Позитивний вплив глибокого внесення добрив на їх агрономічну ефективність та урожайність сої і соняшнику на чорноземі

Автор(и)

  • М. М. Мірошниченко Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського»
  • Є. Ю. Гладкіх Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського»
  • В. М. Смиченко Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського»
  • О. М. Войтович Запорізький національний університет

DOI:

https://doi.org/10.31073/acss94-01

Ключові слова:

стрічкове внесення добрив; доступні елементи живлення; гідротермічні умови; хлорофіл; урожайність

Анотація

Метою статті було висвітлення результатів вивчення впливу збільшення глибини внесення стрічки мінеральних добрив на їх агротехнічну ефективність для культур, що відрізняються будовою кореневої системи. У польових дослідженнях, проведених на чорноземі опідзоленому протягом трьох років, визначали вміст мінерального азоту, доступних форм фосфору і калію у ґрунті, вміст хлорофілу у листі рослин та врожайність соняшнику і сої. Встановлено високу ефективність розміщення стрічки добрив (N60P60K60) для соняшнику, у вигляді тукосуміші аміачної селітри, амофосу та хлористого калію, на глибині 20–22 см, а для сої, у вигляді нітроамофоски, у дві смуги на глибині 10–12 і 20–22 см порівняно із звичайним способом внесення добрив однією стрічкою на глибині 10–12 см. Максимальний приріст урожаю становив 15 % для сої та 36 % для соняшнику. Визначено, що вміст хлорофілу у листі рослин може бути додатковим показником для оптимізації технології внесення добрив, оскільки має тісний позитивний зв’язок з урожайністю культур (Р<0,01, R = 0,76–0,95). Здобуті результати доводять необхідність індивідуального підходу до вибору оптимального розміщення стрічки удобрення під кожну культуру окремо. Загалом збільшення глибини закладання стрічки добрив рекомендується як захід адаптації агротехніки до нестабільного та недостатнього зволоження протягом вегетації.

Посилання

Statistical Yearbook «Agriculture of Ukraine». State Statistics Service of Ukraine. (2021). Kyiv. (pp. 75-76). (in Ukrainian)

Adamenko, T. (2019). Climate change and agriculture in Ukraine: what should farmers know? German-Ukrainian agro-political dialogue. Kyiv. (in Ukrainian).

Waraich, E. A., Ahmad, R. S., Ullah, S., Ashraf, M. Y. & Ehsanullah. (2011). Role of mineral nutrition in alleviation of drought stress in plants. Australian Journal of Crop Science, 5. 764–777.

Kramer P., Boyer J. (1995). Water Relations of Plants and Soils. Academic Press. New York, NY, USA; London, UK.

McLaughlin, M. J., McBeath, T. M., Smernik, R., Stacey, S. P., Ajiboye, B. & Guppy, C. (2011). The chemical nature of P accumulation in agricultural soils — Implications for fertilizer management and design: An Australian perspective. Plant and Soil, 349, 69–87. doi: 10.1007/s11104-011-0907-7

Farmaha, B. S., Fernández, F. G., & Nafziger, E. D. (2012). Distribution of soybean roots, soil water, phosphorus and potassium concentrations with broadcast and subsurface-band fertilization. Soil Science Society of America Journal, 76, 1079–1089. doi: 10.2136/sssaj2011.0202

Nkebiwe, P. M., Weinmann, M., Bar-Tal, A., & Muller, T. (2016). Fertilizer placement to improve crop nutrient acquisition and yield: A review and meta-analysis. Field Crops Research, 196, 389–401. doi: 10.1016/j.fcr.2016.07.018

Lu, D., Song, H., Jiang, S., Chen, X., Wang, H., & Zhou, J. (2019). Integrated Phosphorus Placement and Form for Improving Wheat Grain Yield. Agronomy Journal, 111, 1998–2004. doi: 10.2134/agronj2018.09.0559

Szulc, P., Bocianowski, J., Nowosad, K., Bujak, H., Zeilewicz, W., & Stachowiak, B. (2021). Effects of NP Fertilizer Placement Depth by Year Interaction on the Number of Maize (Zea mays L.) Plants after Emergence Using the Additive Main Effects and Multiplicative Interaction Model. Agronomy, 11, 1543. doi: 10.3390/agronomy11081543

Jagła, M., Szulc, P., Ambrozy-Deregowska, K., Mejza, I., & Kobus-Cisowska, J. (2019). Yielding of two types of maize cultivars in relation to selected agrotechnical factors. Plant, Soil and Environment, 65, 416–423. doi: 10.17221/264/2019-PSE

Ao, S., Russelle, M. P., Feyereisen, G. W., Varga, T., & Coulter, J. A. (2020). Maize hybrid response to sustained moderate drought stress reveals clues for improved management. Agronomy, 10, 1374. doi: 10.3390/agronomy10091374

Singh, D., Sale, P., & Routley, R. (2005). Increasing phosphorus supply in subsurface soil in northern Australia: Rationale for deep placement and the effects with various crops. Plant and Soil, 269, 35–44. doi: 10.1007/s11104-004-2475-6

Su, W., Liu, B., Liu, X., Li, X., Ren, T., Cong, R., & Lu, J. (2015). Effect of depth of fertilizer banded-placement on growth, nutrient uptake and yield of oilseed rape (Brassica napus L.). European Journal of Agronomy, 62, 38–45. doi: 10.1016/j.eja.2014.09.002

Ma, H., Zhang, F., Rengel, Z., & Shen, J. (2013). Localized application of NH4+-N plus P at the seedling and later growth stages enhances nutrient uptake and maize yield by inducing lateral root proliferation. Plant and Soil, 372(1-2), 65-80. doi: 10.1007/s11104-013-1735-8

Shen, J., Li, C., Mi, G., Li, L., Yuan, L., Jiang, R., & Zhang, F. (2013). Maximizing root rhizosphere efficiency to improve crop productivity and nutrient use efficiency in intensive agriculture of China. Journal of Experimental Botany, 64, 1181-1192. doi: 10.1093/jxb/ers342

Dunbabin, V., Rengel, Z., & Diggle, A. (2001). The root growth response to heterogeneous nitrate supply differs for Lupinus angustifolius and Lupinus pilosus. Crop and Pasture Science, 52, 495–503. doi: 10.1071/AR00098

Dunbabin, V., Rengel, Z., & Diggle, A. (2001). Lupinus angustifolius has a plastic uptake response to heterogeneously supplied nitrate while Lupinus pilosus does not. Crop and Pasture Science, 52, 505–512. doi: 10.1071/AR00099

Chen, Y., Fan, P., Mo, Z. (2020). Deep Placement of Nitrogen Fertilizer Affects Grain Yield, Nitrogen Recovery Efficiency, and Root Characteristics in Direct-Seeded Rice in South China. Journal of Plant Growth Regulation, 40, 379–387. doi: 10.1007/s00344-020-10107-2

Su, W., Liu, B., Liu, X., Li, X., Ren, T., Cong, R., & Lu, J. (2015). Effect of depth of fertilizer banded-placement on growth, nutrient uptake and yield of oilseed rape (Brassica napus L.). European Journal of Agronomy, 62, 38-45. doi: 10.1016/j.eja.2014.09.002

Ma, Q., Rengel, Z., Rose, T. (2009). The effectiveness of deep placement of fertilizers is determined by crop species and edaphic conditions in Mediterranean-type environments: A review. Australian Journal of Soil Research, 47, 19–32. doi: 10.1071/SR08105

Hablak, S. (2021). Current trends in the fertilizer system in view of climate change. Agribusiness today. March 10. Retrieved from http://agro-business.com.ua/agro/ahronomiia-sohodni/item/20787-suchasni-tendentsii-v-systemi-dobryv-kultur-z-ohliadu-na-zminu-klimatu.html (in Ukrainian).

Baliuk, S. A., Miroshnychenko, M. M. (Eds.) (2020). Fertilizer systems of agricultural crops in farming at the beginning of the XXI century. Kyiv, Alpha-Stevia. (in Ukrainian).

Baliuk, S., Nosko, B., Vorotyntseva, L. (2018). Regulation of fertility of soils and efficiency of fertilizers in conditions of climate fluctuations. Bulletin of Agrarian Science, 4, 5-12. doi:10.31073/agrovisnyk201804-01 (in Ukrainian).

Rules on ensuring soil fertility and the use of certain agrochemicals. Adopted by the Decree of the Minister of Agricultural Policy and Food of Ukraine 24/11/2021 No.382. Retrieved from: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0034-22#Text (in Ukrainian).

Süß, A., Danner, M., Obster, C., Locherer, M., Hank, & T., Richter, K. (2015). Measuring Leaf Chlorophyll Content with the Konica Minolta SPAD-502Plus – Theory, Measurement, Problems, Interpretation. EnMAP Field Guides Technical Report, GFZ Data Services. doi: 10.2312/enmap.2015.010 .

Udding, J., Gelang-Alfredsson, J., Piikki, R., & Pleijel, H. (2007). Evaluating the relationship between leaf chlorophyll concentration and SPAD-502 chlorophyll meter readings. Photosynth. Res., 91, 37-46. doi: 10.1007/s11120-006-9077-5 .

Bulygin, S. Y. (2009). Agronomist's companion. Kharkiv-Dnipro, Agrosphere. (in Ukrainian).

Ogurtsov, E. M., Мheev, V. G., & Belinsky, Yu. V. (2016). Adaptive technology of soybean cultivation in the East Forest-Steppe of Ukraine. M. A. Bobro (Ed.). Kharkiv: KhNAU, Retrieved from: https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/16594/1/ Adaptyvna_tekhnolohiia_vyroshchuvannia_soi_u_skhidnomu_lisostepu_Ukrainy.pdf (in Ukrainian).

Smychenko, V. M., & Miroshnychenko, M. M. (2021). Impact of the depth of fertilizer localization on the nutrient regime of Luvic Chernic Phaeozem and yield of spring barley. Agrochemistry and Soil Science, 91, 22-30. doi: 10.31073/acss91-03 (in Ukrainian).

Da Ros, C.O., Matsuoka, M., Da Silva R.F., & Da Silva, V. R. (2017). Interference from the vertical variation of soil phosphorus and from water stress on growth in maize, the soybean and sunflower. Revista Ciência Agronômica, 48(3), 419-427. doi: 10.5935/1806-6690.20170049 .

Gebre, M. G., & Earl, H. J. (2021). Soil Water Deficit and Fertilizer Placement Effects on Root Biomass Distribution, Soil Water Extraction, Water Use, Yield, and Yield Components of Soybean [Glycine max (L.) Merr.] Grown in 1-m Rooting Columns. Frontiers in Plant Science, 12, 581127. doi: 10.3389/fpls.2021.581127 .

Johnston, A. M., Bruulsema, T. W. (2014). 4R Nutrient Stewardship for Improved Nutrient Use Efficiency. Procedia Engineering, 83, 365-370. doi: 10.1016/j.proeng.2014.09.029 .

Saud, S., Fahad, S., Chen, Y., Ihsan, M., Hammad, H., Nasim, W., Jr, A.,& Altharby, H. (2017). Effects of nitrogen supply on water stress and recovery mechanisms in Kentucky bluegrass plants. Frontiers in Plant Science, 8, 983. doi: 10.3389/fpls.2017.00983 .

Lu, D., Song, H., Jiang, S., Chen, X., Wang, H., & Zhou, J. (2019). Integrated Phosphorus Placement and Form for Improving Wheat Grain Yield. Agronomy Journa, 111(4), 1998-2004. doi: 10.2134/agronj2018.09.0559 .

Szulc, P., Wilczewska, W.,Ambroży-Deręgowska, K., Majza, I., Szymanowska, D., & Kobus-Cisowska, J. (2020). Influence of the depth of nitrogen-phosphorus fertilizer placement in soil on maize yielding. Plant, Soil and Environment, 66, 14-21. doi: 10.17221/644/2019-PSE .

Kraska, P., Andruszczak, S., Gierasimiuk, P., & Rusecki, H. (2021). The Effect of Subsurface Placement of Mineral Fertilizer on Some Soil Properties under Reduced Tillage Soybean Cultivation. Agronomy, 11(5), 859. doi: 10.3390/agronomy11050859 .

Jiang, C. Q., Wang, H. Y., Lu, D. J., Zhou, J., Li, D., & Zu, C. (2017). Effects of Fertilizer Placement and Nitrogen Forms on Soil Nitrogen Diffusion and Migration of Red-Yellow Soil in China. Agricultural Sciences, 8. 1227-1238. doi: 10.4236/as.2017.811088 .

Hosseinzadeh, S. R., Amiri, H., Ismaili, A. (2018). Evaluation of photosynthesis, physiological, and biochemical responses of chickpea (Cicer arietinum L. cv. Pirouz) under water deficit stress and use of vermicompost fertilizer. Journal of Integrative Agriculture, 17, 2426-2437. doi: 10.1016/S2095-3119(17)61874-4 .

Mamnabi, S., Nasrollahzadeh, S., Ghassemi-Golezani, K., & Raei, Y. (2020). Improving yield-related physiological characteristics of spring rapeseedby integrated fertilizer management under water deficit conditions. Saudi Journal of Biological Sciences, 27, 797–804. doi: 10.1016/j.sjbs.2020.01.008 .

Ramesh, K., Chandrasekaran, B., Balasubramanian, T. N., Bangarusamy, U., Sivasamy, R., & Sankaran, N. (2002). Chlorophyll dynamics in rice (Oryza sativa) before and after flowering based on SPAD (chlorophyll) meter monitoring and its relation with grain yield. Journal of Agronomy and Crop Science, 188, 102-105. doi: 10.1046/j.1439-037X.2002.00532.x

Kandel, B. P. (2020). Spad value varies with age and leaf of maize plant and its relationship with grain yield. BMC Research Notes, 13, 475. doi: 10.1186/s13104-020-05324-7

Boggs, J. L., Tsegaye, T. D., Coleman, T. L., Reddy, K. C., & Fahsi, A. (2003). Relationship between hyperspectral reflectance, soil nitrate-nitrogen, cotton leaf chlorophyll and cotton yield: A step toward precision agriculture. Journal of Sustainable Agriculture, 22(3), 5-16. doi: 10.1300/J064v22n03_03 .

Guler, S., Macit, I., Koc, A., & Ibrikci, H. (2006). Estimating leaf nitrogen status of strawberry by using chlorophyll meter reading. Journal of Biological Science, 2006, 6(6), 1011-1016. doi: 10.3923/jbs.2006.1011.1016 .

Guler, S., Ozcelik, H. (2007). Relationships Between Leaf Chlorophyll and Yield Related Characters of Dry Bean (Phaseolus vulgaris L.). Asian Journal of Plant Sciences, 6. 700-703. doi: 10.3923/ajps.2007.700.703 .

Ghimire, B., Timsina, D., Nepal, J. (2015). Analysis of chlorophyll content and its correlation with yield attributing traits on early varieties of maize (Zea mays L.). Journal of Maize Research and Development, 1(1), 134–145. doi: 10.3126/jmrd.v1i1.14251

Use of a leaf chlorophyll content index to improve the prediction of above-ground biomass and productivity / Chuang L., Yi, L. Yanhong [et al.]. Journal of Life & Environmental Sciences (PeerJ). 2019. No. 6. e6240. DOI: https://doi: 10.7717/peerj.6240

Nemeskéri, E., Sárdi, É., Kovács-Nagy, E. (2009). Studies on the drought responses of apple trees (Malus domestica Borkh.) grafted on different rootstocks. International Journal of Horticultural Science, 15, 29–36.

Nemeskéri, E.,Molnár, K., Vígh, R., Nagy, J., Dobos, A. (2015). Relationships between stomatal behaviour, spectral traits and water use and productivity of green peas (Pisum sativum L.) in dry seasons. Acta Physiologiae Plantarum, 37, 34. doi: 10.1007/s11738-015-1776-0

Scott, B.J., Carpenter, D.J., Braysher, B.D., Cullis, B. R., & Evans, C. M. (2003). Phosphorus fertilizer placement for lupins in southern New South Wales. Australian Journal of Experimental Agriculture, 43(1), 79–86. doi: 10.1071/EA01201

Hocking, P. J., Mead, J. A., Good, J.A., & Diffey, S. M. (2003). The response of canola (Brassica napus L.) to tillage and fertiliser placement in contrasting environments in southern New South Wales. Australian Journal of Experimental Agriculture, 43(11), 1323–1335. doi: org/10.1071/EA02233

Bell, M. J., Mallarino, A. P., Volenec, J., Brouder, S.,Franzen, D. (2020). Considerations for Selecting Potassium Placement Methods in Soil. In: T. S. Murell, R.L., Mikkelsen, G.,Sulewski, R., Norton, & M. L.,Thomson, (Eds.) Improving Potassium Recommendations for Agricultural Crops. Springer, 341-362. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-59197-7

Nosko, B. (2017). Modern problems of phosphorus in farming agriculture and ways of their solving. Bulletin of Agricultural Science, 95, No. 6. P. 5-12. doi.org/10.31073/agrovisnyk201706-01 (in Ukrainian)

Falk, K. G., Jubery T. Z., O’Rourke, J. A., Singh, A., & Singh, A. K. (2020). Soybean Root System Architecture Trait Study through Genotypic, Phenotypic, and Shape-Based Clusters. Plant Phenomics, 2020, Article ID: 1925495. doi: 10.34133/2020/1925495

Zhu, J., Ingram, P. A., Benfey, P. N., & Elich, T. (2011). From lab to field, new approaches to phenotyping root system architecture. Current Opinion in Plant Biology, 14(3), P. 310-317. doi: 10.1016/j.pbi.2011.03.020

Kang, L., Yue, S., Li, S. (2014). Effects of Phosphorus Application in Different Soil Layers on Root Growth, Yield, and Water-Use Efficiency of Winter Wheat Grown Under Semi-Arid Conditions. Journal of Integrative Agriculture, 13(9), 2028-2039. doi: 10.1016/S2095-3119914)60751-6 .

Klimešová, J., Středа, T. (2013). Distribution of barley root biomass in soil profile. In: MendelNet 2013. Proceedings of International PhD Students Conference. Faculty of Agronomy: Mendel University in Brno Czech Republic, November, (pp. 69-74).

Balabukh, V. O., Tarariko, O. H., Ilienko, T. V., Velychko, V. A. (2021). Influence of in air temperature on crop productivity formation in Ukraine at the turn of XX-XXI centuries. Agricultural Science and Practice. 8(3), 71-87. doi: 10.15407/agrisp8.03.071

Strategy for environmental security and adaptation to climate change for the period up to 2030. Approved by the order of the Cabinet of Ministers of Ukraine dated October 20, 2021. No. 1363. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1363-2021-%D1%80#Text (in Ukrainian).

Завантаження

Опубліковано

2023-08-01

Як цитувати

Мірошниченко, М. М., Гладкіх, Є. Ю., Смиченко, В. М., & Войтович, О. М. (2023). Позитивний вплив глибокого внесення добрив на їх агрономічну ефективність та урожайність сої і соняшнику на чорноземі. Агрохімія і ґрунтознавство, 94, 4-14. https://doi.org/10.31073/acss94-01