Рослинництво та ґрунтознавство

Вплив агротехнічних заходів на формування підземної біомаси рослинами Miscanthus × giganteus

Валерій Носенко
Завантажити статтю
Анотація

Метою роботи було експериментально визначити вплив різних систем мінерального та органічного удобрення на динаміку накопичення підземної біомаси міскантусу гігантського (Miscanthus × giganteus), інтенсивність ґрунтового дихання та потенціал депонування вуглецю в умовах лісостепу України. Дослідження проводили впродовж 2021-2025 років у двофакторному польовому досліді, де фактор А включав контроль, внесення леонардиту (100 кг/га) та повне мінеральне добриво N60P16K80, а фактор В – позакореневе підживлення гуматом калію у фазу кущіння, виходу в трубку та в обидві фази. Підземну біомасу визначали методом монолітів у шарі ґрунту 0-30 см, а біологічну активність ризосфери – методом закритих статичних камер. Встановлено, що маса кореневої системи міскантусу стабільно зростала протягом перших п’яти років вегетації і за оптимального поєднання N60P16K80 з дворазовим підживленням гуматом калію досягла 10,76 т/га у 2025 році, тоді як у контролі – 6,14 т/га. Надходження вуглецю в ґрунт з кореневою масою у цьому варіанті становило 4,52 т С/га, а максимальна інтенсивність ґрунтового дихання (432 мг CO₂/м²·год) зафіксована у варіанті з леонардитом і дворазовим застосуванням гумату калію. Виявлено високий прямий зв’язок між масою коренів та інтенсивністю ґрунтового дихання (r = 0,74), а побудована поліноміальна регресійна модель другого ступеня (r = 0,96) адекватно описує динаміку накопичення підземної біомаси та дає змогу прогнозувати її подальше зростання. Практичне значення роботи полягає в обґрунтуванні поєднаного використання мінерального удобрення та гумінових препаратів для підвищення продуктивності плантацій міскантусу, посилення вуглецедепонувальної функції агроценозу та стабілізації біологічної активності ґрунту

Ключові слова

депонування вуглецю; ґрунтове дихання; леонардит; гумат калію; регресійна модель

ЦИТУВАТИ
Nosenko, V. (2026). The effect of agronomic practices on belowground biomass formation in Miscanthus × giganteus. Plant and Soil Science, 17(2), 78-87. https://doi.org/10.31548/plant2.2026.78
Використані джерела
  1. Agostini, F., Gregory, A.S., & Richter, G.M. (2015). Carbon sequestration by perennial energy crops: Is the jury still out? BioEnergy Research, 8, 1057-1080. doi: 10.1007/s12155-014-9571-0.
  2. Aslan-Sungur, G., Boersma, N., Moore, C.E., Heaton, E., Bernacchi, C.J., & Vanloocke, A. (2025). Advances in Miscanthus × giganteus planting techniques may increase carbon uptake in the establishment year. GCB Bioenergy, 17(1), article number e70012. doi: 10.1111/gcbb.70012.
  3. Burdová, H., et al. (2023). Miscanthus × giganteus stress tolerance and phytoremediation capacities in highly diesel contaminated soils. Journal of Environmental Management, 344, article number 118475. doi: 10.1016/j.jenvman.2023.118475.
  4. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.
  5. Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973, March). Retrieved from https://treaties.un.org/doc/publication/unts/volume%20993/volume-993-i-14537-english.pdf.
  6. Dohleman, F.G., & Long, S.P. (2009). More productive than maize in the Midwest: How does miscanthus do it? Plant Physiology, 150(4), 2104-2115. doi: 10.1104/pp.109.139162.
  7. Finnan, J., & Burke, B. (2014). Nitrogen dynamics in a mature Miscanthus × giganteus crop fertilized with nitrogen over a five year period. Irish Journal of Agricultural and Food Research, 53(2), 171-188.
  8. Fosu, S.A., & Davis, S.C. (2024). Decadal change in soil carbon and nitrogen with a Miscanthus × giganteus crop on abandoned agricultural land in southeast Ohio. GCB Bioenergy, 16(7), article number e13171. doi: 10.1111/gcbb.13171.
  9. Ivanina, V.V., Humentyk, M.Ya., & Katelevsky, V.M. (2021). Productivity of giant miscanthus and soil fertility status for fertilizer application. Agrology, 4(3), 131-136. doi: 10.32819/021017.
  10. Lewandowski, I., Clifton-Brown, J.C., Scurlock, J.M.O., & Huisman, W. (2000). Miscanthus: European experience with a novel energy crop. Biomass and Bioenergy, 19(4), 209-227. doi: 10.1016/S0961-9534(00)00032-5.
  11. Li, S., et al. (2022). The leaf economics spectrum of triploid and tetraploid C4 grass Miscanthus x giganteus. Plant, Cell & Environment, 45(12), 3462-3475. doi: 10.1111/pce.14433.
  12. Melnychuk, O.V., Ozheredov, S.P., Rakhmetov, D.B., Rakhmetova, S.O., Bayer, O.О., Yemets, A.I., & Blume, Ya.B. (2019). Biometric and biochemical features of new M.× giganteus lines with increased ploidy level. Factors in Experimental Evolution of Organisms, 25, 281-286. doi: 10.7124/FEEO.v25.1178.
  13. Namoi, N., Jang, C., Voigt, T., & Lee, D. (2026). Soil fertility management for sustainable Miscanthus × giganteus production: Increased tiller weight from nitrogen management explains yield gains in aged miscanthus. Biomass and Bioenergy, 204, article number 108394. doi: 10.1016/j.biombioe.2025.108394.
  14. Nelson, J.T., Dor, M., VanLoocke, A.D., Studt, J.E., Schrock, P.K., & McDaniel, M.D. (2025). Miscanthus × giganteus increases soil maximum water holding capacity compared to maize. Agrosystems, Geosciences & Environment, 8(3), article number e70181. doi: 10.1002/agg2.70181.
  15. Pidlisnyuk, V., Rouhani, A., Herts, A., Kononchuk, O., Markiv, V., Horyn, O., Khomenchuk, V., & Shapoval, P. (2026). Circular utilization of Miscanthus × giganteus biomass ash to enhance soil quality and support its regrowth. Waste Disposal & Sustainable Energy. doi: 10.1007/s42768-026-00288-z.
  16. Pribyl, D.W. (2010). A critical review of the conventional SOC to SOM conversion factor. Geoderma, 156(3-4), 75-83. doi: 10.1016/j.geoderma.2010.02.003.
  17. Prysiazhniuk, O., Maliarenko, O., Penkova, S., & Voronenko, O. (2026). Evaluation of the nutrient status of Miscanthus × giganteus cultivated on chernozems in Ukraine. Archives of Agronomy and Soil Science, 72(1), 1-18. doi: 10.1080/03650340.2025.2598978.
  18. Roik, M.V., Hanzhenko, O.M., Fuchylo, Ya.D., & Kvak, V.M. (2019). Economic aspects of growing perennial energy crops. Bioenerhetyka, 1, 4-7. doi: 10.47414/be.1.2019.229276.
  19. Rose, M.T., Patti, A.F., Little, K.R., Brown, A.L., Jackson, W.R., & Cavagnaro, T.R. (2014). Chapter two – a meta-analysis and review of plant-growth response to humic substances: Practical implications for agriculture. Advances in Agronomy, 124, 37-89. doi: 10.1016/B978-0-12-800138-7.00002-4.
  20. Wechtler, L., Falla-Angel, J., Bonnefoy, A., & Laval-Gilly, P. (2024). Co-culture between Miscanthus × giganteus and Trifolium repens L. to enhance microbial activity, biomass and density in a PAH contaminated technosol. International Journal of Phytoremediation, 26(1), 143-150. doi: 10.1080/15226514.2023.2231548.
  21. Yildiz, S., Kusvuran, A., & Kuşvuran, Ş. (2025). The effect of humic acid application on drought tolerance of miscanthus (Miscanthus × giganteus). International Journal of Agriculture Environment and Food Sciences, 9(4), 1181-1190. doi: 10.31015/2025.4.20.
  22. Zheng, C., Xiao, L., Iqbal, Y., Sun, G., Feng, H., Liu, F., Duan, M., & Yi, Z. (2022). Miscanthus interspecific hybrids exceed the biomass yield and quality of their parents in the saline-alkaline Yellow River delta. Food and Energy Security, 11(1), article number e347. doi: 10.1002/fes3.347.
  23. Zub, H.W., & Brancourt-Hulmel, M. (2010). Agronomic and physiological performances of different species of Miscanthus, a major energy crop. A review. Agronomy for Sustainable Development, 30, 201-214. doi: 10.1051/agro/2009034.