Регулювання водного режиму посівів сої за дії обробітку ґрунту і удобрення для сталого сільського господарства
Анотація
Зниження вологості ґрунту внаслідок зміни клімату може призвести до зменшення урожайності культур, що негативно впливає на продовольчу безпеку і стійкість харчових систем. Тому метою цього дослідження було з’ясувати вплив обробітків ґрунту і систем удобрення на накопичення доступної вологи у ґрунті та урожайність сої. Дослідження були проведені на чорноземному опідзоленому середньо-суглинковому ґрунті протягом 2019-2022. Застосовували методи досліджень – польовий, лабораторний, порівняльнорозрахунковий і кореляційний. Сою вирощували у 4-пільній сівозміні за загальноприйнятою технологією для умов регіону дослідження. Представлено динаміку запасів доступної вологи у 0-20, 0-40 і 0-100 см шарах грунті впродовж вегетаційного періоду за дії систем обробітку ґрунту і удобрення. Було визначено запаси продуктивної вологи в ґрунті та урожайність зерна сої за дії полицевого, плоскорізного, чизельного, дискового і диференційованого обробітку ґрунту на мінеральному і органо-мінеральному фонах живлення. Максимальні запаси доступної вологи у кореневмісному шарі ґрунту (0-20 см) на мінеральному і органомінеральному фонах удобрення спостерігали у фазі повних сходів і цвітіння сої за чизельного обробітку ґрунту, а мінімальні за полицевого. Найвищі показники урожайності зерна сої отримано за мінерального і органо-мінерального удобрення і чизельного обробітку ґрунту. У фазі цвітіння сої за дії систем обробітку ґрунту між урожайністю зерна і запасами доступної вологи у шарі грунту 0-40 см встановлено середню кореляційну залежність (r = 0,66) за мінерального удобрення і слабку кореляційну залежність (r = 0,36) за органо-мінерального удобрення. На урожайність зерна сої максимальний вплив (62,5 %) виявила система удобрення. Результати цього дослідження можуть бути використані у прийнятті рішень стосовно сталого управління і збереження ґрунтів для сприяння глобальної продовольчої безпеки і пом’якшення змін клімату
Ключові слова
запаси вологи; шар ґрунту; урожайність зерна; кореляція; частка впливу
[1] Al-Shammary, I.B.G., Al-Shihmani, L.S.S., Fernández-Gálvez, J., & Caballero-Calvo, A. (2024). Optimizing sustainable agriculture: A comprehensive review of agronomic practices and their impacts on soil attributes. Journal of Environmental Management, 364, article number 121487. doi: 10.1016/j.jenvman.2024.121487.
[2] Arshad, T., Naqve, M., Mukhtiar, A., Javaid, M.M., Mahmood, A., Nadeem, M.A., & Khan, B.A. (2023). Conservation tillage for sustainable agriculture. In M. Hasanuzzaman (Eds.), Climate-resilient agriculture (pp. 313-327). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-031-37424-1_15.
[3] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[4] 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.
[5] Daneshian, J., Shariati, F., & Safavi Fard, N. (2024). Evaluation of soybean genotypes response to water deficit stress in terms of agronomic characteristics and grain yield. Journal of Crops Improvement, 26(2), 293-313. doi: 10.22059/jci.2024.365265.2846.
[6] de Almeida, A.M., Coelho, R.D., da Silva Barros, T.H., Quiloango-Chimarro, C.A., Azevedo, A.T., & de Oliveira Costa, J. (2024). Water use efficiency and canopy temperature response of soybean subjected to deficit irrigation. Italian Journal of Agrometeorology, 1, 3-16. doi: 10.36253/ ijam-2445.
[7] Didur, I., Tsyhanskyi, V., & Tsyhanskа, O. (2023). Influence of biologisation of the nutrition system on the transformation of biological nitrogen and formation of soybean productivity. Plant and Soil Science, 14(4), 8697. doi: 10.31548/plant4.2023.86.
[8] Dymytrov, S.H., & Sabluk, V.T. (2022). Increasing productive moisture content in the soil dueto mycorrhization of the root system of cropsby mycorrhizal fungi. Podilian Bulletin: Agriculture, Engineering, Economics, 1(36), 8-13. doi: 10.37406/2706-9052-2022-11.
[9] Furman, V., Furman, О., & Svystunova, I. (2022). Photosynthetic and seed productivity of soybean depends on inoculation and fertilizing in the conditions of right-bank Forest Steppe. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 18(6). doi: 10.31548/dopovidi2022.06.002.
[10] Furmanetc, M., Furmanetc, Y., & Furmanetc, I. (2021). Influence of tillage and fertilizer systems on productive moisture reserves under agrophytocenosis in crop rotation. Agrobiology, 2, 176-182. doi: 10.33245/23109270-2021-167-2-176-182.
[11] Hrytsiuk, N., Plotnytska, N., Tymoshchuk, T., Dovbysh, L., & Bondareva, L. (2020). Influence of the tillage on weediness of winter wheat crops in conditions of Ukrainian Polissia. Scientific Horizons, 5(90), 1521. doi: 10.33249/2663-2144-2020-90-5-15-21
[12] Hurtovenko, V.O., & Tsіuk, O.A. (2023). Water regime of a typical chernozem depending on agricultural technical measures. Agrarian Innovations, 22, 36-40. doi: 10.32848/agrar.innov.2023.22.6.
[13] Jiang, F., et al. (2024). Soil wind erosion, nutrients, and crop yield response to conservation tillage in North China: A field study in a semi-arid and wind erosion region after 9 years. Field Crops Research, 316, article number 109508. doi: 10.1016/j.fcr.2024.109508.
[14] Korobko, A., Kravets, R., Mazur, O., Mazur, O., & Shevchenko, N. (2024). Nitrogen-fixing capacity of soybean varieties depending on seed inoculation and foliar fertilization with biopreparations. Journal of Ecological Engineering, 25(4), 23-37. doi: 10.12911/22998993/183497.
[15] Kyrylyuk, V., Tymoshchuk, T., & Kalchuk, M. (2019a). Yielding of white mustard depending on the system of basic soil cultivation as well as fertilization. Scientific Horizons, 2(75), 27-33. doi: 10.332491/2663-2144-201975-2-27-33.
[16] Kyrylyuk, V., Tymoshchuk, T., & Kotelnytska, G. (2019b). Yield and quality of barley grain according to the systems of basic tillage and fertilization. Scientific Horizons, 9(82), 36-44. doi: 10.33249/2663-2144-2019-82-9-36-44.
[17] Lavrenko, S.O., Lavrenko, N.M., Maksymov, D.O., Maksymov, M.V., Didenko, N.O., & Islam, K.R. (2021). Variable tillage depth and chemical fertilization impact on irrigated common beans and soil physical properties. Soil Tillage Research, 212, article number 105024. doi: 10.1016/j.still.2021.105024.
[18] Leal Filho, W., Nagy, G.J., Setti, A.F.F., Sharifi, A., Donkor, F.K., Batista, K., & Djekic, I. (2023). Handling the impacts of climate change on soil biodiversity. The Science of the Total Environment, 869, article number 161671. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.161671.
[19] Li, Q., Droma, D., Sun, X., Qiao, Y., Hu, Z., & Zhang, X. (2023). Effects of warming and drought on growth and development of soybean in Hailun region. Open Life Sciences, 18(1), article number 20220717. doi: 10.1515/ biol-2022-0717.
[20] Matisic, M., Dugan, I., & Bogunovic, I. (2024). Challenges in sustainable agriculture – the role of organic amendments. Agriculture, 14(4), article number 643. doi: 10.3390/agriculture14040643.
[21] Mazur, O., Kupchuk, I., Voloshyna, O., Matviiets, V., Matviiets, N., & Mazur, O. (2023). Genetic determination of elements of the soybean yield structure and combining ability of hybridization components. Acta Fytotechnica et Zootechnica, 26(2), 163-178. doi: 10.15414/afz.2023.26.02.163-178.
[22] Modgil, R., Tanwar, B., Goyal, A., & Kumar, V. (2021). Soybean (Glycine max). In B. Tanwar & A. Goyal (Eds.), Oilseeds: Health attributes and food applications (pp. 1-46). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-154194-0_1.
[23] Mthiyane, P., Aycan, M., & Mitsui, T. (2024). Integrating biofertilizers with organic fertilizers enhances photosynthetic efficiency and upregulates chlorophyll-related gene expression in rice. Sustainability, 16(21), article number 9297. doi: 10.3390/su16219297.
[24] Peng, Z., Wang, L., Xie, J., Li, L., Coulter, J.A., Zhang, R., Luo, Z., Kholova, J., & Choudhary, S. (2019). Conservation tillage increases water use efficiency of spring wheat by optimizing water transfer in a Semi-Arid environment. Agronomy, 9(10), article number 583. doi: 10.3390/agronomy9100583.
[25] Ren, Z., Han, X., Feng, H., Wang, L., Ma, G., Li, J., Lv, J., Tian, W., He, X., Zhao, Y., & Wang, C. (2024) Long-term conservation tillage improves soil stoichiometry balance and crop productivity based on a 17-year experiment in a semi-arid area of northern China. Science of the Total Environment, 908, article number 168283. doi: 10.1016/j. scitotenv.2023.168283.
[26] Šarauskis, E., Sokas, S., & Rukaitė, J. (2024). Variable depth tillage: Importance, applicability, and impact – an overview. AgriEngineering, 6(2), 1870-1885. doi: 10.3390/agriengineering6020109.
[27] Somasundaram J., et al. (2020). No-till farming and conservation agriculture in south Asia – issues, challenges, prospects and benefits. Critical Reviews in Plant Sciences, 39(3), 236-279. doi: 10.1080/07352689.2020.1782069.
[28] Srebric, M., Dumanovic, Z., Perić, V., & Andjelkovic, V. (2020). Decrease of yield components and morphological traits of soybean full-sibs under drought conditions. Genetics, 52(3), 1249-1262. doi: 10.2298/GENSR2003249S.
[29] Sustainable Development Goals. (n.d.). Retrieved from https://sdgs.un.org/goals.
[30] Xiao, M., Ma, Y., Wang, C., Chen, J., Zhu, Y., Bartos, P., & Geng, G. (2023). Design and experiment of fuzzy-PID based tillage depth control system for a self-propelled electric tiller. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 16(4), 116-125. doi: 10.25165/j.ijabe.20231604.8116.