Рослинництво та ґрунтознавство

Проходження фенологічних фаз росту та розвитку тетрагонолобуса (Tetragonolobus purpureus Moench.) залежно від різних схем сівби в умовах Правобережного Лісостепу України

Ірина Бобось, Олександр Комар, Іван Федосій, Андрій Матвієнко
Завантажити статтю
Анотація

Узагальнено отримані дані з використання фенологічних моделей для створення адаптивних технологій виробництва тетрагонолобуса для забезпечення регулювання проходження фенологічних фаз з урахуванням індивідуальних особливостей сортозразку та умов регіону, що є критично важливим для підвищення врожайності та якості культури в різних екологічних умовах. Метою дослідження було визначення швидкості проходження основних фаз росту і розвитку тетрагонолобуса та встановлення залежності цих процесів від окремих елементів технології вирощування, зокрема схеми сівби, в умовах Правобережного Лісостепу України. У дослідженні застосовано комплексний підхід, що поєднує польові дослідження технологічних аспектів вирощування, візуальні спостереження за динамікою розвитку рослин та статистичний аналіз для кількісної оцінки впливу різноманітних факторів. Дослідження встановило залежність між схемами сівби тетрагонолобуса та тривалістю фенологічних фаз. У варіантах 45 × 10 см і 45 × 15 см (контроль) сходи з’явилися 11 травня, через 11 діб після сівби, за сумарної температури понад 10 °C 59,4 °C та опадів 45 мм. У варіантах 45 × 20 см і 45 × 25 см сходи з’явилися 17 травня, через 13 діб, при сумарній температурі 71,2 °C і опадах 45,7 мм. Початок цвітіння фіксували 16-23 червня залежно від густоти. Найкоротший період «сходи-цвітіння» спостерігався у варіанті 45 × 10 см (32 доби), за сумарної температури 252,9 °C і опадів 84,5 мм, а найдовший – у варіанті 45 × 25 см (37 діб), при температурі 328,5 °C і опадах 92,7 мм. Початок технічної стиглості відзначали 24 червня – 5 липня, тривалість періоду «цвітіння-технічна стиглість» варіювала від 8 до 12 діб, залежно від густоти. Біологічна стиглість настала 10-18 липня, а тривалість фази «технічна-біологічна стиглість» складала 12-16 діб. Вегетаційний період тривав 56-62 доби за сумарної температури 534-619,9 °C й опадах 156-169,7 мм. Встановлено сильний обернений зв’язок між густотою рослин і тривалістю міжфазних періодів від сівби до технічної стиглості (r = -0,84...-0,98) та прямий сильний зв’язок між густотою і періодом «технічна-біологічна стиглість» (r = 0,92). Підвищення густоти на 5 тис./га скорочувало фенологічні періоди на 0,8-2 доби. Виявлено пряму кореляцію між опадами (r = 0,86...1,0), температурою (r = 0,97...1,0) і тривалістю фаз. Збільшення температури на 10 °C подовжувало періоди на 0,6-1,7 доби. Отримані результати дозволяють оптимізувати схему сівби для покращення росту і розвитку рослин для підвищення продуктивності тетрагонолобуса

Ключові слова

BBCH; сходи; цвітіння; вегетаційний період; критичні фази; сума температур та опадів

ЦИТУВАТИ
Bobos, I., Komar, O., Fedosiy, I., & Matvienko, A. (2025). Phenological growth and development stages of asparagus pea (Tetragonolobus purpureus Moench.) under different sowing patterns in the conditions of the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Plant and Soil Science, 16(1), 37-51. https://doi.org/10.31548/plant1.2025.37
Використані джерела

[1] Aboltins, A., Rucins, A., Bobos, I., Fedosiy, I., Komar, O., Zavadska, O., Sych, Z., Havrys, I., Retman, M., & Zavgorodniy, V. (2024). Evaluation of productivity and morphological variability of Asparagus Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp. subsp. sesquipedalis (L.) Verdc.) cultivars intended for vegetable production. Agronomy, 14(12), article number 2906. doi: 10.3390/agronomy14122906.

[2] Adebayo, M.A., & Shonde, T.E. (2024). Phenotypic diversity within winged bean (Psophocarpus tetragonolobus L.) accessions. Journal of Underutilized Legumes, 6(1), 31-42.

[3] Ambikapathi, R., Schneider, K.R., Davis, B., Herrero, M., Winters, P., & Fanzo, J.C. (2022). Global food systems transitions have enabled affordable diets but had less favourable outcomes for nutrition, environmental health, inclusion and equity. Nature Food, 3(9), 764-779. doi: 10.1038/s43016-022-00588-7.

[4] Angelotti, F., Barbosa, L.G., Barros, J.R.A., & dos Santos, C.A.F. (2020). Cowpea development under different temperatures and carbon dioxide concentrations. Pesquisa Agropecuária Tropical, 50, article number e59377. doi: 10.1590/1983-40632020v5059377.

[5] Azmat, M., Haider, S., Mahmood, M.H., Siddiqa, F., Ammara, G., Rehman, A.U., & Inqalabi, T.E.I. (2024). Evaluation of yield, growth potential and adaptability of ten pea lines under semi-arid conditions. Planta Animalia, 3(2), 97-106.

[6] Bassal, H., Hijazi, A., Farhan, H., Trabolsi, C., Ahmad, B.S., Khalil, A., Maresca, M., & El Omar, F. (2021). Study of the antioxidant and anti-inflammatory properties of the biological extracts of Psophocarpus tetragonolobus using two extraction methods. Molecules, 26(15), article number 4435. doi: 10.3390/molecules26154435.

[7] Bepary, R.H., Roy, A., Pathak, K., & Deka, S.C. (2023). Biochemical composition, bioactivity, processing, and food applications of winged bean (Psophocarpus tetragonolobus): A review. Legume Science, 5(3), article number e187. doi: 10.1002/leg3.187.

[8] Bhadmus, A., Abberton, M., Idehen, E., Ekanem, U., Paliwal, R., & Oyatomi, O. (2023). Genetic diversity assessment of winged bean [Psophocarpus tetragonolobus (L.) DC.] accessions using agronomic and seed morphometric traits. Crops, 3(2), 170-183. doi: 10.3390/crops3020017.

[9] Bhattacharya, A. (2021). Effect of soil water deficit on growth and development of plants: A review. In Soil water deficit and physiological issues in plants (pp. 393-488). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-33-6276-5_5.

[10] Bobos, І., Kоmаr, О., Fedоsіу, І., Havrys, I., & Retman, M. (2024). Research on the impact of planting schemes on the trait variability of Vigna varieties (Vigna unguiculata (L.) Walp. subsp. sesquipedalis (L.) Verdc.). Scientific Horizons, 27(9), 54-63. doi: 10.48077/scihor9.2024.54.

[11] Colgrave, M.L., Dominik, S., Tobin, A.B., Stockmann, R., Simon, C., Howitt, C.A., Belobrajdic, D.P., Paull, C., & Vanhercke, T. (2021). Perspectives on future protein production. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 69(50), 15076-15083. doi: 10.1021/acs.jafc.1c05989.

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

[13] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973, June). Retrieved from https://cites.org/eng.

[14] Dhillon, J.S., Figueiredo, B.M., Eickhoff, E.M., & Raun, W.R. (2020). Applied use of growing degree days to refine optimum times for nitrogen stress sensing in winter wheat. Agronomy Journal, 112(1), 537-549. doi: 10.1002/agj2.20007.

[15] Eagleton, G.E. (2022). A daylength-neutral winged bean (Psophocarpus tetragonolobus) for Southern Australian latitudes. Asian Journal of Agriculture, 6(2), 68-78. doi: 10.13057/asianjagric/g060203.

[16] Hansda, N.N., Thapa, U., Kundu, S., & Jana, K. (2023). Growth and yields of winged bean (Psophocarpus tetragonolobus L.) genotypes in the new alluvial zone of West Bengal. The Pharma Innovation Journal, 12(7), 234-239. doi: 10.13140/RG.2.2.13494.47680.

[17] Haque, M.A., & Sakimin, S.Z. (2022). Planting arrangement and effects of planting density on tropical fruit crops – a review. Horticulturae, 8(6), article number 485. doi: 10.3390/horticulturae8060485.

[18] Ho, W.K., Tanzi, A.S., Sang, F., Tsoutsoura, N., Shah, N., Moore, C., Bhosale, R., Wright, V., Massawe, F., & Mayes, S. (2024). A genomic toolkit for winged bean Psophocarpus tetragonolobus. Nature Communications, 15(1), article number 1901. doi: 10.1038/s41467-024-45048-x.

[19] Ji, W., et al. (2022). Changes in photosynthetic characteristics of Paeonia suffruticosa under high temperature stress. Agronomy, 12(5), article number 1203. doi: 10.3390/agronomy12051203.

[20] Katal, N., Rzanny, M., Mäder, P., & Wäldchen, J. (2022). Deep learning in plant phenological research: A systematic literature review. Frontiers in Plant Science, 13, article number 805738. doi: 10.3389/fpls.2022.805738.

[21] Klutse, S., Duncan, G.B., Akomaning, I., Faisal, M., Iqbal, A., Rasool, M.W., Belizaire, P.J., Botchway, E., Hayat, M.K., & Ba, O. (2025). Maximizing cotton yield and quality: The interplay of canopy structure and planting density. World News of Natural Sciences, 59, 413-429.

[22] Lamichaney, A., Parihar, A.K., Hazra, K.K., Dixit, G.P., Katiyar, P.K., Singh, D., Singh, A.K., Kumar, N., & Singh, N.P. (2021). Untangling the influence of heat stress on crop phenology, seed set, seed weight, and germination in field pea (Pisum sativum L.). Frontiers in Plant Science, 12, article number 635868. doi: 10.3389/fpls.2021.635868.

[23] Li, R., Zhang, G., Liu, G., Wang, K., Xie, R., Hou, P., Ming, B., Wang, Z., & Li, S. (2021). Improving the yield potential in maize by constructing the ideal plant type and optimizing the maize canopy structure. Food and Energy Security, 10(4), article number e312. doi: 10.1002/fes3.312.

[24] Meier, U., et al. (2009). The BBCH system to coding the phenological growth stages of plants – history and publications. Journal für Kulturpflanzen, 61(2), 41-52. doi: 10.5073/JFK.2009.02.01.

[25] Mudau, F.N., Chimonyo, V.G.P., Modi, A.T., & Mabhaudhi, T. (2022). Neglected and underutilised crops: A systematic review of their potential as food and herbal medicinal crops in South Africa. Frontiers in Pharmacology, 12, article number 809866. doi: 10.3389/fphar.2021.809866.

[26] Nageswara Rao, G. (2021). Statistics for agricultural sciences. Hyderabad: BSP Books.

[27] Pinzón-Sandoval, E.H., Silva, W.C., & Marchiori, P.E.R. (2024). Phenology, mass accumulation patterns and growing degree days in common bean. Revista de Ciencias Agrícolas, 41(3), article number e3239. doi: 10.22267/rcia.20244103.239.

[28] Reed, R.C., Bradford, K.J., & Khanday, I. (2022). Seed germination and vigor: Ensuring crop sustainability in a changing climate. Heredity, 128(6), 450-459. doi: 10.1038/s41437-022-00497-2.

[29] Schieler, M., Riemer, N., Kleinhenz, B., Saucke, H., Veith, M., & Racca, P. (2023). SIMONTOPea: Phenological models to predict crop growth stages in BBCH of grain and green peas (Pisum sativum) for temporal pest management. Agriculture, 14(1), article number 15. doi: 10.3390/agriculture14010015.

[30] Sher, A., Noor, M.A., Li, H.X., Nasir, B., Manzoor, M.A., Hussain, S., Zhang, J., Riaz, M.W., & Hussain, S. (2024). Heat stress effects on legumes: Challenges, management strategies and future insights. Plant Stress, 13, article number 100537. doi: 10.1016/j.stress.2024.100537.

[31] Singh, P.K., Tiwari, J.K., Joshi, V., Lal, S.K., Selvakumar, R., Kumar, J., Kumar, A., & Mani, I. (2022). Winged bean – a nutritionally rich underutilized vegetable crop. Indian Horticulture, 67(1), 16-19.

[32] Tschurr, F., Kirchgessner, N., Hund, A., Kronenberg, L., Anderegg, J., Walter, A., & Roth, L. (2023). Frost damage index: The antipode of growing degree days. Plant Phenomics, 5, article number 0104. doi: 10.34133/plantphenomics.0104.

[33] Wang, X., Wang, R., & Gao, J. (2022). Precipitation and soil nutrients determine the spatial variability of grassland productivity at large scales in China. Frontiers in Plant Science, 13, article number 996313. doi: 10.3389/fpls.2022.996313.

[34] Yanagi, M. (2024). Climate change impacts on wheat production: Reviewing challenges and adaptation strategies. Advances in Resources Research, 4(1), 89-107. doi: 10.50908/arr.4.1_89.