Стаття

Отримано 09.04.2022

Доопрацьовано 23.06.2022

Прийнято 30.08.2022

Взято з Том 26, № 3, 2022

Сторінки 66 -76

Zaiets, S., Onufran, L., Fundirat, K., Yuzyuk, S., & Kisil, L. (2022). Dynamics of the content of nutrients in winter barley plants depending on the variety, sowing dates and plant growth regulators. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 26(3), 66-76. https://doi.org/10.56407/2313-092X/2022-26(3)-6

Динаміка вмісту елементів живлення в рослинах ячменю озимого залежно від сорту, строків сівби та регуляторів росту рослин

Сергій Заєць Людмила Онуфран Катерина Фундират Сергій Юзюк Людмила Кисіль

Проблему зі збільшення виробництва зерна ячменю озимого на зрошуваних землях можна вирішити завдяки покращенню сортового складу, оптимізації строків сівби та поліпшенню системи живлення, зокрема через застосування препаратів із росторегулюючими властивостями. Враховуючи важливу біологічну роль регуляторів росту в системі живлення рослин, ставилось за мету визначити вплив Гуміфілд Форте брікс, МИР і PROLIS на вміст азоту, фосфору й калію в основні фази розвитку рослин різних сортів ячменю озимого за оптимального та пізнього строків сівби. Дослідження проводилися в Інституті зрошуваного землеробства (нині Інститут кліматично орієнтованого сільського господарства) НААН за методичними рекомендаціями щодо проведення польових випробувань в умовах зрошення. У надземній масі рослин, соломі і зерні визначали вміст загальний: азоту – за К’єльдалем, фосфору – за Мерфі-Рейлі, калію – на полум’яному фотометрі. Визначено, що на зрошуваних землях Півдня України застосування регуляторів росту Гуміфілд Форте брікс, МИР і PROLIS істотно впливало на акумуляцію основних елементів живлення (особливо азоту) рослинами та зерном ячменю озимого. Найбільший вміст основних елементів живлення в рослинах був на ранніх етапах розвитку (весняне кущення), після чого їх кількість зменшувалась до кінця вегетації культури. Максимальний вміст азоту 2,02 % на суху речовину на сорті Дев’ятий вал та 1,85 % на сорті Академічний забезпечило використання препарату Гуміфілд Форте Брікс. Серед сортів Дев’ятий вал у середньому за фактором регулятора росту рослин акумулював азоту в зерні за сівби 1 і 20 жовтня на 9,1 та 9,5 відсоткових пункти більше, ніж Академічний. Завдяки обробці насіння ячменю озимого регуляторами росту рослин Гуміфілд Форте Брікс і PROLIS та сівби культури в оптимальні терміни можна підвищити вміст азоту в рослинах і зерні відповідно на 6,0-15,1 та 9,3-22,5 відсоткових пункти, що позитивно позначиться на формуванні зерна та його якості. У подальших дослідженнях необхідно оптимізувати дози внесення мінеральних добрив за використання нових багатокомпонентних регуляторів росту рослин ячменю озимого в умовах зрошення Півдня України

вміст азоту; фосфору і калію; біомаса; терміни висіву; багатокомпонентні препарати; зрошення

[1] World population to reach 8 billion. (2022). Retrieved from https://www.un.org/en/desa/world-population-reach-8-billion-15-november-2022.

[2] Hackett, С. (2022). Global population projected to exceed 8 billion in 2022; half live in just seven countries. Retrieved from https://www.pewresearch.org/fact-tank/2022/07/21/global-population-projected-to-exceed-8-billion-in-2022-half-live-in-just-seven-countries/.

[3] Ritchie, H., Mathieu, E., Rodés-Guirao, L., & Gerber, M. (2020). Five key findings from the 2022 UN population prospects. Retrieved from https://ourworldindata.org/world-population-update-2022.

[4] O’Neill, B.C., Liddle, B., Jiang, L., Smith, K.R., Pachauri, S., Dalton, M., & Fuchs, R. (2012). Demographic change and carbon dioxide emissions. The Lancet, 380(9837), 157-164. doi: 10.1016/s0140-6736(12)60958-1.

[5] Bongaarts, J., & Sitruk-Ware, R. (2019). Climate change and contraception. BMJ Sexual & Reproductive Health, 45(4), 233-235. doi: 10.1136/bmjsrh-2019-200399.

[6] Stephenson, J., Newman, K., & Mayhew, S. (2010). Population dynamics and climate change: What are the links? Journal of Public Health, 32(2), 150-156. doi: 10.1093/pubmed/fdq038.

[7] Islam, N., & Winkel, J. (2017). Climate change and social inequality. New York: DESA.

[8] Jiang, L., & Hardee, K. (2011). How do recent population trends matter to climate change? Population Research and Policy Review, 30(2), 287-312. doi: 10.1007/s11113-010-9189-7.

[9] Csajbók, J., Pepó, P., & Kutasy, E. (2020). Photosynthetic and agronomic traits of winter barley (Hordeum vulgare L.) varieties. Agronomy, 10(12), article number 1999. doi: 10.3390/agronomy10121999.

[10] Bouhlal, O., Affricot, J.R., Puglisi, D., El-Baouchi, A., El Otmani, F., & Kandil, M. (2021). Malting quality of ICARDA elite winter barley (Hordeum vulgare L.) germplasm grown in Moroccan middle atlas. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 2, 401-412. doi: 10.1080/03610470.2021.1978036.

[11] Tricase, C., Amicarelli, V., Lamonaca, E., & Rana, R.-L. (2018). Economic analysis of the barley market and related uses: Grasses as food and feed. doi: 10.5772/intechopen.78967.

[12] Verstegen, H., Köneke, O., Korzun, V., & Broock, R. (2014). The world importance of barley and challenges to further improvements: Part of the biotechnology in agriculture and forestry book series. Agriculture, 69, 3-19. doi: 10.1007/978-3-662-44406-1_1.

[13] Boyko, V.I., Lebid, Ye.M., & Rybka, V.S. (2008). Economics of grain production (with the basics of organization and production technology). Kyiv: National Scientific Centre “Institute of Agrarian Economics”.

[14] Khramtsov, L.I., & Khramtsov, V.L. (2007). Landscape crop production. Dnipro: Porogi.

[15] Adamenko, T.І. (2006). Changes in agro-climatic conditions of the cold period in Ukraine with global warming. Agronomy, 34, 12-13.

[16] Kernasyuk, Yu. (2017). Barley market: Development potential. Agribusiness Today. Retrieved from http://agro-business.com.ua/agro/ekonomichnyi-hektar/item/7950-rynok-iachmeniu-potentsial-rozvytku.html.

[17] Zaіets, S.O., & Onufran, L.I. (2015). Varietal technology of growing winter barley in arid conditions of the south of Ukraine. Retrieved from https://propozitsiya.com/ru/osoblivosti-viroshchuvannya-yachmenyu-yarogo-na-pivdni.

[18] Karazhbey, H. (2018). Status and prospects of winter barley in the seed market of Ukraine. Retrieved from https://infoindustria.com.ua/stan-ta-perspektivi-yachmenyu-ozimogo-na-nasinnyevomu-rinku-ukrayini/.

[19] Shkatula, Yu.M., & Barskyy, D.O. (2021). Yield of winter barley depending on the fertilization system. Agriculture and Forestry, 21, 82-94. doi: 10.37128/2707-5826-2021-2-7.

[20] Vasilescu, L., Sîrbu, A., Psota, V., Bude, A., & Alionte, E. (2017). Technological quality of some winter barley varieties for malt. Analele Institutului Național de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Fundulea, 85, 33-39. Retrieved from https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20193263837.

[21] The National Center of Seed Science and Variety Study. (2021). Catalog of varieties and hybrids of the breeding and genetic institute. Retrieved from https://sgi.in.ua/data/documents/Katalog-sortiv-i-gibridiv-SGI-NCNS-2021.pdf.

[22] Benda, R.V. (2014). Economic efficiency of growing winter barley depending on the timing of sowing and mineral nutrition. Bulletin Institute of Agriculture of Steppe Zone NAAS of Ukraine, 6, 70-73. Retrieved from http://www.irbis-nbuv.gov.ua/.

[23] Tkalich, I.D., Sydorenko, Yu.Ya., Bochevar, O.V., Ilienko, O.V., Kulyk, I.O., & Mamyedova, E.I. (2016). Productivity of winter double-edged barley for autumn and spring sowing depending on seed treatment and nutritional background. Retrieved from https://journal-grain-crops.com/uk/arhiv/view/5ad714dcd4bcb.pdf.

[24] Kryvenko, А., Pochkolina, S., & Elkin, I. (2019). Yield of different varieties of winter cereals in dependence on terms of sowing in the Black Sea conditions. Scientific Journal “Science Rise”, 9-10(62-63), 12-16. doi: 10.15587/2313-8416.2019.181392.

[25] Gray, W.M. (2004). Hormone regulation of plant growth and development. PLoS Bio, 2, 311. doi: 10.1371%2Fjournal.pbio.0020311.

[26] Iqbal, N., Khan, N.A., Ferrante, A., Trivellini, A., Francini, A., & Khan, M.I.R. (2017). Ethylene role in plant growth, development and senescence: Interaction with other phytohormones. London: Front Plant Sci.

[27] Jain, J.L. (2005). Plant hormones. Fundamentals of biochemistry. New Delhi: S. Chand & Company.

[28] Werner, T., Motyka, V., Strnad, M., & Schmülling, T. (2001). Regulation of plant growth by cytokinin. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 98, 10487-10492. doi: 10.1073/pnas.171304098.

[29] Malinovsky, F.G., F Thomsen, M-L., J Nintemann, S., Jagd, L.M., Bourgine, B., Burow, M., & J Kliebenstein, D. (2017). An evolutionarily young defense metabolite influences the root growth of plants via the ancient TOR signaling pathway. eLife. doi: 10.7554/eLife.29353.

[30] Abbott, L.K., McDonald, L.M., Wong, M.T., Webb, M.J., Jenkins, S.N., & Farrell, M. (2018). The potential role of biological amendments for profitable grain production – a review. Agriculture, Ecosystems and Environment, 256, 34-50. doi: 10.1016/j.agee.2017.12.021.

[31] Gamayunova, V.V., & Kuvshinova, A.O. (2021). Formation of the main indicators of grain quality of winter barley varieties depending on biopreparations for growing under the conditions of the Southern Steppe of Ukraine. Ecological Engineering & Environmental Technology, 22(4), 86-92. doi: 10.12912/27197050/137864.

[32] Bhatla, S.C. (2018). Plant growth regulators: An overview. In Plant physiology, development and metabolism. Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-13-2023-1_14.

[33] Ertani, A., Nardi, S., Altissimo, A., & Associato, L.S. (2013). Review: Long-term research activity on the biostimulant properties of natural origin compounds. Acta Horticulturae, 1009, 181-188. doi: 10.17660/ActaHortic.2013.1009.22.

[34] Paradikovic, N., Vinkovic, T., Vinkovic Vrcek, I., Zuntar, I., Bojic, M., & Medicsaric, M. (2011). Effect of natural biostimulants on yield and nutritional quality: An example of sweet yellow pepper (Capsicum annuum L.) plants. Journal of the Science of Food and Agriculture, 91, 2146-2152. doi: 10.1002/jsfa.4431.

[35] Zandonadi, D.B., & Busato, J.G. (2012). Vermicompost humic substances: Technology for converting pollution into plant growth regulators. IJESER, 3, 73-84. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/230823543.

[36] Wu, H., Xiang, J., Zhang, Y.P., Zhang, Y.K., Peng, S.B., & Chen, H.Z. (2018). Effects of post-anthesis nitrogen uptake and translocation on photosynthetic production and rice yield. Scientific Reports, 8, article number 12891. doi: 10.1038/s41598-018-31267-y.

[37] Li, G.H., Cheng, Q., Li, L., Lu, D.L., & Lu, W.P. (2021). N, P and K use efficiency and maize yield responses to fertilization modes and densities. Journal of Integrative Agriculture, 20, 78-86. doi: 10.1016/S2095-3119(20)63214-2.

[38] Wu, L.Q., Cui, Z.L., Chen, X.P., Yue, S.C., Sun, Y.X., & Zhao, R.F. (2015). Change in phosphorus requirement with increasing grain yield for Chinese maize production. Field Crops Res, 180, 216-220. doi: 10.1016/j.fcr.2015.06.001.

[39] Zhan, A., Zou, C.Q., Ye, Y.L., Liu, Z.H., Cui, Z.L., & Chen, X.P. (2016). Estimating on-farm wheat yield response to potassium and potassium uptake requirement in China. Field Crops Res, 191, 13-19. doi: 10.1016/j.fcr.2016.04.001.

[40] Tserling, V.V. (1990). Diagnostics of nutrition of agricultural crops. Moscow: Agropromizdat.

[41] Pampana, S., Rossi, A., & Arduini, I. (2021). Biosolids benefit yield and nitrogen uptake in winter cereals without excess risk of N leaching. Agronomy, 11, article number 1482. doi: 10.3390/agronomy11081482.

[42] White, P.J., & Brown, P.H. (2010). Plant nutrition for sustainable development and global health. Annals of Botany, 105(7), 1073-1080. doi: 10.1093/aob/mcq085.

[43] Benčíková, M., & Slamka, P. (2007). Dynamics of change of nutrition content in dry matter of winter barley Barcelona and Babylon varieties. Retrieved from https://mnet.mendelu.cz/mendelnet07agro/articles/fyto/bencikova.pdf.

[44] Daniela, T., Marcel, B., & Ioan, V. (2014). Studies regarding dynamics of water and nutrients absorption in winter barley and wheat. Scientific Papers. Series A. Agronomy, 57, 367-371. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/264037831.

[45] József, C., Péter, P., & Erika, K. (1999). Photosynthetic and agronomic traits of winter barley (Hordeum vulgare L.). Varieties Agronomy, 10. doi: 10.3390/agronomy10121999.

[46] Mosier, A.R., Bleken, M.A., Chaiwanakupt, P., Ellis, E.C., Freney, J.R., Howarth, R.B., Matson, P.A., Minami, K., Naylor, R., Weeks, K.N., & Zhu, Z.L. (2001). Policy implications of human accelerated nitrogen cycling. Biogeochem, 52, 281-320. doi: 10.1023/A:1006430122495.

[47] Ladha, J.K., Dawe, D., Pathak, H., Padre, A.T., Yadav, R.L., Singh, Y., Singh, P., Kundu, A. L., Sakal, R., Ram, N., Regmi, A.P., Gami, S.K., Bhandari, A.L., Amin, R., Yadav, C.R., Bhattarai, E.M., Das, S., Aggarwal, H.P., Gupta, R.K., & Hobbs, P.R. (2003). How extensive are yield declines in long term rice-wheat experiments in Asia? Field Crops Research, 81, 159-180. doi: 10.1016/S0378-4290(02)00219-8.

[48] Mohan, S., Singh, M., & Kumar, R. (2015). Effect of nitrogen, phosphorus and zinc fertilization on yield and quality of kharif fodder – a review. Agricultural Reviews, 36, 218-226. doi: 10.5958/0976-0741.2015.00025.2.

[49] Zaіets, S.O., & Onufran, L.I. (2016). Productivity of winter barley varieties on irrigated lands depending on the precursor and background of nitrogen nutrition. In Interdepartmental thematic scientific collection: Irrigated agriculture (pp. 42-46). Kherson: Aylant.

[50] Horobets, M., Chaika, T., Korotkova, I., Pysarenko, P., Mishchenko, O., Shevnikov, M., & Lotysh, I. (2021). Influence of growth stimulants on photosynthetic activity of spring barley (Hordeum vulgare L.) crops. International Journal of Botany Studies, 6(2), 340-345. Retrieved from http://dspace.pdaa.edu.ua:8080/bitstream/123456789/10453/1/6-2-48-942.pdf.

[51] Korotkova, I., Marenych, M., Hanhur, V., Laslo, O., Chetveryk, O., & Liashenko, V. (2021). Weed control and winter wheat crop yield with the application of herbicides, nitrogen fertilizers, and their mixtures with humic growth regulators. Acta Agrobotanica, 74, article number 748. doi: 10.5586/aa.748.

[52] El Chami, D., & Galli, F. (2020). An assessment of seaweed extracts: Innovation for sustainable agriculture. Agronomy, 10, article number 1433. doi: 10.3390/agronomy10091433.

[53] Van De Velde, K., Ruelens, P., Geuten, K., Rohde, A., & Van Der Straeten, D. (2017). Exploiting DELLA signaling in cereals. Trends Plant Sci, 22, 880-893. doi: 10.1016/j.tplants.2017.07.010.

[54] Marzec, M., & Alqudah, A.M. (2018). Key hormonal components regulate agronomically important traits in barley. International Journal of Molecular Sciences, 19, 795. doi: 10.3390%2Fijms19030795.

[55] Izawa, T. (2021). What is going on with the hormonal control of flowering in plants? The Plant Journal, 105, 431-445. doi: 10.1111/tpj.15036.

[56] Panfilova, A., Korkhova, M., Gamayunova, V., Fedorchuk, M., Drobitko, A., Nikonchuk, N., & Kovalenko, O. (2019). Formation of photosynthetic and grain yield of spring barley (Hordeum vulgare L.) depend on varietal characteristics and plant growth regulators. Agronomy Research, 17(2), 608-620. doi: 10.15159/ar.19.099.

[57] Hrytsayenko, Z.M., Ponomarenko, S.P., Karpenko, V.P., & Leontyuk, I.B. (2008). Biologically active substances in crop production. Uman: Uman State Agrarian University.

[58] Lykhochvor, V.V., & Matkovska, M.V. (2021). Influence of morphoregulations on the growth and development of winter barley. Retrieved from https://www.agronom.com.ua/vplyv-morforegulyatoriv-na-rist-i-rozvytok-yachmenyu-ozymogo/.

[59] Cappellari, L.D.R., Chiappero, J., Palermo, T.B., Giordano, W., & Banchio, E. (2020). Volatile organic compounds from rhizobacteria increase the biosynthesis of secondary metabolites and improve the antioxidant status in Mentha piperita L. Grown under salt stress. Agronomy, 10, article number 1094. doi: 10.3390/agronomy10081094.

[60] Masliyov, S.V., Korzhova, N.O., Yarchuk, I.I., & Lyuklyanchuk, V.F. (2019). The effect of different types of mineral nutrition on the growth and development of spring barley in the Steppe zone of Ukraine. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy, 4, 28-35. doi: 10.31210/visnyk2019.04.0. Retrieved from http://dspace.luguniv.edu.ua/xmlui/handle/123456789/6573.

[61] Weggler-Beaton, K., Graham, R.D., & Mclaughlin, M.J. (2003). The influence of low rates of air-dried biosolids on yield and phosphorus and zinc nutrition of wheat (Triticum durum) and barley (Hordeum vulgare). Australian Journal of Soil Research, 41(2), 293-308. doi: 10.1071/SR02074.

[62] Krasilovets, Y.G., Kuzmenko, N.V., Sklyarovskyi, K.M., Grebenyuk, I.V., & Sadovoi, O.O. (2009). Climate change and optimization of winter wheat sowing period. Herald of Agrarian Science, 11, 16-19.

[63] Zaіets, S.O., & Kisil, L.B. (2018). Growth and development of winter barley varieties in autumn depending on hydrothermal conditions, sowing dates and growth regulators. Interdepartmental Thematic Scientific Collection. Irrigated Agriculture, 70, 13-16. Retrieved from http://izpr.ks.ua/archive/2018/70/4.pdf.

[64] Barker, R., & Molle, F. (2002). Perspectives on Asian irrigation. Bangkok: Asian Institute of Technology.

[65] Cherhilfewski, F.M., & Lieth. (1992). Der Einflub von klimaschwan kungen auf kornertrago des Winterroggent in Halle von 1901 bis 1960. Wiss Z Humboldt Univ Berl Math Naturwiss, 41(2), 55-67.

[66] Humifild VR-18. (n.d.). Retrieved from https://www.agrotechnosouz.com.ua/stranica-tovara/%D0%B3%D1%83%D0%BC%D1%96%D1%84%D1%96%D0%BB%D0%B4-%D0%B2%D1%80-18.

[67] IAS Ahrariyi razom. (n.d.). Plant growth regulator MYR MARK Z. Retrieved from https://agrarii-razom.com.ua/preparations/mir-marki-z.

[68] IAS Ahrariyi razom. (n.d.). Plant growth regulator PROLIS TM, VP. Retrieved from https://agrarii-razom.com.ua/preparations/prolis-tm-vp.

​[69] Musatov, A.H. (1992). Early forage crops. Kyiv: Urozhay.