvisoil

Abstract

The study of the main patterns of distribution of microorganisms that synthesise melanins, which are precursors and components of humus molecules in agrocenosis soils is an urgent scientific task. The purpose of this study was to determine the influence of agrochemical factors on the number of melanin-synthesising microbial species and bacteria in grey forest soil. Microbiological, laboratory and analytical, and statistical methods were employed in the study. It was found for the first time that the number of melanin-synthesising micromycetes is minimal in the soil of the variant without fertilisers, liming with one dose according to hydrolytic acidity contributes to an increase in their number by 86.8%, application of mineral fertilisers in a dose of N30P30K45 – 2.0 times, compatible use of lime and mineral fertilisers – 2.94 times. A 1.5-fold increase in the dose of mineral fertilisers leads to a 2.54-fold increase in the number of colony-forming units (CFU) of melanin-synthesising microbial species compared to a single dose of fertilisers, and a 2.0–2.62-fold increase in the dose of fertilisers, which coincides with the results of the analysis of the humus content in the soil of these variants – it exceeds the humus content in the variant with a single dose of fertilisers by 26.5% and 16.3%, respectively (correlation coefficient is 0.811). The number of melanin-synthesising bacteria in grey forest soil is 2–3 orders of magnitude higher than the number of melanin-synthesising micromycetes. However, the patterns of influence of anthropogenic factors on their number coincide with those established for micromycetes: liming with one dose of hydrolytic acidity leads to an increase in the number of melanin-synthesizing bacteria by 26.1%, application of mineral fertilizers in a dose of N30R30K45 – 2.03 times, combined use of lime and mineral fertilisers – 2.48 times. A 1.5-fold increase in the dose of mineral fertilisers leads to a 5.8-fold increase in the number of melanin-synthesising bacteria compared to a single dose of fertiliser, while a 2.0-fold increase in the dose of fertiliser leads to a 13.3-fold increase, respectively. The correlation coefficient between the number of melanin-synthesising bacteria and the humus content in the soil is 0.417. The findings of the presented research can be used to develop recommendations for measures to increase the humus content of agricultural soils.

Дослідження основних закономірностей розповсюдження мікроорганізмів, що синтезують меланіни, які є попередниками і складовими гумусових молекул, в ґрунтах агроценозів є актуальним завданням науки. Метою представленої роботи було встановлення впливу агрохімічних чинників на чисельність меланінсинтезувальних мікроміцетів і бактерій у сірому лісовому ґрунті. В роботі було використано мікробіологічний, лабораторно-аналітичний, статистичний методи. Вперше встановлено, що чисельність меланінсинтезувальних мікроміцетів є мінімальною у ґрунті варіанту без добрив, вапнування однією дозою за гідролітичною кислотністю сприяє збільшенню їхньої чисельності на 86,8 %, внесення мінеральних добрив у дозі N30Р30К45 – в 2,0 рази, сумісне застосування вапна і мінеральних добрив – у 2,94 рази. Збільшення дози мінеральних добрив в 1,5 рази призводить до зростання кількості колонієутворювальних одиниць (КУО) меланінсинтезувальних мікроміцетів порівняно із одинарною дозою добрив у 2,54 рази, збільшення дози добрив у 2,0–2,62 рази, що співпадає із результатами аналізу вмісту гумусу у ґрунті цих варіантів – він перевищує вміст гумусу у варіанті із одинарною дозою добрив на 26,5 та 16,3 % відповідно (коефіцієнт кореляції становить 0,811). Чисельність меланінсинтезувальних бактерій в сірому лісовому ґрунті на 2–3 порядки вища за чисельність меланінсинтезувальних мікроміцетів, однак, закономірності впливу антропогенних чинників на їхню чисельність співпадають із встановленими для мікроміцетів: вапнування однією дозою за гідролітичною кислотністю призводить до збільшення чисельності меланінсинтезувальних бактерій на 26,1 %, внесення мінеральних добрив у дозі N30Р30К45 – в 2,03 рази, сумісне застосування вапна і мінеральних добрив – у 2,48 рази. Збільшення дози мінеральних добрив у 1,5 рази призводить до зростання чисельності меланінсинтезувальних бактерій порівняно із одинарною дозою добрив у 5,8 рази, збільшення дози добрив у 2,0 рази – відповідно у 13,3 рази. Коефіцієнт кореляції між чисельністю меланінсинтезувальних бактерій і вмістом гумусу у ґрунті складає 0,417. Результати представлених досліджень можуть бути використані при розробленні рекомендацій щодо заходів підвищення вмісту гумусу в ґрунтах сільськогосподарського використання.