Ефективність органічних технологій вирощування жита озимого в умовах Полісся України у контексті адаптації до змін клімату
Анотація
В умовах Полісся України вирощування жита озимого у органічному землеробстві є перспективним, проте стримується низькими врожаями культури. Тому актуальним завданням є пошук шляхів підвищення ефективності системи удобрення цієї традиційної поліської культури. Метою досліджень було проаналізувати доцільність застосування рідких комплексних добрив на фоні трьох систем удобрення за органічного та конвекційного вирощування жита озимого в умовах Полісся України. Було використано польові, лабораторноаналітичні, математико-статистичні методи досліджень. Було проаналізовано результати стаціонарного досліду на ясно-сірому лісовому ґрунті. Встановлено, що найвища урожайність жита озимого була за вирощування за конвекційною технологією з мінеральною системою удобрення – 4,2 т/га, яка забезпечила приріст зерна 1,07 т/га або 34,4% до контролю по досліду. Застосування органічної технології на основі органічної і органо-мінеральної систем удобрення забезпечило значно менший приріст – 0,6 і 0,75 т/га або 19,3 і 24,0%, відповідно. Однак, рівень рентабельності за мінеральної системи скоротився на 0,54 тис. грн/т або 39,1%, умовно чистий прибуток – на 1,6 тис. грн/т або 26,0% порівняно з органічною системою удобрення. Остання була кращою і з енергетичної точки зору. Доведено, що двократне позакореневе підживлення рідкими органомінеральними добривами суттєво підвищує ефективність системи удобрення. В умовах досліду це виражалось у додатковому прирості продуктивності на 0,47–1,16 т/га, зниженні собівартості на 0,14–0,36 тис.грн/га, підвищенні рентабельності на 19,3–48,3%, енергетичної ефективності – на 0,14–0,71 та пластичності культури до посушливих умов протягом вегетації. Наукові результати можуть стати основою для вдосконалення системи удобрення за органічного вирощування жита озимого, що забезпечить формування сталих врожаїв за рахунок мінімізації впливу стресових чинників (посушливі періоди протягом вегетації) та підвищити економічну ефективність виробництва зерна у агроформуваннях різних форм власності
Ключові слова
органічне землеробство; короткоротаційна сівозміна; системи удобрення; рідкі органомінеральні добрива; пластичність жита озимого; рівень рентабельності; коефіцієнт енергетичної ефективності
[1] Antille, D.L., Sakrabani, R., Tyrell, S.N., Le, M.S., & Godwin, R.J. (2013). Characterization of organomineral fertilizers derived from nutrient – enriched biosolids granules. Applied and Environmental Soil Science, 2013, article number 694597. doi: 10.1155/2013/694597.
[2] Artemieva, K. (2018). Economic efficiency of complex application of liquid organomineral fertilizers. Bulletin of Agricultural Science, 5(782), 73-77. doi: 10.31073/agrovisnyk201805-12.
[3] Avramenko, S., Tsekhmeistruk, M., & Hlybokyi, O. (2011). New aspects of growing winter rye. Agribusiness Today, 17, 5-8.
[4] Bargaz, A., Lyamlouli, K., Chtouki, M., Zeroual, Y., & Dhiba D. (2018). Soil microbial resources for improving fertilizers efficiency in an integrated plant nutrient management system. Front Microbiology, 9, article number 1606. doi: 10.3389/fmicb.2018.01606.
[5] Cavigelli, M.A., Teasdale, J.R., & Conklin, A.E. (2008). Long-term agronomic performance of organic and conventional field crops in the mid-Atlantic region. Agronomy Journal, 100(3), 785-794. doi: 10.2134/agronj2006.0373.
[6] Dospekhov, B.A. (1985). Methods of field experiment (with the basics of statistical processing of research results). m: Agropromizdat.
[7] Drobek, M., Frąc, M., & Cybulska, J. (2019). Plant biostimulants: Importance of the quality and yield of horticultural crops and the improvement of plant tolerance to abiotic stress – A Review. Agronomy, 9(6), article number 335. doi: 10.3390/agronomy9060335.
[8] Faridi, M.F., & Sulphey, M.M. (2019). Food security as a prelude to sustainability: A case study in the agricultural sector, its impacts on the Al Kharj community in The Kingdom of Saudi Arabia. Entrepreneurship and Sustainability Issues, 6(3), 1336-1345. doi: 10.9770/jesi.2019.6.3(34).
[9] Freyer, B., Bingen, J., & Fiala, V. (2019). Seven myths of organic agriculture and food research. Organic Agriculture, 9, 263-273. doi: 10.1007/s13165-018-0213-2.
[10] Galich, M.A., & Strelchenko, V.P. (2004). Agroecological bases of land use of Zhytomyr region. Zhytomyr: Volyn.
[11] Goenadi, D.H., Mustafa, A.B., & Santi, L.P. (2018). Bio-organo-chemical fertilizers: A new prospecting technology for improving fertilizer use efficiency (FUE). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 183(1), article number 012011. doi: 10.1088/1755-1315/183/1/012011.
[12] Grycenko, O. (2020). Yield of the sorts of winter rye in organic production in Polissya of Ukraine. Scientific Horizons, 2(87), 38-42. doi: 10.33249/2663-2144-2020-87-02-38-42.
[13] Gunes, A., Karagoz, K., Turan, M., Kotan, R., Yildirim, E., Cakmakci, R., & Sahin, F. (2015). Fertilizer efficiency of some plant growth promoting rhizobacteria for plant growth. Research Journal of Soil Biology, 7, 28-45. doi: 10.3923/rjsb.2015.28.45.
[14] Havran, I., Prokipets, S., Yezerkovska, L., Pasatska, V., Plaksiuk, L., Yaroshenko, L., Manziuk, O., Volkova, S., Halashevsky, S., & Chemeris, M. (2022). List of auxiliary products and methods allowed for use in organic farming, taking into account the requirements of the organic standards of the European Union. Kyiv: «Organic Standard» LLC.
[15] Hayden, Z., Brainard, D., Henshaw, B., & Ngouajio, M. (2012). Winter annual weed suppression in rye-vetch cover crop mixtures. Weed Technology, 26(4), 818-825. doi: 10.1614/WT-D-12-00084.1.
[16] Januskaitiene, I., Dikšaitytė, A., & Kunigiškytė, J. (2021). Organic fertilizers reduce negative effect of drought in barely (C 3) and millet (C 4) under warmed climate conditions. Archives of Agronomy and Soil Science, 68(13), 283-294. doi: 10.1080/03650340.2021.1928648.
[17] Jezierska-Thöle, A., Gwiaździńska-Goraj, M., & Wiśniewski, Ł. (2017). Current status and prospects for organic agriculture in Poland. Quaestiones Geographicae, 36(2), 23-36. doi: 10.1515/quageo–2017–0012.
[18] Kadžienė, G., Munkholm, L.J., & Mutegi, J.K. (2011). Root growth conditions in the topsoil as affected by tillage intensity. Geoderma, 166(1), 66-73. doi: 10.1016/j.geoderma.2011.07.013.
[19] Kalenska, S. (2004). Production of winter rye grain in Ukraine. Collection of Scientific Works of Uman SAU: SemiPublic Issue, 90-98.
[20] Karasiuk, I., & Khomchak, O. (2005). Study of the ways of application of microelements in plant growing in the conditions of the Forest-Steppe of Ukraine. Collection of Scientific Works of Uman SAU: Agronomy, 61, 55-63.
[21] Klonsky, K. (2012). Comparison of production costs and resource use for organic and conventional production systems. American Journal of Agricultural Economics, 94, 314-321. doi: 10.1093/ajae/aar102.
[22] Kravchuk, M., Kropivnitsky, R., Klimenko, T., Jarmolowicz, A., & Kropivnitsky, V. (2020). Weeds contamination of a winter rye crops depending on ways of tillage in the conditions of transition to organic farming. Scientific Horizons, 1(86), 39-45. doi: 10.33249/2663-2144-2020-86-1-39-45.
[23] Kravchuk, N.N., Kropyvnytskyi, R.B., Zhuravel, S.V., Klymenko, T.V., & Trembitska, O.I. (2021). Soil-protective technologies as an important component of agricultural biologization in the conditions of the Central Polissia of Ukraine. E3S Web of Conferences, 254, article number 05012. doi: 10.1051/e3sconf/202125405012.
[24] Kysil, V. (2005). Agrochemical aspects of greening agriculture. Kharkiv: NSC “Institute of Soil Science and Agricultural Chemistry named O.N. Sokolovskoho”.
[25] Martinez-Alcantara, B., Martinex-Cuenca, M.-R., Bermejo, A., Legaz, F., & Quinones, A. (2016). Liquid organic fertilizers for sustainable agriculture: Nutrient uptake of organic versus mineral fertilizers in cirtus trees. PLoS One, 11(10), article number e0161619. doi: 10.1371/journal.pone.0161619.
[26] Mc Guire, A.M. (2017). Agricultural science and organic farming: Time to change our trajectory. Agricultural & Environmental Letters, 2, article number 170024. doi: 10.2134/ael2017.08.0024.
[27] Muller, A., Schader, C., El-Hage Scialabba, N., Brüggemann, J., Isensee, A., Erb, K.-H., Smith, P., Klocke, P., Leiber, F., Stolze, M., & Niggli, U. (2017). Strategies for feeding the world more sustainably with organic agriculture. Nature Communications, 8, article number 1290. doi: 10.1038/s41467-017-01410-w.
[28] Nelson, K.A., Smeda, R.J., & Smoot, R.L. (2011). Spring-interceded winter rye seeding rates influence weed control and organic soybean yield. International Journal of Agronomy, 2011(1), article number 571973. doi: 10.1155/2011/571973.
[29] Popko, M., Michalak, I., Wilk, R., Gramza, M., Chojnacka, K., & Górecki, H. (2018). Effect of the new plant growth biostimulants based on amino acids on yield and grain quality of winter wheat. Molecules, 23(2), article number 470. doi: 10.3390/molecules23020470.
[30] Reddy, K.N. (2003). Impact of rye cover crop and herbicides on weeds, yield, and net return in narrow-row transgenic and conventional soybean (Glycine max). Weed Technology, 17(1), 28-35. doi: 10.1614/0890-037X(2003)017[0028:IORCCA]2.0.CO;2.
[31] Reganold, J.P., & Wachter, J.M. (2016). Organic agriculture in the twenty-first century. Nature Plants, 2(2), article number 15221. doi: 10.1038/nplants.2015.221.
[32] Semenjuk, O.V. (2017). The effectiveness of the use of liquid organic fertilizers Polydon® and plant growth stimulator Alfastim® on winter wheat crops. Farming, 1, 44-46.
[33] Seufert, V., Ramankutty, N., & Foley, J. (2012). Comparing the yields of organic and conventional agriculture. Nature, 485, 229-232. doi: 10.1038/nature11069.
[34] Sivojiene, D., Kacergius, A., Baksiene, E., Maseviciene, A., & Zickiene, L. (2021). The influence of organic fertilizers on the abundance of soil microorganism communities, agrochemical indicators, and yield in east lithuanian light soils. Plants (Basel, Switzerland), 10(12), article number 2648. doi: 10.3390/plants10122648.
[35] Solovei, V.B. (2018). Recommendations for assessing the ecological and genetic suitability of the soils of Ukraine for organic production in the zonal and regional aspect. Kharkiv: Brovin O.V.
[36] Stamenković, S., Beškoski, V., Karabegović, I., Lazić, M., & Nikolić, N. (2018). Microbial fertilizers: A comprehensive review of current findings and future perspectives. Spanish Journal of Agricultural Research, 16(1), article number e09R01. doi: 10.5424/sjar/2018161-12117.
[37] State register of pesticides and agrochemicals approved for use in Ukraine. (2022). Retrieved from https:// mepr.gov.ua/content/derzhavniy-reestr-pesticidiv-i-agrohimikativ-dozvolenih-do-vikoristannya-v-ukrainidopovnennya-z-01012017-zgidno-vimog-postanovi-kabinetu-ministriv-ukraini-vid-21112007--1328.html.
[38] Stovolos, N. (2014). Model for the formation of a national system for the production of organic products. Visnyk ZhDTU, 4(70), 98-102.
[39] Tireuov, K., Mizanbekova, S., Kalykova, B., & Nurmanbekova, G. (2018). Towards food security and sustainable development through enhancing efficiency of grain industry. Enterpreneurship and Sustainability Issues, 6(1), 446-455. doi: 10.9770/jesi.2018.6.1(27).
[40] Veremeienko, S.I., & Semenko, L.O. (2019). Current problems of soil degradation are a trophic aspect. Scientific Horizons, 1(74), 69-75. doi: 10.332491/2663-2144-2019-74-1-69-75
[41] Wilier, H., Schlatter B., Trâvrûcek J., Kemper L., & Lemoud J. (Eds.) (2020). The world of organic agriculture statistics and emerging trends 2020. Retrieved from https://orgprints.org/id/eprint/37222/.
[42] Yavorskaya, V., Dragovoz, I., Kryuchkova, L., Kurchii, V.O., & Makoveichuk, T. I. (2006). Growth regulators based on natural raw materials and their application in crop production. Kyiv: Logos.
[43] Zikeli, S., & Gruber, S. (2017). Reduced tillage and no-till in organic farming systems, Germany – Status quo, potentials and challenges. Agriculture, 7(4), 35. doi: 10.3390/agriculture7040035.