Роль мікоризних грибів у підвищенні ефективності використання добрив в сільському господарстві
Анотація
Дослідження було проведене з метою оцінки впливу мікоризних грибів на врожайність, біомасу та якість зернових культур (пшениці та кукурудзи) в умовах Півдня України. Для експерименту були відібрані контрольні та експериментальні ділянки, на яких застосовувалися мікоризні гриби для покращення засвоєння поживних речовин рослинами. Процес дослідження включав детальне вимірювання врожайності, біомаси та поглинання таких поживних елементів, як фосфор, азот і калій, на різних етапах вегетації. Результати показали, що застосування мікоризних грибів забезпечило збільшення врожайності пшениці на 15 % і кукурудзи на 18 % на експериментальних ділянках у порівнянні з контрольними, що було досягнуто завдяки підвищеному рівню поглинання поживних речовин із глибших шарів ґрунту. Біомаса пшениці зросла на 12 %, а кукурудзи на 14 %, що свідчить про позитивний вплив мікоризи на розвиток рослин. Поглинання фосфору на глибині 20-30 см збільшилося на 50 %, що сприяло кращому розвитку кореневої системи та забезпеченню рослин доступними елементами. Крім того, було зафіксовано підвищення вмісту білка в зерні пшениці на 7 %, а в кукурудзи на 9 %, що свідчить про покращення харчової та кормової цінності продукції. Аналіз показав також підвищення рівня олійності зерна кукурудзи на 4 %, що підвищує її економічну цінність. Важливим результатом стало зниження витрат на мінеральні добрива на 15 % завдяки покращенню ефективності використання поживних речовин, що зменшує потребу в додатковому підживленні. Отримані результати підтверджують, що використання мікоризних грибів є ефективним методом для підвищення врожайності, якості продукції та економічної ефективності сільськогосподарського виробництва
Ключові слова
агротехнології; зернові культури; Glomus; врожайність; біомаса; поглинання поживних елементів
[1] Anand, K., Pandey, G., Kaur, T., Pericak, O., Olson, C., Mohan, R., Akansha, K., Yadav, A., Devi, R., Kour, D., Rai, A., Kumar, M., & Yadav, A. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi as a potential biofertilizers for agricultural sustainability. Journal of Applied Biology & Biotechnology, 10(1), 90-107. doi: 10.7324/jabb.2022.10s111.
[2] Andreychenko, S., Kurchii, B., & Klepko, A. (2024). Ethylene and fatty acids as markers of stress resistance in winter wheat. Biological Systems: Theory and Innovation, 15(1), 84-90. doi: 10.31548/ biologiya15(1).2024.007.
[3] Benaffari, W., Boutasknit, A., Anli, M., Ait-El-Mokhtar, M., Ait-Rahou, Y., Ben-Laouane, R., Ahmed, H., Mitsui, T., Baslam, M., & Meddich, A. (2022). The native arbuscular mycorrhizal fungi and vermicompost-based organic amendments enhance soil fertility, growth performance, and the drought stress tolerance of quinoa. Plants, 11(3), article number 393. doi: 10.3390/plants11030393.
[4] Beslemes, D., Tigka, E., Roussis, I., Kakabouki, I., Mavroeidis, A., & Vlachostergios, D. (2023). Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on nitrogen and phosphorus uptake efficiency and crop productivity of two-rowed barley under different crop production systems. Plants, 12(9), article number 1908. doi: 10.3390/plants12091908.
[5] Burdina, I., & Priss, O. (2016). Effect of the substrate composition on yield and quality of basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Horticultural Research, 24(2), 109-118. doi: 10.1515/johr-2016-0027.
[6] Buzo, F., Mortinho, E., Santana, T., Garcia, I., Carvalho, C., & Filho, M. (2022). Bean nutrition and development in the function of reduced phosphorus doses and inoculation with arbuscular mycorrhizal fungus. Journal of Plant Nutrition, 45, 1942-1952. doi: 10.1080/01904167.2022.2043372.
[7] Chafai, W., Haddioui, K., Serghini-Caid, H., Labazi, H., AlZain, M., Noman, O., Parvez, M., Addi, M., & Khalid, A. (2023). Impact of Arbuscular mycorrhizal fungal strains isolated from soil on the growth, yield, and fruit quality of tomato plants under different fertilization regimens. Horticulturae, 9(9), article number 973. doi: 10.3390/ horticulturae9090973.
[8] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[9] 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.
[10] Dhiman, M., Sharma, L., Kaushik, P., Singh, A., & Sharma, M. (2022). Mycorrhiza: An ecofriendly bio-tool for better survival of plants in nature. Sustainability, 14(16), article number 10220. doi: 10.3390/su141610220.
[11] Donchak, L., & Shkvaruk, D. (2024). Current state and prospects for the development of agriculture in the Vinnytsia region. Ekonomika APK, 31(2), 23-31. doi: 10.32317/2221-1055.202402023.
[12] Dymytrov, S., Sabluk, V., & Humentyk, M. (2023). Formation of productivity of giant miscanthus (Miscanthus×giganteus) under symbiosis of its root system with fungi and bacteria. Plant and Soil Science, 14(2), 46-56. doi: 10.31548/plant2.2023.46.
[13] Ettlili, S., Labidi, S., Khiari, B., Jerbi, M., Alaya, A.B., Djébali, N., & Faysal, B.J. (2022). Reduced nitrogen and phosphorus fertilization combined with mycorrhizal inoculation enhance potato yield and soil mineral fertility. Journal of Oasis Agriculture and Sustainable Development, 4(4), 20-29. doi: 10.56027/joasd.212022.
[14] Fall, A., Nakabonge, G., Ssekandi, J., Founoune-Mboup, H., Badji, A., Ndiaye, A., Ndiaye, M., Kyakuwa, P., Anyoni, O., Kabaseke, C., Ronoh, A., & Ekwangu, J. (2023). Combined effects of indigenous arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and NPK fertilizer on growth and yields of maize and soil nutrient availability. Sustainability, 15(3), article number 2243. doi: 10.3390/su15032243.
[15] Feilinezhad, A., Mirzaeiheydari, M., Babaei, F., Maleki, A., & Rostaminya, M. (2022). The effect of tillage, organic matter and mycorrhizal fungi on efficiency and productivity use of nutrients in maize. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 53(20), 2719-2733. doi: 10.1080/00103624.2022.2072869.
[16] Felföldi, Z., Vidican, R., Stoian, V., Roman, I., Sestras, A., Rusu, T., & Sestras, R. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi and fertilization influence yield, growth and root colonization of different tomato genotype. Plants, 11(13), article number 1743. doi: 10.3390/plants11131743.
[17] Franczuk, J., Tartanus, M., Rosa, R., Zaniewicz-Bajkowska, A., Dębski, H., Andrejiová, A., & Dydiv, A. (2023). The effect of mycorrhiza fungi and various mineral fertilizer levels on the growth, yield, and nutritional value of sweet pepper (Capsicum annuum L.). Agriculture, 13(4), article number 857. doi: 10.3390/ agriculture13040857.
[18] Hazzoumi, Z., Azaroual, S., Mernissi, N., Zaroual, Y., Duponnois, R., Bouizgarne, B., & Kadmiri, I. (2022). Effect of arbuscular mycorrhizal fungi isolated from rock phosphate mine and agricultural soil on the improvement of wheat plant growth. Frontiers in Microbiology, 13, article number 881442. doi: 10.3389/ fmicb.2022.881442.
[19] 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.
[20] Kalamulla, R., Karunarathna, S., Tibpromma, S., Galappaththi, M., Suwannarach, N., Stephenson, S., Asad, S., Salem, Z., & Yapa, N. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi in sustainable agriculture. Sustainability, 14(19), article number 12250. doi: 10.3390/su141912250.
[21] Khaliq, A., Perveen, S., Alamer, K., Haq, M., Rafique, Z., Alsudays, I., Althobaiti, A., Saleh, M., Hussain, S., & Attia, H. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi symbiosis to enhance plant-soil interaction. Sustainability, 14(13), article number 7840. doi: 10.3390/su14137840.
[22] Khan, Y., Shah, S., & Hui, T. (2022). The roles of arbuscular mycorrhizal fungi in influencing plant nutrients, photosynthesis, and metabolites of cereal crops – A review. Agronomy, 12(9), article number 2191. doi: 10.3390/ agronomy12092191.
[23] Mitra, D., Nayeri, F.D., Sansinenea, E., Ortiz, A., Bhatta, B.B., Adeyemi, N.O., Janeeshma, E., Al-Ani, L.K., Sharma, S.B., Boutaj, H., Priyadarshini, A., Chakroborty, D., Senapati, A., Sierra, G., Chidambaranathan, P., Das Mohapatra, P.K., & Panneerselvam, P. (2023). Unraveling arbuscular mycorrhizal fungi interaction in rice for plant growth development and enhancing phosphorus use efficiency through recent development of regulatory genes. Journal of Plant Nutrition, 46(13), 3184-3220. doi: 10.1080/01904167.2023.2191638.
[24] Myronycheva, O., Bandura, I., Bisko, N., Gryganskyi, A.P., & Karlsson, O. (2017). Assessment of the growth and fruiting of 19 oyster mushroom strains for indoor cultivation on lignocellulosic wastes. BioResources, 12(3), 4606-4626. doi: 10.15376/biores.12.3.4606-4626.
[25] Ngosong, C., Tatah, B., Olougou, M., Suh, C., Nkongho, R., Ngone, M., Achiri, D., Tchakounté, G., & Ruppel, S. (2022). Inoculating plant growth-promoting bacteria and arbuscular mycorrhiza fungi modulates rhizosphere acid phosphatase and nodulation activities and enhance the productivity of soybean (Glycine max). Frontiers in Plant Science, 13, article number 934339. doi: 10.3389/fpls.2022.934339.
[26] Oliferchuk, V., Kendzora, N., Shukel, I., Samarska, M., & Olejniuk-Puchniak, O. (2023). The role of V-strategist endophytes in stimulating the formation of mycorrhizal interactions and soil regeneration. doi: 10.5772/ intechopen.109912.
[27] Peng, Z., Johnson, N., Jansa, J., Han, J., Fang, Z., Zhang, Y., Jiang, S., Xi, H., Mao, L., Pan, J., Zhang, Q., Feng, H., Fan, T., Zhang, J., & Liu, Y. (2023). Mycorrhizal effects on crop yield and soil ecosystem functions in a long-term tillage and fertilization experiment. New Phytologist, 242(4), 1798-1813. doi: 10.1111/nph.19493.
[28] Qian, S., Xu, Y., Zhang, Y., Wang, X., Niu, X., & Wang, P. (2024). Effect of AMF inoculation on reducing excessive fertilizer use. Microorganisms, 12(8), article number 1550. doi: 10.3390/microorganisms12081550.
[29] Shahini, S., Kachanova, T., Manushkina, T., Petrova, O., & Shevchuk, N. (2023). Using organic nitrogen fertilisers to improve soil health and increase yields. International Journal of Environmental Studies, 80(2), 433-441. doi: 10.1080/00207233.2023.2174739.
[30] Sheikh-Assadi, M., Khandan-Mirkohi, A., Taheri, M., Babalar, M., Sheikhi, H., & Nicola, S. (2023). Arbuscular mycorrhizae contribute to growth, nutrient uptake, and ornamental characteristics of statice (Limonium sinuatum [L.] Mill.) subject to appropriate inoculum and optimal phosphorus. Horticulturae, 9(5), article number 564. doi: 10.3390/horticulturae9050564.
[31] Soussani, F., Boutasknit, A., Ben-Laouane, R., Benkirane, R., Baslam, M., & Meddich, A. (2023). Arbuscular mycorrhizal fungi and compost-based biostimulants enhance fitness, physiological responses, yield, and quality traits of drought-stressed tomato plants. Plants, 12(9), article number 1856. doi: 10.3390/plants12091856.
[32] Sun, J., Jia, Q., Li, Y., Zhang, T., Chen, J., Ren, Y., Dong, K., Xu, S., Shi, N., & Fu, S. (2022). Effects of arbuscular mycorrhizal fungi and biochar on growth, nutrient absorption, and physiological properties of maize (Zea mays L.). Journal of Fungi, 8(12), article number 1275. doi: 10.3390/jof8121275.
[33] Sun, W., & Shahrajabian, M.H. (2023). The application of arbuscular mycorrhizal fungi as microbial biostimulant: Sustainable approaches in modern agriculture. Plants, 12(17), article number 3101. doi: 10.3390/ plants12173101.
[34] Tang, H., Hassan, M., Feng, L., Nawaz, M., Shah, A., Qari, S., Liu, Y., & Miao, J. (2022). The critical role of arbuscular mycorrhizal fungi to improve drought tolerance and nitrogen use efficiency in crops. Frontiers in Plant Science, 13, article number 919166. doi: 10.3389/fpls.2022.919166.
[35] Wahab, A., Muhammad, M., Munir, A., Abdi, G., Zaman, W., Ayaz, A., Khizar, C., & Reddy, S.P. (2023). Role of arbuscular mycorrhizal fungi in regulating growth, enhancing productivity, and potentially influencing ecosystems under abiotic and biotic stresses. Plants, 12(17), article number 3102. doi: 10.3390/plants12173102.
[36] Yang, H., Fang, C., Li, Y., Wu, Y., Fransson, P., Rillig, M., Zhai, S., Xie, J., Tong, Z., Zhang, Q., Sheteiwy, M., Li, F., & Weih, M. (2022). Temporal complementarity between roots and mycorrhizal fungi drives wheat nitrogen use efficiency. New Phytologist, 263(3), 1168-1181. doi: 10.1111/nph.18419.