Рослинництво та ґрунтознавство

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

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