Рослинництво та ґрунтознавство

Фотосинтетична активність посівів вівса посівного за комбінованого застосування мінеральних добрив та біопрепаратів

Микола Сучек*, Світлана Каленська, Брюс Найт, Роман Сонько

m.suchek@agrain.in.ua

Завантажити статтю
Анотація

Ефективність фотосинтезу посівів вівса посівного за комбінованого використання мінеральних добрив та біопрепаратів з метою зниження норм мінеральних добрив та підвищення продуктивності є надзвичайно актуальною. Метою дослідження було встановлення ефективності комбінованого використання мінеральних добрив та біологічних препаратів шляхом активізації фотосинтетичної діяльності посівів вівса та його продуктивності. Дослідження проведенні з використанням польового, лабораторних та математичних методів аналізування. Результати досліджень статистично обраховані та інтерпретовані. Представлено результати досліджень з формування площі листкової поверхні та чистої продуктивності фотосинтезу вівса посівного сорту ‘Айворі’ в умовах правобережного лісостепу України залежно від норм добрив, передпосівної обробки насіння біологічними препаратами фосфатмобілізуючої дії Поліміксобактерин на основі бактерії Paenibacillus polymyxa, та Мікофікс на основі мікоризного гриба Glomus intraradices з використанням протруєного і непротруєного насіння. За сумісної обробки насіння протруйником та Мікофіксом формувалась максимальна площа листкової поверхні – 44,6-64,5 тис. м2/га залежно від фону удобрення. За сівби протруєним насінням на фоні N90P90K90 формувалося 60,9 тис. м2/га площі листкової поверхні, а протруєним насінням та додаткової обробки Поліміксобактерин або Мікофікс на фоні N90P60K90 – 61,3 та 63,9 тис. м2/га відповідно. За зменшення фосфору до N90P30K90 та обробки насіння за тією ж схемою, листкова площа становила відповідно 61,0 та 63,2 тис. м2/га на стадії ВВСH 62-65. Встановлено тісний позитивний кореляційний зв'язок – коєфіцієнт кореляції між урожайністю і площею листкової поверхні на стадії ВВСН 63-64 – 0,87-0,89. Практична цінність дослідження полягала у встановлені компенсаційного ефекту за комбінованого застосування біологічних препаратів та мінеральних добрив, що дозволило знижувати норми внесення добрив без зниження фотосинтетичної активності посівів та урожайності вівса

Ключові слова

площа листкової поверхні; чиста продуктивність фотосинтезу; норми добрив; Поліміксобактерин; Мікофікс; урожайність

ЦИТУВАТИ
Suchek, M., Kalenska, S., Knight, B., & Sonko, R. (2025). Photosynthetic activity of oat crops under combined application of mineral fertilisers and biological preparation. Plant and Soil Science, 16(4), 82-96. https://doi.org/10.31548/plant4.2025.82
Використані джерела
  1. Brisson, V.L., Richardy, J., Kosina, S.M., Northen, T.R., Vogel, J.P., & Gaudin, A.C.M. (2022). Phosphate availability modulates root exudate composition and rhizosphere microbial community in a teosinte and a modern maize cultivar. Phytobiomes, 6(1), 83-94. doi: 10.1094/PBIOMES-06-21-0041-R.
  2. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.
  3. Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1976, March). Retrieved from https://treaties.un.org/doc/publication/unts/volume%20993/volume-993-i-14537-english.pdf.
  4. Duda, M., Tritean, N., Racz, I., Kadar, R., Russu, F., Fitiu, A., Muntean, E., & Vatca, A. (2021). Yield performance of spring oats varieties as a response to fertilization and sowing distance. Agronomy, 11(5), article number 815. doi: 10.3390/agronomy11050815.
  5. Fasusi, O.A., Cruz, C., & Babalola, O.O. (2021). Agricultural sustainability: Microbial biofertilizers in rhizosphere management. Agriculture, 11(2), article number 163. doi: 10.3390/agriculture11020163.
  6. Glick, B.R., & Gamalaro, E. (2021). Recent developments in the study of plant microbiomes. Microorganisms, 9(7), article number 1533. doi: 10.3390/microorganisms9071533.
  7. Hu, L., Zhang, Y., Xia, H., Fan, S., Song, J., Lv, X., & Kong, L. (2019). Photosynthetic characteristics of non-foliar organs in main C3 cereals. Physiologia Plantrum, 166(1), 226-239. doi: 10.1111/ppl.12838.
  8. Johnston, A.E., Poulton, P.R., Fixen, P.E., & Curtin, D. (2014). Chapter five – phosphorus: Its efficient use in agriculture. Advances in Agronomy, 123, 177-228. doi: 10.1016/B978-0-12-420225-2.00005-4.
  9. Juzoń, K., Idziak-Helmcke, D., Rojek-Jelonek, M., Warzecha, T., Warchoł, M., Czyczyło-Mysza, I., Dziurka, K., & Skrzypek, E. (2020). Functioning of the photosynthetic apparatus in response to drought stress in oat × maize addition lines. International Journal of Molecular Sciences, 21(18), article number 6958. doi: 10.3390/ijms21186958.
  10. Kholodchenko, R. (2014). Photosynthetic activity of naked oat sowings depending on the mineral nutrition and seeding rates. Feeds and Feed Production, 77, 280-285.
  11. Kravchenko, A., Hoptsii, T., Kyrychenko, V., Hudym, O., & Chuiko, D. (2023). Transgressive variation in productivity traits in F2 naked oat hybrids. Scientific Horizons, 26(8), 23-32. doi: 10.48077/scihor8.2023.23.
  12. Kumar, S., Diksha, Sindhu, S.S., & Kumar, R. (2022). Biofertilizers: An ecofriendly technology for nutrient recycling and environmental sustainability. Current Research in Microbial Sciences, 3, article number 100094. doi: 10.1016/j.crmicr.2021.100094.  
  13. Kuter, E., Ahsan, U., Tosun, B., Karagöz, D.M., Gümüş, H., Raza, I., Güvenç, M., & Akkaş, Ö. (2023). Biomass yield, quality, nutrient composition, and feeding value of oat (Avena sativa) silage subjected to different wilting durations and/or inoculant application. Tropical Animal Health and Production, 55, article number 299. doi: 10.1007/s11250-023-03751-9. 
  14. Lawlor, D.W. (1995). Photosynthesis, productivity and environment. Journal of Experimental Botany, 46, 1449-1461. doi: 10.1093/jxb/46.special_issue.1449.
  15. Liubytska, D.M., & Mialkovskyi, R.O. (2024). Photosynthetic activity of early-ripening sunflower hybrids in the Western Forest-Steppe. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet, 32, 37-48. doi: 10.47414/np.32.2024.322357.
  16. Marchenko, K.Yu. (2022). Chlorophyll content and net productivity of photosynthesis of naked oats under the action of biological preparations. Irrigated Farming, 77, 62-67. doi: 10.32848/0135-2369.2022.77. 
  17. Morales, F., Ancín, M., Fakhet, D., González-Torralba, J., Gámez, A.L., Seminario, A., Soba, D., Mariem, S.B., Garriga, M., & Aranjuelo, I. (2020). Photosynthetic metabolism under stressful growth conditions as a bases for crop breeding and yield improvement. Plants, 9(1), article number 88. doi: 10.3390/plants9010088.
  18. Murgese, P., Santamaria, P., Leoni, B., & Crecchio, C. (2020). Ameliorative effects of PGPB on yield, physiological parameters, and nutrient transporter genes expression in Barattiere (Cucumis melo L.). Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 20, 784-793. doi: 10.1007/s42729-019-00165-1.
  19. Nacoon, S., Jogloy, S., Riddech, N., Mongkolthanaruk, W., Ekprasert, J., Cooper, J., & Boonlue, S. (2021). Combination of arbuscular mycorrhizal fungi and phosphate solubilizing bacteria on growth and production of Helianthus tuberosus under field condition. Scientific Reports, 11, article number 6501. doi: 10.1038/s41598-021-86042-3.
  20. Paz-Ares, J., Puga, M.I., Rojas-Triana, M., Martinez-Hevia, I., Diaz, S., Poza-Carrión, C., Miñambres, M., & Leyva, A. (2022). Plant adaptation to low phosphorus availability: Core signaling, crosstalks, and applied implications. Molecular Plant, 15(1), 104-124. doi: 10.1016/j.molp.2021.12.005.
  21. Potapov, A.V., & Hrabovskyi, M.B. (2023). Formation of leaf surface area and photosynthetic indicators of sugar beet crops depending on microfertilizers and fungicide protection systems. Foothill and Mountain Agriculture and Stockbreeding, 74(1), 110-128. doi: 10.32636/01308521.2023-(74)-1-8.
  22. Ribou, S.D.B.D., Douam, F., Hamant, O., Frohlich, M.W., & Negrutiu, I. (2013). Plant science and agricultural productivity: Why are we hitting the yield ceiling? Plant Science, 210, 159-176. doi: 10.1016/j.plantsci.2013.05.010.
  23. Rozhkov, A.O., Puzik, V.K., Kalenska, S.M., Puzik, L.M., Popov, S.I., Muzafarov, N.M., Bukhalo, V.Ya., & Kryshtop, Ye.A. (2016). Research case in agronomy. Book 1: Theoretical aspects of the research case. Kharkiv: Maidan.
  24. Sadras, V.O., Mahadevan, M., & Zwer, P.K. (2017). Oat phenotypes for drought adaptation and yield potential. Field Crops Research, 212, 135-144. doi: 10.1016/j.fcr.2017.07.014.
  25. Smith, N.G., et al. (2019). Global photosynthetic capacity is optimized to the environment. Ecology Letters, 22(3), 506-517. doi: 10.1111/ele.13210.
  26. Song, X., Zhou, G., Ma, B.-L., Wu, W., Ahmad, I., Zhu, G., Yan, W., & Jiao, X. (2019). Nitrogen application improved photosynthetic productivity, chlorophyll fluorescence, yield and yield components of two oat genotypes under saline conditions. Agronomy, 9(3), article number 115. doi: 10.3390/agronomy9030115.
  27. Stepanenko, M.V. (2023). Formation of maize leaf area depending on the fertiliser system. Grain Crops, 7(2), 300-306. doi: 10.31867/2523-4544/0290.
  28. Tian, H., Zhou, Q., Liu, W., Zhang, J., Chen, Y., Jia, Z., Shao, Y., & Wang, H. (2022). Responses of photosynthetic characteristics of oat flag leaf and spike to drought stress. Frontiers in Plant Science, 13, article number 917528. doi: 10.3389/fpls.2022.917528.
  29. Todosiichuk, O.V. (2024). Chlorophyll content and net photosynthetic productivity of sowing Grasspea under the influence of biological preparations. Bulletin of Uman National University of Horticulture, 2, 7-12. doi: 10.32782/2310-0478-2024-2-7-12.
  30. Volkogon, V.V. (2023). Microbiological aspects of sustainable agrocenosis formation. In T.I. Hoptsii, et al. (Eds.), Scientific principles for increasing the efficiency of agricultural production (pp. 40-43). Kharkiv: State Biotechnological University.
  31. Volkogon, V.V., Moskalenko, A.M., Dimova, S.B., Pyrig, O.V., Halep, Ju.M., & Volkogon, K.I. (2019). Optimization of biological processes of transformation of organic substance into leached chernozem. Bulletin of Agricultural Science, 11, 5-13. doi: 10.31073/agrovisnyk201911-01.
  32. Wang, S., et al. (2025). Phosphorus constrains global photosynthesis more than nitrogen does. Nature Ecology & Evolution, 9, 2025-2035. doi: 10.1038/s41559-025-02842-0.
  33. Xu, S., Sardans, J., Zhang, J., & Penuelas, J. (2020). Variations in foliar carbon:nitrogen and nitrogen:phosphorus ratios under global change: A meta-analysis of experimental field studies. Scientific Reports, 10, article number 12156. doi: 10.1038/s41598-020-68487-0.
  34. Zeng, H., Yi, K., Yang, S., Jiang, Y., Mao, P., Yu, Y., Feng, Y., Dong, Y., Dou, L., & Li, M. (2024). Photosynthetic performance of glumes of oat spikelets is more stable for grain-filling stage under drought stress. Plant Physiology and Biochemistry, 214, article number 108890. doi: 10.1016/j.plaphy.2024.108890.  
  35. Zhao, B., Ma, B.-L., Hu, Y., & Liu, J. (2021). Source-sink adjustment: A mechanistic understanding of the timing and severity of drought stress on photosynthesis and grain yields of two contrasting oat (Avena sativa L.) genotypes. Journal of Plant Growth Regulation, 40, 263-276. doi: 10.1007/s00344-020-10093-5.