THE IMPACT OF COVER CROPS ON THE PROPERTIES AND MICROBIOLOGICAL ACTIVITY OF SOIL

101 VII Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Сучасні аспекти і технології у захисті рослин», присвячена 90-річчю від дня народження засновника національної моделі органічного землеробства Семена Антонця. Полтава, 2025 ВПЛИВ ПОКРИВНИХ КУЛЬТУР НА ВЛАСТИВОСТІ І МІКРОБІОЛОГІЧНУ АКТИВНІСТЬ ГРУНТУ Водяник О. В., Поспєлов С. В., Жук Р. О. Полтавський державний аграрний університет Антропогенне кліматичне зміни суттєво впливають на сільське господарство у багатьох регіонах світу через глобальні порушення у розподілі опадів і прискорену втрату вуглецю з ґрунтів [10, 12]. Зміни, пов’язані з опадами, створюють подвійну загрозу: пересихання верхнього шару ґрунту під час посух спричиняє обмеження врожайності, тоді як інтенсивні зливи призводять до ерозії ґрунту. Покривні культури можуть ефективно підтримувати управління ґрунтовими й водними ресурсами, підвищуючи захист від ерозії, покращуючи інфільтрацію води й утримання вологи. Крім того, вони сприяють зростанню запасів вуглецю (C) та азоту (N) у ґрунті і зменшують втрати нітратів шляхом вимивання у нижні шари грунтового покриву [4-5]. У сучасному сільському господарстві покривні культури відіграють все більше значення для стабілізації агроценозів. Одним із питань, яке потребує подальших досліджень - оцінка ступеня та способів, якими основна культура отримує переваги від «кореневих слідів», залишених попередньою покривною рослиною. Це питання доступу коренів культур до підземних водних та поживних ресурсів, а також вплив на твердість й температуру ґрунту, що є суттєвим фактором для розуміння й управління грунтовими процесами [7]. Відомо, що корені попередніх рослин формують кореневі канали, які знижують опір проникненню коренів і сприяють їх росту у глибших шарах ґрунту, що обумовлено типом ґрунту. Після загибелі покривної рослини ці кореневі канали зберігаються в ґрунті і можуть повторно використовуватися наступною культурою, що полегшує розвиток її кореневої системи у глибині профілю та забезпечує доступ до більшого обсягу поживних ресурсів [1, 11]. https://doi.org/10.5281/zenodo.17992136 VII Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Сучасні аспекти і технології у захисті рослин», присвячена 90-річчю від дня народження засновника національної моделі органічного землеробства Семена Антонця. Полтава, 2025 102 Такий механізм особливо важливий для підтримання росту культури в умовах тривалої посухи. Враховуючи варіабельність типів, довжини і щільності коренів у різних видів рослин та ґрунтових профілях, вибір покривних культур, вирощуваних монокультурою або в сумішах, є важливою агрономічною стратегією. Найбільш поширені покривні культури належать до родин хрестоцвітих (Brassicaceae), бобових (Fabaceae) і злакових (Poaceae). Злаки характеризуються розвинутою мичкуватою кореневою системою, що може бути як поверхневою, так і глибоко проникаючою, тоді як хрестоцвіті мають головний стрижневий корінь, що глибоко проникає у грунт. Вони також виконують роль зеленого добрива, підвищуючи родючість ґрунту та вміст органічного вуглецю [14]. Бобові рослини формують різні за профілем кореневі системи і формують симбіотичні зв’язки з азотфіксуючими бактеріями, що дозволяє фіксувати до 80300 кг мінерального азоту на гектар, збагачуючи ним ґрунт та збільшуючи вміст азоту разом із вуглецевою секвестрацією [13]. Це додає великі переваги до їх включення у ротацію покривних культур. До того ж кореневі канали є центрами мікробної активності, зокрема обміну вуглецю та азоту, завдяки високому вмісту органіки на їхніх стінках, що суттєво впливає на біогеохімічні потоки. Встановлено, що вони заселені різноманітними мікробними спільнотами, чисельність яких перевищує ту, що формується у ґрунті без каналів. Загалом ґрунтова екосистема відіграє ключову роль у кругообігу поживних речовин, розкладанні органіки та підтриманні здоров’я екосистеми, що досліджується різними «омікс»-підходами. Серед найбільш активних метаболічних шляхів у зоні коренів, порівняно з кореневими каналами, є цикл лимонної кислоти та вуглецевий метаболізм, які використовують мікроорганізми для переробки органічного вуглецю в рамках вуглецевого циклу [8]. Новітні дослідження все більше описують структуру і функціонування бактеріальних метапротеомів у ґрунтах різних умов [2]. Сучасні методи метапротеоміки дозволяють кількісно оцінювати структуру мікробних спільнот і їхню роль у метаболічних шляхах через аналіз білкових профілів [3, 6]. Цей підхід допомагає заповнити прогалини у знаннях про вплив покривних культур на експресію білків, залучених у вуглецеві (C) і азотні (N) цикли, та їхні просторово-часові зміни протягом сезону росту сільськогосподарських культур. Завдяки вказаному методу, визначені білки можна зіставити з різноманітними бактеріальними таксонами для розкриття їх ролі в метаболічних шляхах, а також дослідити вплив рослинного типу, клімату та едафічних умов (рівень pH, вуглецеві фракції, вологість, текстура ґрунту) [2]. Таким чином, метапротеоміка актуальна для розуміння динаміки мікробних спільнот у біохімічних процесах, таких як вимивання азоту і кругообіг поживних речовин, а також для вивчення змін у просторово-часових параметрах по глибині ґрунтового профілю під різними комбінаціями товарних і покривних культур у різні фази росту. https://doi.org/10.5281/zenodo.17992136 VII Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Сучасні аспекти і технології у захисті рослин», присвячена 90-річчю від дня народження засновника національної моделі органічного землеробства Семена Антонця. Полтава, 2025 103 Бібліографія: 1. Banfield C. C., Dippold M. A., Pausch J. et al. Biopore history determines the microbial community composition in subsoil hotspots. Biol Fertil Soils. 2017. Vol. 53. P. 573–588. DOI: 10.1007/s00374-017-1201-5. 2. Bastida F., Jehmlich N., Starke R. et al. Structure and function of bacterial metaproteomes across biomes. Soil Biol Biochem. 2021. Vol. 160. Article 108331. DOI: 10.1016/J.SOILBIO.2021.108331. 3. Heyer R., Benndorf D., Kohrs F. et al. Proteotyping of biogas plant microbiomes separates biogas plants according to process temperature and reactor type. Biotechnol Biofuels. 2016. Vol. 9. Article 155. DOI: 10.1186/s13068-016-0572-4. 4. Kaspar T. C., Jaynes D. B., Parkin T. B. et al. Effectiveness of oat and rye cover crops in reducing nitrate losses in drainage water. Agric Water Manag. 2012. Vol. 110. P. 25-33. DOI: 10.1016/J.AGWAT.2012.03.010. 5. Kaye J. P., Quemada M. Using cover crops to mitigate and adapt to climate change. A review. Agron Sustain Dev. 2017. Vol. 37, No. 4. DOI: 10.1007/s13593-016-0410-x. 6. Kleiner M., Thorson E., Sharp C.E. et al. Assessing species biomass contributions in microbial communities via metaproteomics. Nat Commun. 2017. Vol. 8. Article 1558. DOI: 10.1038/s41467-017-01544-x. 7. Lynch J. P., Wojciechowski T. Opportunities and challenges in the subsoil: pathways to deeper rooted crops. J Exp Bot. 2015. Vol. 66. P. 2199–2210. DOI: 10.1093/jxb/eru508. 8. Ofaim S., Ofek-Lalzar M., Sela N. et al. Analysis of microbial functions in the rhizosphere using a metabolic-network based framework for metagenomics interpretation. Front Microbiol. 2017. Vol. 8. Article 1606. DOI: 10.3389/fmicb.2017.01606. 9. Philippot L., Chenu C., Kappler A. et al. The interplay between microbial communities and soil properties. Nat Rev Microbiol. 2024. Vol. 22. P. 226-239. DOI: 10.1038/s41579-02300980-5. 10. Querejeta J. I., Ren W., Prieto I. Vertical decoupling of soil nutrients and water under climate warming reduces plant cumulative nutrient uptake, water-use efficiency and productivity. New Phytol. 2021. Vol. 230. P. 1378–1393. DOI: 10.1111/nph.17258. 11. Rumpel C., Kögel-Knabner I., Bruhn F. Vertical distribution, age, and chemical composition of organic carbon in two forest soils of different pedogenesis. Org Geochem. 2002. Vol. 33. P. 1131–1142. DOI: 10.1016/S0146-6380(02)00088-8. 12. Samaniego L., Thober S., Kumar R. et al. Anthropogenic warming exacerbates European soil moisture droughts. Nat Clim Chang. 2018. Vol. 8. P. 421-426. DOI: 10.1038/s41558-0180138-5. 13. Stagnari F., Maggio A., Galieni A. et al. Multiple benefits of legumes for agriculture sustainability: an overview. Chem Biol Technol Agric. 2017. Vol. 4. Article 1-13. DOI: 10.1186/s40538-016-0085-1. 14. Walker B. A. R., Powell S. M., Tegg R. S. et al. Ten years of green manuring and biofumigation alters soil characteristics and microbiota. Appl Soil Ecol. 2023. Vol. 187. Article 104836. DOI: 10.1016/j.apsoil.2023.104836. https://doi.org/10.5281/zenodo.17992136 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Полтавський державний аграрний університет Institute of European Education (Болгарія) Національний аграрний університет Вірменії University of Opole (Польща) International Slavic University (Македонія) ISMA University (Латвія) Громадська спілка «Полтавське товариство сільського господарства» Кафедра захист рослин VII Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Сучасні аспекти і технології у захисті рослин», присвячена 90-річчю з дня народження засновника національної моделі органічного землеробства Семена Антонця 25 листопада 2025 року м. Полтава https://doi.org/10.5281/zenodo.17992136 УДК 632.93 З-38 Сучасні аспекти і технології у захисті рослин : матеріали VII Міжнародної наук.- практ. інтернет-конф. (м. Полтава, 25 листопада 2025 р.). Полтава: ПДАУ, 2025. 165 с. https://doi.org/10.5281/zenodo.17980555 ISBN 978-617-8797-01-0 Міністерство освіти і науки України, Державна наукова установа «Український інститут науково-технічної експертизи та інформації» (УкрІНТЕІ), Посвідчення № 695 від 11 жовтня 2025 р. (VII Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Сучасні аспекти і технології у захисті рослин», присвячена 90-річчю від дня народження засновника національної моделі органічного землеробства Семена Антонця). У збірнику представлені тези, присвячені сучасним проблемам захисту і карантину рослин, фітосанітарного моніторингу та розвитку агроекосистем України. Матеріали призначені для наукових співробітників, викладачів, здобувачів вищої освіти та аспірантів вищих навчальних закладів, фахівців і керівників сільськогосподарських підприємств АПК різної організаційно-правової форми господарювання та всіх, кого цікавить проблематика сучасного захисту рослин в агроекосистемах України. The collection presents theses devoted to modern problems of plant protection and quarantine, phytosanitary monitoring and development of agroecosystems of Ukraine. The materials are intended for researchers, teachers, graduates and graduate students, specialists and managers of agricultural enterprises of various organizational and legal forms of management and all who are interested in modern plant protection in agroecosystems of Ukraine. РЕЦЕНЗЕНТИ: Доля Микола Миколайович – доктор сільськогосподарських наук, професор, завідувач кафедри інтегрованого захисту і карантину рослин Національного університету біоресурсів і природокористування України, член-кореспондент Національної академії аграрних наук України. Поспєлов Сергій Вікторович – доктор сільськогосподарських наук, професор, завідувач кафедри землеробства і агрохімії імені Сазанова Полтавського державного аграрного університету. Рекомендовано до друку Вченою радою Полтавського державного аграрного університету (протокол № 5 від 23.12.2025 року) Матеріали друкуються в авторській редакції мовами оригіналів. За виклад, зміст і достовірність матеріалів відповідальні автори. © Полтавський державний аграрний університет, 2025 https://doi.org/10.5281/zenodo.17992136