Поживний режим і баланс поживних речовин у ґрунті під кормовими культурами при застосуванні різних видів добрив (на прикладі Кизилординської області)
Анотація
Сучасне сільське господарство стикається з низкою викликів, серед яких особливе значення має ефективне використання добрив для забезпечення рослин необхідними поживними речовинами. Зокрема, зростаюча увага до сталого сільського господарства та необхідність збереження ґрунтових ресурсів підкреслюють актуальність досліджень з оптимізації використання добрив. Метою дослідження було визначення ефективних методів використання добрив для забезпечення рослин поживними речовинами. Для досягнення поставленої мети досліджували ефективність сидератів, органічних (гній) та мінеральних добрив під сорго та багаторічні трави (Medicago sativa, Elytrigia, Agropyron) на засоленому ґрунті. Дослідження показало, що органічні добрива, такі як гній та сидерати, сприяють більш рівномірному забезпеченню рослин поживними речовинами порівняно з мінеральними добривами. Це особливо важливо в контексті балансу азоту та фосфору, де Medicago sativa має позитивний баланс азоту завдяки своїй здатності до симбіотичної фіксації азоту. Інші досліджувані культури, такі як Elytrigia, Agropyron і Sorghum, показали негативний баланс азоту на контрольному варіанті, але внесення мінеральних добрив N100P50K110 призвело до позитивного балансу азоту. Заміна мінеральних добрив органічними добривами, такими як гній та сидерати, збільшила внесення азоту, але також збільшила винос азоту з ґрунту завдяки збільшенню врожайності фітомаси. Результати дослідження підтверджують важливість переходу до більш сталого та екологічно безпечного способу виробництва в сільському господарстві, що забезпечить розвиток галузі та підвищить її конкурентоспроможність на міжнародному ринку. Практичне значення дослідження полягає у наданні аграріям можливості підвищити врожайність вирощуваних ними культур і водночас зберегти родючість ґрунту за рахунок оптимального використання поживних речовин, що містяться в добривах
Ключові слова
обмінний калій; фосфор; азот; гумус; Sorghum; Medicago sativa
[1] Allam, M., Radicetti, E., Quintarelli, V., Petroselli, V., Marinari, S., & Mancinelli, R. (2022). Influence of organic and mineral fertilizers on soil organic carbon and crop productivity under different tillage systems: A metaanalysis. Agriculture, 12(4), article number 464. doi: 10.3390/agriculture12040464.
[2] Asaye, Z., Kim, D.G., Yimer, F., Prost, K., Obsa, O., Tadesse, M., Gebrehiwot, M., & Brüggemann, N. (2022). Effects of combined application of compost and mineral fertilizer on soil carbon and nutrient content, yield, and agronomic nitrogen use efficiency in maize-potato cropping systems in southern Ethiopia. Land, 11(6), article number 784. doi: 10.3390/land11060784.
[3] Cai, H., Tao, N., & Guo, C. (2020). Systematic investigation of the effects of macro-elements and iron on soybean plant response to fusarium oxysporum infection. The Plant Pathology Journal, 36(5), 398-405. doi: 10.5423/PPJ. OA.04.2020.0069.
[4] Carr, P.M., Cavigelli, M.A., Darby, H., Delate, K., Eberly, J.O., Fryer, H.K., Gramig, G.G., Heckman, J.R., Mallory, E.B., Reeve, J.R., Silva, E.M., Suchoff, D.H., & Woodley, A.L. (2020). Green and animal manure use in organic field crop systems. Agronomy Journal, 112(2), 648-674. doi: 10.1002/agj2.20082.
[5] Chen, X., Jiao, T., Nie, Z., Zhang, D., Wang, J., & Qi, J. (2022). Effects of different fertilizers on nutrient quality and mineral elements in different economic forage groups in Qilian Mountain alpine meadows. PeerJ, 10, article number e14223. doi: 10.7717/peerj.14223.
[6] Chilundo, M., Joel, A., Wesström, I., Brito, R., & Messing, I. (2018). Influence of irrigation and fertilisation management on the seasonal distribution of water and nitrogen in a semi-arid loamy sandy soil. Agricultural Water Management, 199, 120-137. doi: 10.1016/j.agwat.2017.12.020.
[7] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[8] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[9] Huang, S., Yang, W., Ding, W., Jia, L., Jiang, L., Liu, Y., Xu, X., Yang, Y., He, P., & Yang, J. (2021). Estimation of nitrogen supply for summer maize production through a long-term field trial in China. Agronomy, 11(7), article number 1358. doi: 10.3390/agronomy11071358.
[10] Ismayilzada, M., Gahramanova, S., Rahimova, K., & Karimova, V. (2023). Adaptation strategies of agriculture to climate change and natural disasters. Ekonomika APK, 30(6), 17-25. doi: 10.32317/2221-1055.202306017.
[11] Ivanova, I., Serdyuk, M., Malkina, V., Tonkha, O., Tsyz, O., Mazur, B., Shkinder-Barmina, A., Herasko, T., & Havryliuk, O. (2022). Cultivar features of polyphenolic compounds and ascorbic acid accumulation in the cherry fruits (Prunus cerasus L.) in the Southern Steppe of Ukraine. Agronomy Research, 20(3), 588-602. doi: 10.15159/ AR.22.065.
[12] Klimczyk, M., Siczek, A., & Schimmelpfennig, L. (2021). Improving the efficiency of urea-based fertilization leading to reduction in ammonia emission. Science of the Total Environment, 771, article number 145483. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.145483.
[13] Kong, W.L., Ni, H., Wang, W.Y., & Wu, X.Q. (2022). Antifungal effects of volatile organic compounds produced by Trichoderma koningiopsis T2 against Verticillium dahliae. Frontiers in Microbiology, 13, article number 1013468. doi: 10.3389/fmicb.2022.1013468.
[14] Lynch, J.P., Strock, C.F., Schneider, H.M., Sidhu, J.S., Ajmera, I., Galindo-Castañeda, T., Klein, S.P., & Hanlon, M.T. (2021). Root anatomy and soil resource capture. Plant and Soil, 466, 21-63. doi: 10.1007/s11104-021-05010-y.
[15] Ostapenko, N. (2024). Efficiency of biological products and mineral fertilizers application on winter garlic crops in the conditions of the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(1), 89-98. doi: 10.56407/bs.agrarian/1.2024.89.
[16] Pahalvi, H.N., Rafiya, L., Rashid, S., Nisar, B., & Kamili, A.N. (2021). Chemical fertilizers and their impact on soil health. In Microbiota and biofertilizers ecofriendly tools for reclamation of degraded soil environs (pp. 1-20). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-61010-4_1.
[17] Palchikov, Y.V., Bobrovich, L.V., Volkov, S.A., & Butenko, A.I. (2018). The role of green manure in improving soil fertility. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 9(12), 1347-1353.
[18] Panfilova, A., Korkhova, M., Gamayunova, V., Fedorchuk, M., Drobitko, A., Nikonchuk, N., & Kovalenko, O. (2019). Formation of photosynthetic and grain yield of spring barley (Hordeum vulgare L.) depend on varietal characteristics and plant growth regulators. Agronomy Research, 17(2), 608-620. doi: 10.15159/AR.19.099.
[19] Rosemarin, A., Macura, B., Carolus, J., Barquet, K., Ek, F., Järnberg, L., Lorick, D., Johannesdottir, S., Pedersen, S.M., Koskiaho, J., Haddaway, N.R., & Okruszko, T. (2020). Circular nutrient solutions for agriculture and wastewater a review of technologies and practices. Current Opinion in Environmental Sustainability, 45, 78-91. doi: 10.1016/j. cosust.2020.09.007.
[20] Sapkota, T.B., Singh, L.K., Yadav, A.K., Khatri-Chhetri, A., Jat, H.S., Sharma, P.C., Jat, M.L., & Stirling, C.M. (2020). Identifying optimum rates of fertilizer nitrogen application to maximize economic return and minimize nitrous oxide emission from rice-wheat systems in the Indo-Gangetic Plains of India. Archives of Agronomy and Soil Science, 66(14), 2039-2054. doi: 10.1080/03650340.2019.1708332.
[21] Shahini, S., Shahini, E., Koni, B., Shahini, Z., Shahini, E., & Bërxolli, A. (2023). Enhanced tomato yield via bumblebee pollination: A case study in Durres, Albania. International Journal of Design and Nature and Ecodynamics, 18(4), 905-914. doi: 10.18280/ijdne.180417.
[22] Slaton, N.A., Lyons, S.E., Osmond, D.L., Brouder, S.M., Culman, S.W., Drescher, G., Gatiboni, L.C., Hoben, J., Kleinman, P.J.A., McGrath, J.M., Miller, R.O., Pearce, A., Shober, A.L., Spargo, J.T., & Volenec, J.J. (2022). Minimum dataset and metadata guidelines for soil-test correlation and calibration research. Soil Science Society of America Journal, 86(1), 19-33. doi: 10.1002/saj2.20338.
[23] Stepaniuk, M., & Głowacka, A. (2022). Yield of winter oilseed rape (Brassica napus L. var. napus) in a short-term monoculture and the macronutrient accumulation in relation to the dose and method of sulphur application. Agronomy, 12(1), article number 68. doi: 10.3390/agronomy12010068.
[24] Tadesse, A., Shanka, D., & Laekemariam, F. (2022). Short-term integrated application of nitrogen, phosphorus, sulfur, and boron fertilizer and the farmyard manure effect on the yield and yield components of common bean (Phaseolus vulgaris L.) at alle special woreda, Southern Ethiopia. Applied and Environmental Soil Science, 2022, article number 2919409. doi: 10.1155/2022/2919409.
[25] Tanchyk, S., Litvinov, D., Butenko, A., Litvinova, O., Pavlov, O., Babenko, A., Shpyrka, N., Onychko, V., Masyk, I., & Onychko, T. (2021). Fixed nitrogen in agriculture and its role in agrocenoses. Agronomy Research, 19(2), 601611. doi: 10.15159/AR.21.086.
[26] Tomaz, A., Palma, J.F., Ramos, T., Costa, M.N., Rosa, E., Santos, M., Boteta, L., Dôres, J., & Patanita, M. (2021). Yield, technological quality and water footprints of wheat under Mediterranean climate conditions: A field experiment to evaluate the effects of irrigation and nitrogen fertilization strategies. Agricultural Water Management, 258, article number 107214. doi: 10.1016/j.agwat.2021.107214.
[27] Tonkha, O., Pak, O., Kozak, V., Hryshchenko, O., & Pikovska, O. (2024). Assessment of the influence of mineral fertilisers on the phosphate regime of meadow chernozem carbonate soil and yield of sunflower and winter wheat. Plant and Soil Science, 15(1), 63-74. doi: 10.31548/plant1.2024.63.
[28] Xie, R.C., Huang, L.N., Lei, F., Zhang, D.M., Cheng, S.M., Zhao, Z.X., & Wei, S.X. (2021). Effects of fertilizer reduction combined with bio-organic fertilizer on yield and quality of banana. South China Fruits, 50, 58-62. doi: 10.13938/j.issn.1007-1431.20200859.
[29] Yan, S.J., Tian, R.X., Chai, W.C., Liu, J., & Zhang, J.N. (2021). Straw mulching on winter crop of eggplant growth and development, quality and soil environment. Journal of Northeast Agricultural Sciences, 46, 76-81. doi: 10.16423/j. cnki.1003-8701.2021.05.017.
[30] Zhang, Y., Zhao, L., Feng, Z., Guo, H., Feng, H., Yuan, Y., Wei, F., & Zhu, H. (2021). The role of a new compound micronutrient multifunctional fertilizer against verticillium dahliae on cotton. Pathogens, 10(1), article number 81. doi: 10.3390/pathogens10010081.