Вплив обробки насіння та позакореневого підживлення хелатними добривами на продуктивність буряків цукрових (Beta vulgaris L.)

Світлана Каленська, Богдан Мазуренко, Наталія Новицька, Вадим Мельниченко
Анотація

Буряки цукрові є високопродуктивною культурою, яка потребує значної кількості мікроелементів та поживних речовин. Вони чутливі до нестачі мікроелементів на ранніх етапах розвитку, що може вплинути на морфологічні зміни коренеплоду і, як наслідок, знизити врожайність. Метою дослідження було визначення впливу обробки насіння комплексом хелатних добрив та позакореневого підживлення на біометричні показники буряків цукрових, їх фотосинтетичну продуктивність та технологічні якості. Дослідження проводили на чорноземах типових малогумусних Правобережного Лісостепу України. Для визначення маси коренеплодів і листків, площі листкової поверхні та фотосинтетичної продуктивності відбирали зразки у фазі змикання рядків, у середині фази інтенсивного росту коренеплодів та у фазі розмикання листків у міжряддях. У рослин, відібраних у фазі фізіологічної стиглості, визначали технологічні якості, урожайність коренів і цукристість. Встановлено, що позакореневе підживлення значно збільшувало масу коренів у фазі розкриття рядків і фізіологічної стиглості. Найбільша коренева маса формувалася у варіанті з обробкою насіння з високим вмістом мікроелементів і позакореневим підживленням. Маса коренеплоду досягала 692 г, урожайність – 59,6 т/га, цукристість – 16,6 %. Технологічні показники, зокрема урожайність цукру, для цього варіанту також були максимальні – 9,86 т/га. Нанодобрива для позакореневого підживлення дозволили збільшити площу листя до фази розкриття рядків без зниження чистої продуктивності фотосинтезу, що, у свою чергу, дозволило посівам накопичувати більше сухої речовини. Обробка насіння хелатними добривами збільшила накопичення сухої маси на ранніх стадіях, сприяла збільшенню фотосинтетичного апарату, що в сукупності призвело до підвищення продуктивності

Ключові слова

нанодобрива; чиста продуктивність фотосинтезу; площа листкової поверхні; суха речовина; маса коренеплоду; урожайність; цукристість

ЦИТУВАТИ
Kalenska, S., Mazurenko, B., Novytska, N., & Melnychenko, V. (2025). Effects of seed treatment and foliar fertilisation by chelated fertilisers on the productivity of sugar beets (Beta vulgaris L.). Plant and Soil Science, 16(1), 23-36. https://doi.org/10.31548/plant1.2025.23
Використані джерела

[1] Abdel-Motagally, F.M.F., & Attia, K.K. (2009). Response of sugar beet plants to nitrogen and potassium fertilisation in sandy calcareous soil. International Journal of Agriculture and Biology, 11, 695-700.

[2] Ahirwar, N.K., Singh, R., Chaurasia, S., Chandra, R., Prajapati, S., & Ramana, S. (2020). Effective role of beneficial microbes in achieving the sustainable agriculture and eco-friendly environment development goals: A review. Frontiers in Environmental Microbiology, 5(6), 111-123. doi: 10.11648/j.fem.20190506.12.

[3] Aktaş, H., Abak, K., Öztürk, L., & Çakmak, S. (2006). The effect of Zn on growth and shoot concentrations of sodium and potassium in pepper plants under salinity stress. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 30(6), 407-412.

[4] Artyszak, A., & Gozdowski, D. (2021). Influence of various forms of foliar application on root yield and technological quality of sugar beet. Agriculture, 11(8), article number 693. doi: 10.3390/agriculture11080693.

[5] Artyszak, A., Chołuj, D., Gozdowski, D., & Kucińska, K. (2018). Effect of differentiated foliar fertilisation on chosen physiological features of sugar beet. Fragmenta Agronomica, 35(1), 7-16. doi: 10.26374/fa.2018.35.01.

[6] Bielashov, O., Rozhkov, A., Kalenska, S., Karpuk, L., Marenych, M., Kuts, O., Zaitseva, I., Romanov, O., & Muzafarov, N. (2022). Influence of pre-sowing application of mineral fertilisers, root and foliar nutrition on productivity of winter triticale plants. Ecological Engineering and Environmental Technology, 23(6), 1-14. doi: 10.12912/27197050/152118.

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

[8] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.

[9] Dimkpa, C.O., Fugice, J., Singh, U., & Lewis, T.D. (2020). Development of fertilisers for enhanced nitrogen use efficiency – trends and perspectives. Science of the Total Environment, 731, article number 139113. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139113.

[10] Draycott, A.P., & Christenson, D.R. (2003). Nutrients for sugar beet production: Soil-plant relationships. Wallingford: Cabi.

[11] Elnahal, A.S.M., El-Saadony, M.T., Saad, A.M., Desoky, E.S.M., El-Tahan, A.M., Rady, M.M., AbuQamar, S.F., & El-Tarabily, K.A. (2022). The use of microbial inoculants for biological control, plant growth promotion, and sustainable agriculture: A review. European Journal of Plant Pathology, 162, 759-792. doi: 10.1007/s10658-021-02393-7.

[12] Farooq, T., Hameed, A., & Hameed, A. (2023). Emerging concept of nanofertilisers for sustainable crop plants growth and production. In Engineered nanomaterials for sustainable agricultural production, soil improvement and stress management (pp. 273-310). Cambridge: Academic Press. doi: 10.1016/B978-0-323-91933-3.00003-9.

[13] Firmanda, A., Fahma, F., Syamsu, K., Sari, Y.W., Suryanegara, L., Wood, K., & Saito, Y. (2023). Factors influencing the biodegradability of agro-biopolymer based slow or controlled release fertiliser. Journal of Polymers and the Environment, 31, 1706-1724. doi: 10.1007/s10924-022-02718-5.

[14] Gowda, R., Rani, K.U., & Roopashree, B. (2022). Application of nanotechnology in improving seed quality and crop productivity: Prospects and developments – a review. Mysore Journal of Agricultural Sciences, 56(4), 10-20.

[15] Helal, M.I.D., El-Mogy, M.M., Khater, H.A., Fathy, M.A., Ibrahim, F.E., Li, Y.C., Tong, Z., & Abdelgawad, K.F. (2023). A controlled-release nanofertiliser improves tomato growth and minimizes nitrogen consumption. Plants, 12(10), article number 1978. doi: 10.3390/plants12101978.

[16] Honchar, L., Mazurenko, B., Shutyi, O., Pylypenko, V., & Rakhmetov, D. (2021). Effect of pre-seed and foliar treatment with nano-particle solutions on seedling development of tiger nut (Cyperus esculentus L.) plants. Agronomy Research, 19(SI1), 767-776. doi: 10.15159/ar.21.021.

[17] Jafarzadeh, S., Forough, M., Kouzegaran, V.J., Zargar, M., Garavand, F., Azizi‐Lalabadi, M., Abdollahi, M., & Jafari, S.M. (2023). Improving the functionality of biodegradable food packaging materials via porous nanomaterials. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 22(4), 28502886. doi: 10.1111/1541-4337.13164.

[18] Kalenska, S., Mazurenko, B., Harbar, L., Zhovtun, M., Yunyk, A., & Mokrienko, V. (2024). Seed yield limitations of coriander (Coriandrum sativum L.) based on plant structure analysis. Journal of Agriculture and Food Research, 18, article number 101321. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101321.

[19] Kalenska, S., Novytska, N., Kalenskii, V., Garbar, L., Stolyarchuk, T., Doktor, N., Kormosh, S., & Martunov, A. (2022). The efficiency of combined application of mineral fertilisers, inoculants in soybean growing technology, and functioning of nitrogen-fixing symbiosis under increasing nitrogen rates. Agronomy Research, 20(4), 730-750. doi: 10.15159/AR.22.075.

[20] Kalia, A., & Sharma, S.P. (2019). Nanomaterials and vegetable crops: Realizing the concept of sustainable production. In Nanoscience for sustainable agriculture (pp. 323-353). Berlin: Springer. doi: 10.1007/978-3-319-97852-9_15.

[21] Kandil, E.E., Abdelsalam, N.R., El Aziz, A.A., Ali, H.M., & Siddiqui, M.H. (2020). Efficacy of nanofertiliser, fulvic acid and boron fertiliser on sugar beet (Beta vulgaris L.) yield and quality. Sugar Tech, 22(5), 782-791. doi: 10.1007/s12355-020-00837-8.

[22] Koch, M., Naumann, M., Pawelzik, E., Gransee, A., & Thiel, H. (2020). The importance of nutrient management for potato production. Part I: Plant nutrition and yield. Potato Research, 63, 97-119. doi: 10.1007/s11540-019-09431-2.

[23] Konappa, N., Krishnamurthy, S., Arakere, U.C., Chowdappa, S., Akbarbasha, R., & Ramachandrappa, N.S. (2021). Nanofertilisers and nanopesticides: Recent trends, future prospects in agriculture. In Advances in nano-fertilisers and nano-pesticides in agriculture (pp. 281-330). Sawston: Woodhead Publishing. doi: 10.1016/B978-0-12-820092-6.00012-4.

[24] Kour, D., Rana, K.L., Yadav, A.N., Yadav, N., Kumar, M., Kumar, V., Vyas, P., Dhaliwal, H.S., & Saxena, A.K. (2020). Microbial biofertilisers: Bioresources and eco-friendly technologies for agricultural and environmental sustainability. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 23, article number 101487. doi: 10.1016/j.bcab.2019.101487.

[25] Marchiol, L., Iafisco, M., Fellet, G., & Adamiano, A. (2020) Nanotechnology support the next agricultural revolution: Perspectives to enhancement of nutrient use efficiency. Advances in Agronomy, 161, 27-116. doi: 10.1016/bs.agron.2019.12.001.

[26] Mejias, J.H., Salazar, F., Amaro, L.P., Hube, S., Rodriguez, M., & Alfaro, M. (2021). Nanofertilisers: A cutting-edge approach to increase nitrogen use efficiency in grasslands. Frontiers in Environmental Science, 9, article number 635114. doi: 10.3389/fenvs.2021.635114.

[27] Nemeat-Alla, H.E., El-Gamal, I.S.H., & El-Safy, N.K. (2021). Effect of potassium humate and boron fertilisation levels on yield and quality of sugar beet in sandy soil. Alexandria Science Exchange Journal, 42(2), 395-405. doi: 10.21608/asejaiqjsae.2021.171635.

[28] Pavlichenko, A., Dmytrenko, O., Litvinova, O., Kovalova, S., Litvinov, D., & Havryliuk, O. (2023). Changes in gray forest soil organic matter pools under anthropogenic load in agrocenoses. Agronomy Research, 21(3), 1266-1277. doi: 10.15159/ar.23.095.

[29] Prośba-Białczyk U., Sacała, E., Wilkosz, M., & Cieciura, M. (2017). Impact of seed stimulation and foliar fertilisation with microelements on changes in the chemical composition and productivity of sugar beet. Journal of Elementology, 22(4), 1525-1535. doi: 10.5601/jelem.2017.22.1.1408.

[30] Ramos-Ulate, C.M., Pérez-Alvarez, S., Guerrero-Morales, S., & Palacios-Monarrez, A. (2022). Biofertiliser and nanotechnology in alfalfa (Medicago sativa L.) as alternatives for a sustainable crop. Characteristics and Application of Nanomaterials, 5(2), article number 1769. doi: 10.24294/can.v5i2.1769.

[31] Rizwan, M., Ali, S., ur Rehman, M.Z., Malik, S., Adrees, M., Qayyum, M.F., Alamri, S.A., Alyemeni, M.N., & Ahmad, P. (2019). Effect of foliar applications of silicon and titanium dioxide nanoparticles on growth, oxidative stress, and cadmium accumulation by rice (Oryza sativa). Acta Physiologiae Plantarum, 41, article number 35. doi: 10.1007/s11738-019-2828-7.

[32] Shukla, P., Chaurasia, P., Younis, K., Qadri, O.S., Faridi, S.A., & Srivastava, G. (2019). Nanotechnology in sustainable agriculture: Studies from seed priming to post-harvest management. Nanotechnology for Environmental Engineering, 4, article number 11. doi: 10.1007/s41204-0190058-2.

[33] Thambiliyagodage, C., Jayanetti, M., Mendis, A., Ekanayake, G., Liyanaarachchi, H., & Vigneswaran, S. (2023). Recent advances in chitosan-based applications. Materials, 16(5), article number 2073. doi: 10.3390/ma16052073.

[34] Trembitska, O., & Bohdan, S. (2023). Evaluation of the effect of sugar mud and organic fertilisers on the productivity of sugar beets in the conditions of Podillia. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 27(4), 90-98. doi: 10.56407/bs.agrarian/4.2023.90.

[35] Varga, I., Jović, J., Rastija, M., Kulundžić, A.M., Zebec, V., Lončarić, Z., Iljkić, D., & Antunović, M. (2022). Efficiency and management of nitrogen fertilisation in sugar beet as spring crop: A review. Nitrogen, 3(2), 170-185. doi: 10.3390/nitrogen3020013.

[36] Wang, J., Xie, H., Han, J., Li, J., Lin, X., & Wang, X. (2022). Effect of graphene oxide-glyphosate nanocomposite on wheat and rape seedlings: Growth, photosynthesis performance, and oxidative stress response. Environmental Technology & Innovation, 27, article number 102527. doi: 10.1016/j.eti.2022.102527.

[37] Yadav, A., Yadav, K., & Abd-Elsalam, K.A. (2023). Nanofertilisers: Types, delivery and advantages in agricultural sustainability. Agrochemicals, 2(2), 296-336. doi: 10.3390/agrochemicals2020019.

[38] Zewail, R.M.Y., El-Gmal, I.S., Khaitov, B., & El-Desouky, H.S. (2020). Micronutrients through foliar application enhance growth, yield and quality of sugar beet (Beta vulgaris L.). Journal of Plant Nutrition, 43(15), 2275-2285. doi: 10.1080/01904167.2020.1771580.