Рослинництво та ґрунтознавство

Розроблення біологізованих технологій вирощування кукурудзи

Антоніна Вікторівна Дробітько, Тетяна Володимирівна Качанова
Завантажити статтю
Анотація

Сільськогосподарські виробники використовують багато мінеральних добрив та засобів захисту рослин, що призводить до забруднення ґрунту, насіння та навколишнього середовища та знижує рентабельність виробництва. Сучасне сільське господарство починає звертати увагу на біологізацію, що включає розробку та впровадження екологічно чистих альтернативних систем, зменшення використання хімікатів, впровадження енерго- та ресурсозберігаючих технологій, використання біологічних препаратів для захисту рослин та біоорганічних добрив. Метою цього дослідження є вивчення ефективності біологізованих технологій для вирощування кукурудзи в екологічно чистий спосіб за допомогою різноманітних органічних добрив. Під час дослідження нової технології вирощування кукурудзи використовували методи: аналізу, синтезу, аналогії, порівняння та узагальнення; польові та лабораторні; розрахунку – оцінкп економічної та біоенергетичної ефективності. Для вивчення дії різного біологічного походження органічних добрив на оцінку гумусного стану типових чорноземів було проведено польові досліди впливу на врожайність зерна кукурудзи в умовах українського Степу. Після внесення органічного добрива межі вмісту органічного вуглецю у гумусі становили 3,2-3,5 %, гумінової кислоти 1,9-2,2 %, фульвокислоти 0,7-1,0 %. В експериментальних зразках зерна кукурудзи вміст сирого протеїну коливався від 13.5 до 14.0 %, сирого жиру від 2,4 до 2,7 %, сирої клітковини від 2,1 до 2,4 %, сирої золи від 1,3 до 1,7 % та безазотисті екстрактивні речовини від 64,7 до 67,4 %, вологості від 12,0 до 14,9 %. Урожайність зерна у контрольному варіанті становила – 9,7 т/га, дослідних ділянках в межах – 11,5-13,4 т/га. Отримані дані можуть допомогти в розробці біологізованої технології вирощування кукурудзи відповідно до екологічного градієнта обробітку та врожайності з оптимізацією досліджуваних агротехнічних прийомів

Ключові слова

урожайність, гумус, органічне добриво, екологічно чиста продукція, якість зерна

ЦИТУВАТИ
Drobitko, A., & Kachanova, T. (2023). Development of biologically engineered corn growing technologies. Plant and Soil Science, 14(3), 47-59. https://doi.org/10.31548/plant3.2023.47
Використані джерела

[1] Andorf, C., Beavis, W.D., Hufford, M., Smith, S., Suza, W.P., Wang, K., Woodhouse, M., Yu, J., & Lübberstedt, T. (2019). Technological advances in maize breeding: Past, present and future. Theoretical and Applied Genetics, 132, 817-849. doi: 10.1007/s00122-019-03306-3.

[2] Bakhmat, M.I., Bakhmat, O.M., & Khmelianchyshyn, Y.V. (2022). Technological bases of organic farming and crop production. Kamianets-Podilskyi: LLC Drykarnya “Ruta”.

[3] Bhatt, K., Suyal, D.Ch., Kumar, S., Singh, K., & Goswami, P. (2022). New insights into engineered plant-microbe interactions for pesticide removal. Chemosphere, 309(2), article number 136635. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.136635.

[4] Chukwuneme, C.F., Babalola, O.O., Kutu, F.R., & Ojuederie, O.B. (2020). Characterization of actinomycetes isolates for plant growth promoting traits and their effects on drought tolerance in maize. Journal of Plant Interactions, 15(1), 93-105. doi: 10.1080/17429145.2020.1752833.

[5] Convention on Biological Diversity (1992). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_030#Text.

[6] DSTU 2240-93. (1994). Seeds of agricultural crops. Varietal and sowing qualities. Technical conditions. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=91422.

[7] DSTU 4138-2002. (2004). Seeds of agricultural crops. Methods of quality determination. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=91465.

[8] DSTU 7855:2015. (2016). Soil quality. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=62737.

[9] DSTU-4525:2006. (2007). Corn. Technical specifications. Retrieved from https://elevator.com.ua/sites/default/files/docs/dstu4525-2006.pdf.

[10] Food and Agricultural Organization. (2016). Save and grow in practice: Maize, rice, wheat. A guide to sustainable cereal production. Retrieved from https://www.fao.org/3/i4009e/i4009e.pdf.

[11] Fuchs, B., Saikkonen, K., Helander, M., Tian, Y., Yang, B., Engström, M.T., & Muola, A. (2022). Legacy of agrochemicals in the circular food economy: Glyphosate-based herbicides introduced via manure fertilizer affect the yield and biochemistry of perennial crop plants during the following year. Chemosphere, 308(2), article number 136366. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.136366.

[12] Garazha, O. (2021). Prospects for the organic agriculture development of Ukraine. Modern Economics, 27, 29-34. doi: 10.31521/modecon.V27(2021)-04.

[13] Hamid, Y., Tang, L., Hussain, B., Usman, M., Lin, Q., Rashid, M.S., He, Zh., & Yang, X. (2020). Organic soil additives for the remediation of cadmium contaminated soils and their impact on the soil-plant system: A review. Science of the Total Environment, 707, article number 136121. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.136121.

[14] Korol, O. (2022). Agricultural 2021: Grain records or the last good year for corn? Retrieved from https://agravery.com/uk/posts/show/agrarnij-2021-j-zernovi-rekordi-ci-ostannij-vdalij-rik-dla-kukurudzi.

[15] Kumari, B., Mallick, M.A., Solanki, M.K., Solanki, A.C., Hora, A., & Guo, W. (2019). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR): Modern prospects for sustainable agriculture. In R.A. Ansari, I. Mahmood (Eds.), Plant Health under Biotic Stress (pp. 109-127). doi: 10.1007/978-981-13-6040-4_6.

[16] Lobo, C.B., Tomás, M.S.J., Viruel, E., Ferrero, M.A., & Lucca, M.E. (2019). Development of low-cost formulations of plant growth-promoting bacteria to be used as inoculants in beneficial agricultural technologies. Microbiological Research, 219, 12-25. doi: 10.1016/j.micres.2018.10.012.

[17] Lollato, R.P., Figueiredo, B.M., Dhillon, J.S., Arnall, D.B., & Raun, W.R. (2019). Wheat grain yield and grain-nitrogen relationships as affected by N, P, and K fertilization: A synthesis of long-term experiments. Field Crops Research, 236, 42-57. doi: 10.1016/j.fcr.2019.03.005.

[18] Maitra, S., Brestic, M., Bhadra, P., Shankar, T., Praharaj, S., Palai, J.B., Rahman Shah, M.M., Barek, V., Ondrisik, P., Skalický, M., & Hossain, A. (2022). Bioinoculants – natural biological resources for sustainable plant production. Microorganisms, 10(1), article number 51. doi: 10.3390/microorganisms10010051.

[19] Marchenko, T.Yu., Lavrynenko, Yu.O., Kyrpa, M.Ya., & Stasiv, O.F. (2021). The effectiveness of biological products in the cultivation of parental components of maize hybrids at different plant densities under drip irrigation. Agricultural Innovations, 5, 135-142. doi: 10.32848/agrar.innov.2021.5.22.

[20] Milenko, О.H., Horiachun, K.V., Zviaholsky, V.V., Kozynko, R.А., & Karpinska, S.О. (2020). Effectiveness of soil herbicides application in grain corn areas. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy, 2, 72-78. doi: 10.31210/visnyk2020.02.09.

[21] Muntean, L., Ona, A., Berindean, I., Racz, I., & Muntean, S. (2022). Maize breeding: From domestication to genomic tools. Agronomy, 12(10), article number 2365. doi: 10.3390/agronomy12102365.

[22] Organic Trade Association. (2023). OTA Responds. Retrieved from https://ota.com/news/news-and-commentary/ota-responds.

[23] Ostapenko, R., Herasymenko, Y., Nitsenko, V., Koliadenko, S., Balezentis, T., & Streimikiene, D. (2020). Analysis of production and sales of organic products in Ukrainian agricultural enterprises. Sustainability, 12(8), article number 3416. doi: 10.3390/su12083416.

[24] Saleem, M.H., Afzal, J., Rizwan, M., Shah, Z.-U.-H., & Depar, N. (2022). Chromium toxicity in plants: Consequences on growth, chromosomal behavior and mineral nutrient status. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 46, 371-389. doi: 10.55730/1300-011X.3010.

[25] Shang, Y., Hasan, M.K., Ahammed, G.J., Li, M., Yin, H., & Zhou, J. (2019). Applications of nanotechnology in plant growth and crop protection: A review. Molecules, 24(14), article number 2558. doi: 10.3390/molecules24142558.

[26] Shepilova, T.P., Petrenko, D.I., Leshchenko, S.M., Skrynnik, I.O., & Artemenko, D.Yu. (2021). Effectiveness of fertilizer application on soybean areas in the conditions of the Northern Steppe of Ukraine. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy, 1, 37-42. doi: 10.31210/visnyk2021.01.04.

[27] Shi, W., Ju, Y., Bian, R., Li, L., Joseph, S., Mitchell, D.R.G., Munroe, P., Taherymoosavi, S., & Pan, G. (2020). Biochar bound urea boosts plant growth and reduces nitrogen leaching. Science of the Total Environment, 701, article number 134424. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134424.

[28] Stetsiuk, O.P., Kirichenko, L.P., Ratoshniuk, V.I., Shtanko, I.P., Lyubchenko, V.V., & Ilyinsky, Y.M. (2022). Biologized agricultural practices as a basis for sustainable functioning of hop plantation agrobiocenosis. Agroecological Journal, 3, 75-83. doi: 10.33730/2077-4893.3.2022.266412.

[29] Vlizlo, V.V. (2012). Laboratory methods of research in biology, animal husbandry and veterinary medicine. Lviv: Spolom.

[30] Voloshchuk, O., Stasiv, O., Hlyva, V., & Paschak, M. (2021). Influence of pre-sowing treatment of seeds with microfertilizers on the productivity of corn hybrids in the Western Forest-Steppe of Ukraine. Foothill and Mountain Farming and Animal Husbandry, 69(1), 44-61.

[31] Wagemans, J., Holtapples, D., Vainio, E., Rabiey, M., Marzachì, C., Herrero, S., Ravanbakhsh, M., Tebbe, Ch.C., Ogliastro, M., Ayllón, M.A., & Turina, M. (2022). Going viral: Virus-based biological control agents for plant protection. Annual Review of Phytopathology, 60, 21-42. doi: 10.1146/annurev-phyto-021621-114208.

[32] Wang, L., Ren, B., Zhao, B., Liu, P., & Zhang, J. (2022). Comparative yield and photosynthetic characteristics of two corn (Zea mays L.) hybrids differing in maturity under different irrigation treatments. Agriculture, 12(3), article number 365. doi: 10.3390/agriculture12030365.

[33] Yu, P., He, X., Baer, M., Beirinckx, S., Tian, T., Moya, Y.A., Zhang, X., Deichmann, M., Frey, F.P., Bresgen, V., Li, Ch., Razavi, B.S., Schaaf, G., von Wirén, N., Bucher, M., Tsuda, K., Goormachtig, S., Chen, X., & Hochholdinger, F. (2021). Plant flavones enrich rhizosphere Oxalobacteraceae to improve maize performance under nitrogen deprivation. Nature Plants, 7, 481-499. doi: 10.1038/s41477-021-00897-y.

[34] Zeffa, D.M., Perini, L.J., Silva, M.B., de Sousa, N.V., Scapim, C.A., de Oliveira, A.L.M., do Amaral Júnior, A.T., & Azeredo Goncalves, L.S. (2019). Azospirillum brasilense promotes increases in growth and nitrogen use efficiency of maize genotypes. PLoS One, 14(4), article number e0215332. doi: 10.1371/journal.pone.0215332.

[35] Zhang, S., Lehmann, A., Zheng, W., You, Z., & Rillig, M.C. (2019). Arbuscular mycorrhizal fungi increase grain yields: A meta‐analysis. New Phytologist, 222(1), 543-555. doi: 10.1111/nph.15570.

[36] Zhang, Zh., Cui, Q., Chen, L., Zhu, X., Zhao, Sh., Duan, Ch., Zhang, X., Song, D., & Fang, L. (2022). A critical review of microplastics in the soil-plant system: Distribution, uptake, phytotoxicity and prevention. Journal of Hazardous Materials, 424(D), article number 127750. doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.127750.