Проведені дослідження впливу таких варіантів удобрення на формування мікробного біому, на основі загальноприйнятої технології вирощування сільськогосподарських культур: контроль – без добрив; удобрення N45P42K55, побічна продукція (3,0 т/га) + N45P42K55, побічна продукція (3,0 т/га) + N60P50K65 та лише сама побічна продукція – 3,0 т/га. Відбір та аналіз ґрунтових зразків проводили з верхнього (0–20 см) орного кореневмісного шару у фази цвітіння та воскової стиглості ячменю ярого. Визначення чисельності мікроорганізмів основних фізіологічних груп проводилося методом посіву ґрунтових суспензій на відповідні елективні поживні середовища. На основі отриманих даних були розраховані екологічні індекси Шеннона і Сімпсона, що свідчать про тісний зв’язок між показниками біорізноманіття та домінування мікроорганізмів у різні фази онтогенезу ячменю ярого. Встановлено, що застосування органо-мінеральної системи удобрення ґрунту з меншою нормою мінеральних добрив оптимізує за груповим складом, чисельністю та активністю мікробні процеси в період активної вегетації ячменю ярого, так збільшується чисельність амоніфікувальних бактерій в 2,6–3,7 раза, азотфіксаторів – в 1,6–2,4, що використовують мінеральні форми азоту, в 2,5–6,5 раза спороутворюючих і в 1,5 раза целюлозоруйнівних мікроорганізмів. Виявлено різноманіття та трофічно складнішу будову філотипової структури ґрунтового бактеріального мікробоценозу за удобрення побічною продукцією (3,0 т/га) + N45P42K55. Основу його структури складають два основних кластери домінуючих генотипів, що відносяться до представників 22 видів, 54 % з яких не культивуються на поживних середовищах. За варіанту удобрення побічною продукцією (3,0 т/га) + N60P50K65 якісний склад структури ґрунтового мікробоценозу характеризувався трьома кластерами і видовим багатством
з 17 видів, з яких 76 % некультивовані. Якісний склад домінуючих генотипів прокаріот багатший у майже два рази при застосуванні органо-мінерального удобрення з меншою нормою мінеральних добрив у порівнянні з варіантом контроль. Системи удобрення значною мірою впливають на філотипове різноманіття ґрунтових мікроорганізмів. Удобрення побічною продукцією (3,0 т/га) + N45P42K55 зумовлює диференціацію за кількістю домінуючих генотипів у різних шарах ґрунту.
Сучасні молекулярно-біологічні методи відкривають широку перспективу та нове розуміння щодо філогенетичного і функціонального різноманіття ризосферних мікробних угруповань. Подальший комплексний аналіз дає змогу провести оцінку таксономічної та функціональної структури домінантних морфотипів мікроорганізмів за допомогою вибору ген-специфічних праймерів і секвенування повнорозмірних геномів. Основним інструментарієм філогенетичних досліджень є порівняння первинних нуклеотидних послідовностей та подальша візуалізація результатів. Як філогенетичний маркер використовують структуру варіабельних ділянок гена 16S рРНК. Бактеріальну ДНК виділяли з суспензії бактеріальних клітин з використанням набору GeneJet Genomic DNA Purification Kit (Thermo Scientific), згідно з протоколом виробника. Ампліфікацію гена 16S рРНК проводили з праймерами 27f (5′-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3′) і 1492r (5′-CGGTTACCTTGTTACGA CTT-3′) за такого температурного режиму: 95 °С, 2 хв; 30 циклів – 95 °С, 30 с; 55 °С, 45 с; 72 °С, 90 с; кінцева елонгація 72 °С, 7 хв. ПЛР-суміш об’ємом 25 мкл містила 12,5 мкл 2× DreamTaq PCR Master Mix (Thermo Scientific), 30 пкмоль кожного праймера та 50 нг ДНК. ПЛР проводили на ампліфікаторі Mastercycler Personal 5332 (Eppendorf, Німеччина).
У результаті проведених досліджень встановлено, що бактерії Bacillus velezensis 10 та Phyllobacterium ifriqiyense 1 інгібували ріст фітопатогенних мікроміцетів Fusarium sporotrichioides Sherb. 23.2 ‒ 45,1 і 77,4 % відповідно, тест-культури Alternaria alternata (Fr.) Keissl. 3.45 ‒ 63,1 і 66,6 %, Nigrospora oryzae (Berk. & Broome) Petch. 18.77 ‒ 65,2 і 86,7 %. Бактерії Phyllobacterium ifriqiyense 1 більш швидко заселяють субстрат і відповідно використовують поживні ресурси, водночас мікроміцети втрачають можливість росту та не мають можливості далі заселяти субстрат, проявляється тенденція до загибелі. Отже, вочевидь, виявлена антагоністична активність, яка пов’язана із конкуренцією. У природних умовах антагонізм такого типу частіше всього спостерігається в ґрунтовому середовищі ризосфери рослин, де між мікро-організмами відбувається конкуренція за джерела живлення (кореневі ексудати). Отже, антагоністична активність досліджуваних морфотипів бактерій, що домінують у ризосфері ячменю ярого, проявлялася уже на третю добу досліду. І далі спостерігали збільшення впливу домінантних мікроорганізмів на обмеження росту і розвитку фітопатогенних мікроміцетів.
