Вплив способів обробітку ґрунту та біопрепаратів на структурний стан ґрунту

Микола Шевченко, Зінаїда Дегтярьова
Отримано: 06.04.2025 Доопрацьовано: 05.09.2025 Прийнято: 24.09.2025
Взято з Том 28, № 10, 2025 Сторінки: 44-53
Завантажити статтю Читати статтю

Анотація

Мета дослідження полягала у визначенні впливу різних технологій основного обробітку ґрунту та застосування біопрепаратів на структурний стан чорнозему у посівах соняшнику. У дослідженні були використані такі методи: польовий (закладка стаціонарного досліду за схемою рендомізованих блоків), лабораторний (визначення фракційного складу ґрунту методом сухого просіювання), статистичний (дисперсійний аналіз для оцінки достовірності різниць між варіантами). Отримані результати показали, що традиційна оранка забезпечує найвищий вміст великих агрегатів (>10 мм) у шарі 0-30 см (35,1 %), проте характеризується відносно низьким вмістом агрономічно цінних фракцій 5-3 мм, що зменшує стійкість структури до впливу ерозійних процесів. Чизельний локальний та безполицевий глибокі обробітки сприяли зниженню частки великих грудок і підвищенню вмісту оптимальних за розміром агрегатів на 3,6-8,3 % у порівнянні з контролем, що забезпечує кращий водно-повітряний режим і сприятливі умови для розвитку кореневої системи соняшнику. Застосування мікробних біопрепаратів сприяло подальшому покращенню структури ґрунту за рахунок зменшення частки брилистих фракцій та збільшення частки агрономічно цінних розміром 0,25-10  мм. Найбільш виражений ефект було зафіксовано при обробці консорціумом, що сприяло формуванню більш однорідної та стабільної грудкувато-зернистої структури, де кількість агрономічно цінних агрегатів склала 81,5 %. Практична цінність роботи полягає у визначенні ефективних прийомів обробітку ґрунту та застосування біопрепаратів для поліпшення структурного стану чорнозему типового в посівах соняшнику. Отримані результати можуть бути використані у виробничих умовах для збереження родючості ґрунтів, підвищення ефективності використання вологи та забезпечення екологічної стійкості агроекосистем 

Ключові слова

системи основного обробітку; структурно-агрегатний склад ґрунту; чорнозем; агрофізичні властивості; соняшник; біологізація землеробства

  1. Alinejadian-Bidabadi, A., Maleki, A., & Roshaniyan, M. (2021). The impact of tillage systems and crop residues on microbial mass and soil structure stability indices. Spanish Journal of Agricultural Research, 19(1), e1101-e1101. doi: 10.5424/sjar/2021191-15794.
  2. Ansabayeva, A., Makhambetov, M., Rebouh, N.Y., Abdelkader, M., Saudy, H.S., Hassan, K.M., Nasser, M.A., Ali, M.A.A., & Ebrahim, M. (2025). Plant growth-promoting microbes for resilient farming systems: Mitigating environmental stressors and boosting crops productivity – a review. Horticulturae, 11(3), article number 260. doi: 10.3390/horticulturae11030260.
  3. Bolokhovsky, V., Bolokhovska, V., Khomenko, T., Datsko, A., & Litvinova, O. (2024). Optimisation of plant nutrition under the influence of biopreparations in integrated sunflower cultivation technologies. Plant & Soil Science, 15(4), 64-75. doi: 10.31548/plant4.2024.64.
  4. Das, T.K., Bandyopadhyay, K.K., & Ghosh, P.K. (2021). Impact of conservation agriculture on soil health and crop productivity under irrigated ecosystems. In Conservation agriculture: A sustainable approach for soil health and food security: Conservation agriculture for sustainable agriculture (pp. 139-163). Singapore: Springer Singapore. doi: 10.1007/978-981-16-0827-8_7.
  5. DSTU 4115:2002. (2003). Soil quality. Determination of the movement of compounds of compounds and potassium by the modified Chirikov method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_ doc=58863.
  6. DSTU 4744:2007. (2008). Soil quality. Determination of structural-aggregate composition by sieving method in the modification of N.I. Savvinov. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_ doc=72891.
  7. DSTU 7828:2015. (2016). Soil quality. Determination of the group and fractional composition of humus using the Tyurin method as modified by Ponomareva and Plotnikova. Retrieved from https://surl.li/vtwzxd.
  8. DSTU 7863:2015. (2016). Soil quality. Determination of light hydrolysis nitrogen by the Kornfield method. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=62745.
  9. Engell, I., Linsler, D., Sandor, M., Joergensen, R.G., Meinen, C., & Potthoff, M. (2022). The effects of conservation tillage on chemical and microbial soil parameters at four sites across Europe. Plants, 11(13), article number 1747. doi: 10.3390/plants11131747.
  10. Farahani, E., Emami, H., & Forouhar, M. (2022). Effects of tillage systems on soil organic carbon and some soil physical properties. Land Degradation & Development, 33(8), 1307-1320. doi: 10.1002/ldr.4221.
  11. Janmohammadi, M., & Sabaghnia, N. (2023). Tillage intensity by organic fertilization interaction on sunflower performance and some soil properties. Helia, 46(78), 77-87. doi: 10.1515/helia-2023-0005.
  12. Kovács, G.P., Simon, B., Balla, I., Bozóki, B., Dekemati, I., Gyuricza, C., Percze, A., & Birkás, M. (2023). Conservation tillage improves soil quality and crop yield in Hungary. Agronomy, 13(3), article number 894. doi: 10.3390/ agronomy13030894.
  13. Kravchenko, Y., Yarosh, A., & Chen, Y. (2022). Profile soil carbon and nitrogen dynamics in typical chernozem under long-term tillage use. Land, 11(8), article number 1165. doi: 10.3390/land11081165.
  14. Liu, B., Xia, H., Jiang, C., Jiang, C., Riaz, M., Yang, L., Chen, Y., Fan, X., Zhang, Z., Duan, X., Wu, M., & Xia, X. (2024). Straw Addition enhances crop yield, soil aggregation, and soil microorganisms in a 14-year wheat–rice rotation system in central China. Plants, 13(7), article number 985. doi: 10.3390/plants13070985.
  15. Lozanova, V., & Dimitrov, I. (2021). Influence of agro-technical treatments on some physical and agrochemical parameters of Haplic Vertisols. Bulgarian Journal of Soil Science, 6(1), 42-58.
  16. Malobane, M.E., Nciizah, A.D., Bam, L.C., Mudau, F.N., & Wakindiki, I.I.C. (2021). Soil microstructure as affected by tillage, rotation and residue management in a sweet sorghum-based cropping system in soils with low organic carbon content in South Africa. Soil and Tillage Research, 209, article number 104972. doi: 10.1016/j. still.2021.104972.
  17. Meng, X., Meng, F., Chen, P., Hou, D., Zheng, E., & Xu, T. (2024). A meta-analysis of conservation tillage management effects on soil organic carbon sequestration and soil greenhouse gas flux. Science of the Total Environment, 954, article number 176315. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.176315.
  18. Mokgolo, M.J., Zerizghy, M.G., & Mzezewa, J. (2024). Sunflower growth and grain yield under different tillage systems and sources of organic manure on contrasting soil types in Limpopo Province of South Africa. Agronomy, 14(4), article number 857. doi: 10.3390/agronomy14040857.
  19. Nankova, M., & Nenova, N. (2023). Effect of the main soil tillage systems on the productivity and yield structural elements of sunflower (Helianthus annuus L.) – hybrid Deveda. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 20(5), 813-824.
  20. Nepran, I.V., Romanova, T.A., & Romanov, O.V. (2021). The effectiveness of biologically active substances in the cultivation of chickpeas. Tavriya Scientific Bulletin, 122, 98-106. doi: 10.32851/2226-0099.2021.122.14.
  21. Ortiz, A., & Sansinenea, E. (2022). The role of beneficial microorganisms in soil quality and plant health. Sustainability, 14(9), article number 5358. doi: 10.3390/su14095358.
  22. Paye, W.S., Thapa, V.R., & Ghimire, R. (2024). Limited impacts of occasional tillage on dry aggregate size distribution and soil carbon and nitrogen fractions in semi-arid drylands. International Soil and Water Conservation Research, 12(1), 96-106. doi: 10.1016/j.iswcr.2023.04.005.
  23. Pöhlitz, J., Schlüter, S., & Rücknagel, J. (2024). Short-term effects of double-layer ploughing reduced tillage on soil structure and crop yield. Soil Use and Management, 40(2), article number e13043. doi: 10.1111/ sum.13043.
  24. Poliakov, O.I., Nikitenko, O.V., & Litoshko, S.V. (2021). Economic and bioenergy efficiency of sunflower cultivation depending on agricultural receptions. Scientific & Technical Bulletin of the Institute of Oilseed Crops NAAS, 36, 84-95. doi: 10.36710/ioc-2021-30-09.
  25. Ramadhan, M.N. (2021). Yield and yield components of maize and soil physical properties as affected by tillage practices and organic mulching. Saudi Journal of Biological Sciences, 28(12), 7152-7159. doi: 10.1016/j. sjbs.2021.08.005.
  26. Sammauria, R., Kumawat, S., Kumawat, P., Singh, J., & Jatwa, T. K. (2020). Microbial inoculants: Potential tool for sustainability of agricultural production systems. Archives of Microbiology, 202(4), 677-693. doi: 10.1007/ s00203-019-01795-w.
  27. Sher, A., Arfat, M.Y., Ul-Allah, S., Sattar, A., Ijaz, M., Manaf, A., Qayyum, A., Zuan, A.T.K., Nasif, O., & Gasparovic, K. (2021). Conservation tillage improves productivity of sunflower (Helianthus annuus L.) under reduced irrigation on sandy loam soil. Plos One, 16(12), article number e0260673. doi: 10.1371/journal. pone.0260673.
  28. Smith, C.J., & Chalk, P.M. (2021). Carbon (δ13C) dynamics in agroecosystems under traditional and minimum tillage systems: A review. Soil Research, 59(7), 661-672. doi: 10.1071/SR21056.
  29. Steponavičienė, V., Rudinskienė, A., Žiūraitis, G., & Bogužas, V. (2023). The impact of tillage and crop residue incorporation systems on agrophysical soil properties. Plants, 12(19), article number 3386. doi: 10.3390/ plants12193386.
  30. Tobiašová, E., Lemanowicz, J., Dębska, B., Kunkelová, M., & Sakáč, J. (2023). The effect of reduced and conventional tillage systems on soil aggregates and organic carbon parameters of different soil types. Agriculture, 13(4), article number 818. doi: 10.3390/agriculture13040818.
  31. Vasilchenko, A.V., Galaktionova, L.V., Tretyakov, N.Y., Dyachkov, S.M., & Vasilchenko, A.S. (2023). Impact of agricultural land use on distribution of microbial biomass and activity within soil aggregates. Soil Use and Management, 39(1), 618-633. doi: 10.1111/sum.12844.
  32. Voitovyk, М., Butenko, Y., Tkachenko, M., Mishchenko, Y., Tsyuk, О., Obrazhyy, S., Panchenko, О., Kondratiuk, I., & Kopylova, T. (2024). Assessment of the effect of sunflower agrocenosis on the characteristics of the structural and aggregate composition of typical black soil. Journal of Ecological Engineering, 25(1), 153-160. doi: 10.12911/22998993/174778.
  33. Wang, L., Qi, S., Gao, W., Luo, Y., Hou, Y., Liang, Y., Zheng, H., Zhang, S., Li, R., Wang, M., Zheng, J., & Gao, Z. (2023). Eight-year tillage in black soil, effects on soil aggregates, and carbon and nitrogen stock. Scientific Reports, 13(1), article number 8332. doi: 10.1038/s41598-023-35512-x.
  34. Wojewodzki, P.P., Kondratowicz-Maciejewska, K., Debska, B., Jaskulska, I., Jaskulski, D., & Pakula, J. (2024). Luvisol soil macroaggregates under the influence of conventional, strip-till, and reduced tillage practice. International Agrophysics, 38(3), 311-324. doi: 10.31545/intagr/188617.
  35. Wortmann, C.S., & Dang, Y.P. (2020). Strategic tillage for the improvement of no-till farming systems. In No-till farming systems for sustainable agriculture: Challenges and opportunities (pp. 155-171). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-46409-7_10.
  36. Yadav, P., Yadav, K., Mishra, A., & Singh, K. (2024). An assessment and analysis of diseases of economically important plant members of family Iridaceae. Journal of Plant Diseases and Protection, 131(2), 329-346. doi: 10.1007/s41348-023-00836-3.
  37. Yurkevych, Ye.O., Valentiuk, N.O., Petrenko, S.O., Rodionov, A.V., & Hrabovetska, O.A. (2023). The effectiveness of the use of biological preparations in the cultivation of confectionery sunflower in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine. Agrarian Innovations, 21, 118-125. doi: 10.32848/agrar.innov.2023.21.18.
  38. Zhang, C., Zhao, X., Liang, A., Li, Y., Song, Q., Li, X., Li, D., & Hou, N. (2023). Insight into the soil aggregatemediated restoration mechanism of degraded black soil via biochar addition: Emphasizing the driving role of core microbial communities and nutrient cycling. Environmental Research, 228, article number 115895. doi: 10.1016/j.envres.2023.115895.
Shevchenko, M., & Dehtiarova, Z. (2025). Effect of tillage methods and biological preparations on the structural state of soil. Scientific Horizons, 28(10), 44-53. https://doi.org/10.48077/scihor10.2025.44