Асиміляційна поверхня пшениці озимої залежно від передпосівної обробки насіння біологічними препаратами
DOI:
https://doi.org/10.47414/na.11.2.2023.285330Ключові слова:
пплоща прапорцевого листка, площа стебла, площа колоса, уміст хлорофілівАнотація
Мета. Установити особливості розвитку асиміляційного апарату пшениці озимої залежно від передпосівної обробки насіння біологічними препаратами.
Методи. Дослідження проводили з використанням польового, лабораторного та математичного методів. Польові дослідження проводили впродовж 2019–2022 рр. у стаціонарній сівозміні кафедри рослинництва НУБІП України на чорноземах типових опідзолених у Правобережному Лісостепу України. Досліджували особливості формування асиміляційної поверхні пшениці озимої за передпосівної обробки насіння біологічно активними препаратами: Бінок зерно, Різомакс, Триходермін, Планориз, Урожай Старт. Фоновий варіант вирощування – передпосівне внесення N32P32K32 (нітроамофоска) та комплексного гранульованого добрива DuraSOP Actibition. Площу листкової поверхні та колосових лусок обліковували з використанням програми Petiolе Pro. Площу поверхні стебла визначали за формулою зовнішньої площі циліндра.
Результати. Прапорцевий листок доволі важливий для формування високого рівня врожайності пшениці озимої, оскільки його втрата або пошкодження суттєво зменшують надходження асимілятів фотосинтезу в рослину. Зокрема, у фазі колосіння (ВВСН 57), у середньому його площа була 7,68 тис. м2/га, а гарні показники формування площі прапорцевого листка були у варіантах застосування Бінок зерно та Урожай старт, як окремо, так і в поєднанні, а в наступній фазі розвитку – цвітіння (ВВСН 65) отримані закономірності збереглися, хоча кращим було поєднання Бінок зерно в комплексі з удобренням Урожай Старт – 9,24 тис. м2/га. Спостерігалось цілком закономірне зниження загальної асиміляційної поверхні внаслідок поступового відмирання листків нижніх ярусів, скорочення можливості фотосинтезу прапорцевого листка та зменшення площі колоса, задіяної в асиміляції. Зокрема, у середньому по досліду, у фазі колосіння (ВВСН 57) загальна асиміляційна поверхня пшениці озимої становила 51,9 тис. м2/га; у фазі цвітіння (ВВСН 65) – 51,8; у фазі молочної стиглості зерна (ВВСН 75) – 29,3 тис. м2/га. Сумарна площа асиміляційної поверхні у фазі колосіння (ВВСН 57) була найбільшою за комбінованої обробки насіння перед сівбою біологічним препаратом Бінок зерно та добривом Урожай Старт – 61,7 тис. м2/га. Надалі у фазах цвітіння (ВВСН 65) та молочної стиглості зерна (ВВСН 75) отримані закономірності збереглися і кращим був варіант внесення Бінок зерно та Урожай старт у комплексі. До кінця вегетації концентрація основних фотопігментів у листках пшениці озимої зменшувалась і у фазі молочної стиглості зерна (ВВСН 75) уміст хлорофілу a був 11,01 мг/г та хлорофілу b – 3,93 мг/га. А от на більш ранніх етапах онтогенезу пшениці в листках зростав уміст хлорофілу b, тоді як хлорофілу a зменшувався у чисельному виразі на грам сухої речовини листка. Установлено, що в середньому по досліду на час колосіння (ВВСН 57) уміст хлорофілу a становив 11,6 мг/г, тоді як хлорофілу b – 4,09 мг/га, а у фазі цвітіння (ВВСН 65) їхній уміст становив 11,4 та 4,14 мг/га відповідно. Визначено, що комплексна обробка насіння Бінок зерно + Урожай старт разом з удобренням N32P32K32 + Actibion забезпечила вищий уміст хлорофілів – 16,3; 16,0 та 15,4 мг/г сухої речовини.
Висновки. Застосування для передпосівної обробки насіння пшениці озимої досліджуваних біопрепаратів сприяє суттєвому підвищенню впродовж усієї вегетації показників сумарної асиміляційної поверхні рослин, зокрема її складників, як-от площа прапорцевих листків, зелених колоскових лусок та стебел, а також вмісту фотосинтетичних пігментів. Установлені закономірності росту й розвитку рослин є важливим чинником оптимізації технології вирощування культури в умовах Правобережного Лісостепу України.
Посилання
Morgun, V. V., & Rybalka, O. I. (2017). A strategy for the genetic improvement of cereals in order to ensure food security, medical and preventive nutrition and the needs of the processing industry. Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine, 3, 54–64. doi: 10.15407/visn2017.03.054
Kalenska, S. (2022). Food security and innovation solutions in crop production. Plant and Soil Science, 13(2), 14–26. doi: 10.31548/agr.13(2).2022.14-26
Hospodarenko, G. M., Liubych, V. V., Zhelyezna, V. V., & Polyanetska, I. O. (2021). The amino acid composition of winter wheat grain depending on the variety. Bulletin of the Uman National University of Horticulture, 1, 60–65. doi: 10.31395/2310-0478-2021-1-60-65
Long, S. P., Marshall-Colon, A., & Zhu, X.-G. (2015). Meeting the global food demand of the future by engineering crop photosynthesis and yield potential. Cell, 161(1), 56–66. doi: 10.1016/J.CELL.2015.03.019
Ort, D. R., Merchant, S. S., Alric, J., Barkan, A., Blankenship, R. E., Bock, R., … Zhu, X. G. (2015). Redesigning photosynthesis to sustainably meet global food and bioenergy demand. Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 112(28), 8529–8536. doi: 10.1073/pnas.1424031112
Melnyk, A., Akuaku, J., Melnyk, T., & Makarchuk, A. (2020). Influence of photosynthetic apparatus on the productivity of high-oleic sunflower depending on climatic conditions in the left-bank forest-steppe of Ukraine. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 26(4), 800–808.
Baslam, M., Mitsui, T., Hodges, M., Priesack, E., Herritt, M. T., Aranjuelo, I., & Sanz-Sáez, Á. (2020). Photosynthesis in a Changing Global Climate: Scaling Up and Scaling Down in Crops. Frontiers in Plant Science, 11, Article 882. doi: 10.3389/fpls.2020.00882
Lesk, C., Rowhani, P., & Ramankutty, N. (2016). Influence of extreme weather disasters on global crop production. Nature, 529, 84–87. doi: 10.1038/nature16467
Leng, G., & Hall, J. (2019). Crop yield sensitivity of global major agricultural countries to droughts and the projected changes in the future. Science of The Total Environment, 654, 811–821. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.10.434
Tao, F., Rötter, R., Palosuo, T., Höhn, J., Peltonen-Sainio, P., Rajala, A., & Salo, T. (2015). Assessing climate effects on wheat yield and water use in Finland using a super-ensemble-based probabilistic approach. Climate Research, 65, 23–37. doi: 10.3354/cr01318
Liu, C., Wu, Z., Hu, Z., Yin, N., Islam, A. R. M. T., & Wei, Z. (2022). Characteristics and influencing factors of carbon fluxes in winter wheat fields under elevated CO2 concentration. Environmental Pollution, 307, Article 119480. doi: 10.1016/j.envpol.2022.119480
Moskalets, T., Moskalets, V., Barat, Yu., Podopriatov, H., & Pеlеkhаtyi, V. (2022). Bioecological features, biochemical and physicochemical parameters of grain of new genotypes. Scientific Horizons, 25(9), 41–52. doi: 10.48077/scihor.25(9).2022.41-52
Moskalets, V., Knyazyuk, O., Bordiug, N., Ishchuk, O., & Matkovska, S. (2023). Extension of the forming process in the selection of winter common wheat for productivity and quality by using the gene pool of related wheat species within the framework of food security. Scientific Horizons, 26(6), 43–57. doi: 10.48077/scihor6.2023.43
Rybalka, O. I., Morgun, V. V., & Morgun, B. V. (2020). Colored grain of wheat and barley is a new strategy for the selection of grain crops with high biological value of grain. Plant Physiology and Genetics, 52(2), 95–127. doi: 10.15407/frg2020.02.095 [In Ukrainian]
Rybalka, O. I., Polishchuk, S. S., & Morgun, B. V. (2018). New directions in grain breeding for grain quality. Bulletin of Agricultural Science, 11, 120–133. doi: 10.31073/agrovisnyk201811-16 [In Ukrainian]
Petunenko, I. V., Kalenska, S. М., Liebhard, Р. (2017). Yield and quality characteristics of winter wheat varieties depending on different nitrogen nutrition levels in semiarid climate. Scientific Herald of NULES of Ukraine. Series: Agronomy, 235, 9–24. [In Ukrainian]
Kovalenko, A. M., & Kiriyak, Y. P. (2018). Yield and quality of seeds of different varieties of winter wheat crop depending on agro cultivation methods and climate change conditions. Scientific Reports of NULES of Ukraine, 5. doi: 10.31548/dopovidi2018.05.021
Bazalii, V., Boichuk, I., Domaratskyi, Ye., Larchenko, O., & Bazalii, G. (2017). Unlocking thegenetic potential of soft winter wheat productivity under different growing conditions. Factors in Experimental Evolution of Organisms, 21, 92–95. [In Ukrainian]
Hrechyshkina, T. A. (2017). Scientific substantiation of the directions of optimizing the elements of cultivation technology of winter wheat varieties under the conditions of Southern Ukraine. Tavria Scientific Bulletin, 97, 30–35. [In Ukrainian]
Szczepanek, M., Lemańczyk, G., Lamparski, R., Wilczewski, E., Graczyk, R., Nowak, R., & Prus, P. (2020). Ancient wheat species (Triticum sphaerococcum Perc. and Triticum persicum Vav.) in organic farming: Influence of sowing density on agronomic traits, pests and diseases occurrence, and weed infestation. Agriculture, 10(11), Article 556. doi: 10.3390/agriculture10110556
Domaratskyi, Ye. O. (2018). Overcoming the effects of stress during the cultivation of winter wheat in the context of global climate change. In Proceedings of the international scientific-practical conference with the participation of FAO "Climate change and agriculture. Challenges for agricultural science and education" (pp. 227–232). Kyiv, Ukraine. [In Ukrainian]
Kalenska, S., Novytska, N., Kalenskyi, V., Kovalenko, R., Yeremenko, O., Tasheva, J., & Honchar, L. (2019). Management by formation of winter wheat resistant agrocenoses in the Forrest-Steppe of Ukraine. In 1st International Wheat Congress: Abstract Proceeding: poster presentations. Saskatoon, Saskatchewan, Canada.
Janušauskaite, D., Auškalniene, O., & Pšibišauskiene, G. (2016). Photosynthetic responses of spring barley varieties to different stand densities under field conditions. Acta Agriculturae Scandinavica Section B – Soil and Plant Science, 62(5), 441–448. doi: 10.1080/09064710.2011.641029
Domaratskyi, Y. (2021). Leaf area formation and photosynthetic activity of sunflower plants depending on fertilizers and growth regulators. Journal of Ecological Engineering, 22(6), 99–105. doi: 10.12911/22998993/137361
Akhter, M. M., Hosain, A., Timsina, J., Teixeira da Silva, A., & Islam, M. S. (2016). Chlorophyll meter – a decision-making toll for nitrogen application in wheat under light soils. International Journal of Plant Production, 10(3), 289–302. doi: 10.22069/ijpp.2016.2898
Dromantiene, R., Pranckietiene, I., & Šidlauskas, G. (2015). Effect of foliar application of amino acids on the photosynthetic indicators and yield of winter wheat. In Proceedings of the 7th International Scientific Conference Rural Development 2015 (pp. 1–8). Kaunas, Lithuania: Aleksandras Stulginskis University. doi: 10.15544/RD.2015.028
Onyshchenko, O., Pokoptseva, L., Kolesnikov, M., & Gerasko, T. (2023). Photosynthetic activity of sunflower hybrids under growth regulators in the Steppe of Ukraine. Scientific Horizons, 26(6), 58–70. doi: 10.48077/scihor6.2023.58
Almashova, V. S., & Skok, S. V. (2022). Effectiveness of application of biological preparations and plant growth regulators for growing agricultural crops in the southern steppe zone of Ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology, 1, 11–17. doi: 10.32845/agrobio.2022.1.2
Honchar, A., Tonkha, O., Patyka, N., Lykholat, Y., & Patyka, T. (2021). Morphological and physiological-biochemical variability of spore-forming bacteria isolated from the agrocoenosis of winter wheat. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 12(4), 588–593. doi:10.15421/022180
Sadak, M. S., Hanafy, R. S., Elkady, F. M., Mogazy, A. M., & Abdelhamid, M. T. (2023). Exogenous calcium reinforces photosynthetic pigment content and osmolyte, enzymatic, and non-enzymatic antioxidants abundance and alleviates salt stress in bread wheat. Plants, 12(7), Article 1532. doi: 10.3390/plants12071532
Sitko, K., Gieroń, Ż., Szopiński, M., Zieleźnik-Rusinowska, P., Rusinowski, S., Pogrzeba, M., & Małkowski, E. (2019). Influence of short-term macronutrient deprivation in maize on photosynthetic characteristics, transpiration and pigment content. Scientific Reports, 9(1), Article 14181. doi: 10.1038/s41598-019-50579-1
Kalenska, S., & Tokar, B. (2015). Influence fertilizers and retardant protection on dynamics chlorophyll content in leaves of spring barley. Scientific Reports NULES of Ukraine, 7. Retrieved from http://nd.nubipedu.ua/2015_7/10.pdf
Bojovič, B., & Markivič, A. (2009). Correlation between nitrogen and chlorophyll content in wheat (Triticum aestivum L.). Kragujevac Journal of Science, 31, 69–74.
Batsmanova, L., Taran, N., Konotop, Y., Kalenska, S., & Novytska, N. (2020). Use of a colloidal solution of metal and metal oxide-containing nanoparticles as fertilizer for increasing soybean productivity. Journal of Central European Agriculture, 21(2), 311–319. doi: 10.5513/JCEA01/21.2.2414
Novytska, N., Gadzovskiy, G., Mazurenko, B., Kalenska, S., Svistunova, I., & Martynov, O. (2020). Effect of seed inoculation and foliar fertilizing on structure of soybean yield and yield structure in Western Polissya of Ukraine. Agronomy Research, 18(4), 2512–2519. doi: 10.15159/AR.20.203
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 fertilizers, root and foliar nutrition on productivity of winter tritical plants. Ecological Engineering & Enviromental Technology, 23(6), 1–14. doi: 10.12912/27197050/152118
Vozhegova, R., & Kryvenko, A. (2019). The impact of biological products on winter wheat productivity and economic and energy efficiency of the technology of its cultivation in conditions of the Southern Ukraine. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 1, 39–46. doi: 10.31521/2313-092X/2019-1(101)-6
Gamajunova, V. V., & Smirnova, I. V, (2018). Economic efficiency of winter wheat growing depending on the optimization fertile background. Scientific Horizons, 64(1), 10–14. doi: 10.33249/2663-2144-2018-64-1-10-14
Rozhkov, A. O., Puzik, V. K., Kalenska, S. M., Puzik, L. M., Popov, S. I., Muzafarov, N. M., … Kryshtop, E. A. (2016). Research in agronomy. Book 1. Theoretical aspects of research. Kharkiv: Maidan. [In Ukrainian]
Tkachyk, S. O., Prysiazhniuk, O. I., & Leshchuk, N. V. (2016). Methods of qualification examination of plant varieties for suitability for distribution in Ukraine. The general part (4th ed., rev. & enl.). Vinnytsia: FOP Korzun D. Yu. [In Ukrainian]
Kalenska, S. M., Prysiazhniuk, O. I., Novytska, N. V., & Polovynchuk, O. Yu. (2018). Comparative charac-teristics of the growth and development of grain crops. Plant Varieties Studying and Protection, 14(4), 406–414. doi: 10.21498/2518-1017.14.4.2018.151906
Prysiazhniuk, O. I., Karazhbei, H. M., Leshchuk, N. V., Tsyba, S. V., Mazhuha, K. M., Brovkin, V. V., Symonenko, V. A., Maslechkin, V. V. (2016). Statistical analysis of agronomic research data package Statistica 10. Kyiv: Nilan-LTD. [In Ukrainian]
