Вплив біорізноманіття на стабільність агроекосистем: практичні аспекти для фермерів
Анотація
Метою роботи було дослідити вплив вирощування міжрядних культур, таких як конюшина, у посівах соняшника на зменшення кількості бур’янів, покращення властивостей ґрунту та підвищення продуктивності агроекосистем. У статті представлено дослідження впливу міжрядних культур, зокрема конюшини, на екологічні та агрономічні показники агроекосистем при вирощуванні соняшника. Дослідження було проведено в умовах Центральної України в Черкаській області в 2023 році. Результати дослідження вказують на те, що використання міжрядних культур є ефективним засобом природного контролю бур’янів. Завдяки рослинному покриву конюшини вдалося суттєво знизити кількість бур’янів, що мінімізувало потребу в застосуванні гербіцидів. Це створило сприятливі умови для росту основної культури без значного збільшення затрат. Встановлено, що міжрядні культури позитивно впливають на рівень вологості ґрунту, сприяючи збереженню під час вегетаційного періоду. Особливо помітним цей ефект був у періоди посухи, коли рослинний покрив зменшував випаровування вологи. Результатом стало покращення родючості ґрунту за рахунок збільшення вмісту органічної речовини. Органічні залишки конюшини, що залишалися після завершення вегетаційного періоду, підвищували біологічну активність ґрунту та покращували структуру. Це сприяло розвитку ґрунтової мікробіоти, яка забезпечує краще засвоєння поживних речовин. Використання міжрядних культур також позитивно вплинуло на врожайність соняшника, створивши сприятливі умови для росту. Поліпшення фізичних і хімічних властивостей ґрунту дозволило підвищити ефективність використання ресурсів, що дало змогу отримати стабільно високі врожаї. Отримані результати свідчать про те, що міжрядні культури є перспективним інструментом для підвищення стійкості агроекосистем. Та сприяють зменшенню залежності від хімічних засобів, покращують стан ґрунту та підвищують економічну ефективність сільського господарства
Ключові слова
біодинаміка; водний баланс; ґрунтові процеси; сталий розвиток; контроль бур’янів
[1] Agrostory. (2021). Clover: A nitrogen plant in the field. Retrieved from https://surl.li/ewguly.
[2] Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements: FAO Irrigation and drainage paper 56. Retrieved from https://surl.li/jzmdnb.
[3] Basanets, O. (2024). Not a puddle of salt to eat: How to improve soil structure during salinisation. Retrieved from https://surl.li/fumfgf.
[4] Beillouin, D., Ben-Ari, T., Malézieux, E., Seufert, V., & Makowski, D. (2021). Positive but variable effects of crop diversification on biodiversity and ecosystem services. Global Change Biology, 27(19), 4697-4710. doi: 10.1111/ gcb.15747.
[5] Canelas, J.V., & Pereira, H.M. (2022). Impacts of land-use intensity on ecosystems stability. Ecological Modelling, 472, article number 110093. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2022.110093.
[6] Carof, M., Godinot, O., & Cadre, E.L. (2022). Biodiversity-based cropping systems: A long-term perspective is necessary. The Science of the Total Environment, 838(Part 1), article number 156022. doi: 10.1016/j. scitotenv.2022.156022.
[7] Cherlinka, V. (2024). Cover crops: Importance for agriculture. Retrieved from https://eos.com/uk/blog/pokryvnikultury/?utm_source=chatgpt.com.
[8] Chupryna, Y.Y. (2022). Agroecological assessment of population-species biodiversity of the genus Triticum L. to biotic and abiotic factors in the agroecosystem. Retrieved from https://surl.li/vanqso.
[9] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[10] Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973, March). Retrieved from https:// zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129%23Text#Text.
[11] Dardonville, M., Bockstaller, C., Villerd, J., & Therond, O. (2022). Resilience of agricultural systems: Biodiversitybased systems are stable, while intensified ones are resistant and high-yielding. Agricultural Systems, 197, article number 103365. doi: 10.1016/j.agsy.2022.103365.
[12] De La Riva, E.G., Ulrich, W., Batáry, P., Baudry, J., Beaumelle, L., Bucher, R., & Birkhofer, K. (2023). From functional diversity to human well-being: A conceptual framework for agroecosystem sustainability. Agricultural Systems, 208, article number 103659. doi: 10.1016/j.agsy.2023.103659.
[13] Drobitko, A., & Alakbarov, A. (2023). Soil restoration after mine clearance. International Journal of Environmental Studies, 80(2), 394-398. doi: 10.1080/00207233.2023.2177416.
[14] Drobitko, А., Panfilova, A., Markova, N., Horbunov, M., & Roubík, H. (2024). Formation of sunflower hybrid productivity by resource saving cultivation technologies in southern Ukraine. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(3), 9-18. doi: 10.56407/bs.agrarian/3.2024.09.
[15] DSTU 4138-2002. (2004). Seeds of agricultural crops. Methods of quality determination. Retrieved from https:// budstandart.ua/normativ-document.html?id_doc=91465.
[16] Duflot, R., San-Cristobal, M., Andrieu, E., Choisis, J., Esquerré, D., Ladet, S., & Vialatte, A. (2021). Farming intensity indirectly reduces crop yield through negative effects on agrobiodiversity and key ecological functions. Agriculture Ecosystems & Environment, 326, article number 107810. doi: 10.1016/j.agee.2021.107810.
[17] Gurtovenko, V., & Tsyuk, O. (2024). Efficiency of application of soil herbicides on sunflower crops. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 20(3), 1-11. doi: 10.31548/ dopovidi.3(109).2024.008.
[18] Karpenko, V.A. (2023). Biomonitoring of soils of garden agroecosystems of the peasant farm ‘Vidrodzhennia’ in the Dnipro district of the Dnipro region. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/9133.
[19] Kjeldahl’s Method. (1983). Retrieved from https://surl.li/yarwye.
[20] Klyachenko, O.L., Lisovyi, M.M., & Kvasko, O.Y. (2022). Fundamentals of biodiversity. Retrieved from https://dglib. nubip.edu.ua/server/api/core/bitstreams/f4aad00b-45a7-4c4a-a4a3-72cd72450995/content.
[21] Kovka, N. (2023). The importance of biodiversity and ecological intensification as innovative approaches to increasing the sustainability of agroecosystems. Taurian Scientific Herald, 132, 357-365. doi: 10.32782/22260099.2023.132.45.
[22] Makarov, D.O., & Romanashenko, O.A. (2021). Formation of directions of environmentally friendly agriculture in Ukraine. Retrieved from https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/39745/1/Molod_i_tekhn_ prohres_v_APV_T2_2021_198-200.pdf.
[23] Moklyachuk, L.I., Lishchuk, A.M., Draga, M.V., Horodyska, I.M., Plaksiuk, L.B., & Ternovyi, Y.V. (2020). The transition from the traditional to an eco-friendly organic system of agriculture in the conditions of climate change – Challenges and solutions. Balanced Nature Using, 2, 100-109. doi: 10.33730/2310-4678.2.2020.208819.
[24] Mokrienko, V., Kalenska, S., & Andriec, D. (2024). The effectiveness of intercropping in the Forest-Steppe zone of Ukraine. Plant and Soil Science, 15(3), 68-80. doi: 10.31548/plant3.2024.68.
[25] Mostoviak, I.I. (2020). Integrated plant protection system in formation of balanced agroecosystems. Balanced Nature Using, 1, 77-86. doi: 10.33730/2310-4678.1.2020.203932.
[26] Narayana, E., & Merugu, L. (2021). Seasonal abundance of soil inhabiting arthropods in forest andagro ecosystems in Warangal district. World Journal of Pharmaceutical and Life Sciences, 7(12), 159-162.
[27] Padhiary, M., & Kumar, R. (2024). Assessing the environmental impacts of agriculture, industrial operations, and mining on agro-ecosystems. In M. Azrour, J. Mabrouki, A. Alabdulatif, A. Guezzaz & Amounas, F. (Eds.), Smart internet of things for environment and healthcare (pp 107-126). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-03170102-3_8.
[28] Pavliuk, I. (2020). The use of inter-row cultivators for the protection of row crops from weeds. Retrieved from https://surl.li/xlriwq.
[29] Quintero, I., Daza-Cruz, Y.X., & León-Sicard, T. (2022). Main agro-ecological structure: An index for evaluating agro-biodiversity in agro-ecosystems. Sustainability, 14(21), article number 13738. doi: 10.3390/su142113738.
[30] Resource-saving farming. (2022). Retrieved from https://nbs.wwf.ua/methodology/resursozberihaiuchezemlerobstvo/.
[31] Romanchuck, L.D., Fedonyuk, T.P., & Fedonyuk, R.G. (2017). Model of influence of landscape vegetation on mass transfer processes. Biosystems Diversity, 25(3), 203-209. doi: 10.15421/011731.
[32] Standard Operating Procedure for Soil Organic Carbon Tyurin’s Spectrophotometric Method. (2021). Retrieved from https://surl.li/dtrnil.
[33] Stepovyi, K. (2024). Modern leading solutions in sunflower cultivation technology. Retrieved from https://surl.li/ hchobv.
[34] Synychenko, E.O. (2024). Analysis of ecological and economic aspects of balanced land use. Retrieved from https:// er.nau.edu.ua/handle/NAU/64533.
[35] Tkachenko, M., Kondratiuk, I., & Pavlichenko, A. (2021). Restoration of fertility of gray forest soil for management of intensive and organic agriculture. Agriculture and Plant Sciences Theory and Practice, 1, 13-19. doi: 10.54651/ agri.2021.01.02.
[36] Wang, S. (2020). Agrobiodiversity and agroecosystem stability. In C. Caldwell & S. Wang (Eds.), Introduction to agroecology (pp. 137-154). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-15-8836-5_10.
[37] Zakharenko, K.S. (2023). Bioindication of the ecological state of garden agroecosystems of the rural farm ‘Renaissance’ of the Dnipro district. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/9088.
[38] Zymaroieva, A., Zhukov, O., Fedoniuk, T., Pinkina, T., & Hurelia, V. (2021). The relationship between landscape diversity and crops productivity: Landscape scale study. Journal of Landscape Ecology(Czech Republic), 14(1), 3958. doi: 10.2478/jlecol-2021-0003.