У дисертаційній роботі представлено результати дослідження особливостей формування та функціонування симбіотичної системи «Mesorhizobium ciceri – Cicer arietinum» при застосуванні для інокуляції насіння високоефективного, вірулентного та конкурентоспроможного штаму M. ciceri ND-64, який здатний утворювати ефективний симбіоз з рослинами нуту сучасних сортів української селекції в агроценозах Полісся та Степу України. Вперше показано, що популяції бульбочкових бактерій нуту в ґрунтах України гетерогенні: представлені ризобіями, що різняться між собою за швидкістю росту та іншими культурально-морфологічними і фізіолого-біохімічними властивостями. Селекціоновано новий штам M. ciceri ND-64, який здатний формувати ефективний симбіоз з такими сортами нуту як Скарб, Адмірал, Одисей, Буджак, Тріумф та Пам'ять. Показано, що використання для інокуляції насіння зазначених сортів бактеріальної суспензії M. ciceri ND-64 сприяло приросту показників кількості (на 5–89 %), маси бульбочок (на 10–190 %) та їх нітрогеназної активності (на 26–290 %), а також структурних показників урожаю нуту: кількості бобів (на 5–34 %), насінин з рослини (на 7–27 %), маси насінин з рослини (на 8–26 %) та урожайності (на 4–19 %) у порівнянні з позитивним контролем в зонах Степу та Полісся України. Представлені результати свідчать про високу комплементарність штаму M. ciceri ND-64 до всіх досліджуваних сортів.
Вперше проведено вивчення динаміки формування симбіозу бульбочкових бактерій з рослинами нуту в умовах Полісся та показано, що бульбочки на коренях нуту починають формуватися вже у фазу гілкування (на 10–14 добу після сходів). За умов польового досліду протягом всього періоду вегетації рослин у варіанті з інокуляцією насіння бактеріальною суспензією M. ciceri ND-64, спостерігали найбільші показники симбіотичної активності, що набували максимальних значень на початку фази бобоутворення (кількість бульбочок – 43 од./рослину, маса бульбочок – 1,06 г/рослину, нітрогеназна активність – 3597 нмоль етилену/рослину•год). Встановлено, що за обробки колеоптилів пшениці суспензією бактерій M. ciceri ND-64 спостерігали найвищий приріст їх довжини за розведення 1:1000 (20 %), найбільший приріст маси сім’ядолей огірка за цього ж розведення – на 50 %, та за концентрації 1:500 приріст довжини мезокотилів кукурудзи становив 23 %. Методом високоефективної рідинної хроматографії в культуральній рідині M. ciceri ND-64 було виявлено високий вміст речовини ауксинової природи загальною концентрацією 29,6 мкг/г абсолютно сухої біомаси. Вперше вивчено серологічну спорідненість бульбочкових бактерій нуту та їх конкурентоздатність за вирощування в зоні Полісся, де тільки починається формування місцевої популяції ризобій. В ході досліджень показано, що штами M. ciceri Н-101 та Mesorhizobium sp. ND-601, виділені з бульбочок нуту сортів Скарб та Пам'ять, позитивно реагували з антисироваткою до штаму M. ciceri ND-64. За використання методу аглютинації встановлено, що в умовах польового досліду у варіанті з інокуляцією штамом M. ciceri ND-64 100 % бульбочок було утворено представниками даної серогрупи. Показано, що штам M. ciceri ND-64, який забезпечував найвищі прибавки показників нітрогеназної активності бульбочок, сприяв також підвищенню вмісту хлорофілу а і b в листках інокульованих рослин відносно контролю на 42 %, а також забезпечував зростання вмісту азоту в насінні на 0,2–0,4 %, масової частки білка – на 1,6–2,8 % відносно позитивного та абсолютного контролю в перерахунку на суху речовину. Показано, що інокуляція насіння нуту бактеріальною суспензією високоефективного штаму M. ciceri ND-64 сприяє істотному підвищенню врожайності даної культури в зоні Полісся України на 27 % (сорт Пам'ять) і 37 % (сорт Скарб) та в зоні Степу України на 17 % (сорт Пам'ять) і 33 % (сорт Скарб) відносно абсолютного контролю.
Встановлено, що бактерії M. ciceri ND-64 є більш стійкими до діючих речовин протруйнику Вітавакс 200 ФФ ніж M. ciceri Н-12. Показано, що протруєння насіння за 1–21 добу до інокуляції, негативно впливає на життєздатність бульбочкових бактерій нуту. Максимальну кількість життєздатних клітин M. ciceri ND-64 зафіксовано на насінні протруєному Вітаваксом 200 ФФ за 28 діб до інокуляції (2,2•106 клітин/насінину).
Проаналізовано показники економічної та енергетичної ефективності бактеризації насіння нуту штамами M. ciceri за вирощування в умовах Полісся України та показано, що застосування для інокуляції насіння штаму M. ciceri ND-64 дозволяє знизити собівартість продукції та отримати прибуток у розмірі 10 795 грн., а окупність кожної гривні додаткових витрат, пов’язаних із застосуванням M. ciceri ND-64 додатковим прибутком становить 30 грн. 88 коп. Виробничі випробування, проведені в Лісостеповій зоні (Кіровоградська область) в ПП «Дапринда» на площі 8 га, свідчать про високу ефективність інокуляції. За бактеризації насіння нуту сорту Пам'ять суспензією штаму M. ciceri ND-64 приріст урожаю складав 26 %.
