Features of photosynthesis and production process of winter wheat under using biologized fertilization systems in crop rotation links
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2025-(78)-1-4Keywords:
winter wheat, biologized fertilizer systems, chlorophyll content, net productivity of photosynthesis, elements of plant productivityAbstract
The features of the total biotic productivity of winter wheat were studied, in particular, the dynamics of the chlorophyll (a + b) content in the upper leaves (the flag and subflag leaves), net photosynthesis productivity (NPP) during spring tillering, emergence into tube, earing–flowering and milky-wax ripeness, and grain productivity (wax ripeness stage of grain filling) under the conditions of biologized fertilizer systems (BFS). They assumed the application of legume straw (peas or fodder beans) + N₉₀P₆₀K₆₀. Additional factors for nutrition optimization were a biostimulator (BS, plant treatment) and humic fertilizer (HF, root application), as well as chelate fertilizer (CF, plant treatment). The above fertilizer systems had a positive effect on the total chlorophyll
(a + b) content and NPP. Treatment of winter wheat plants with BS and HF stimulated an increase in the total content of chlorophylls and NPP from 2.37–2.31 mg/g and 4.80–5.12 g/m² per day in the spring tillering stage to 3.59–3.82 mg/g and 7.92–8.06 g/m² per day at the earing–flowering stages, respectively. The flowering–milky-wax ripeness period was characterized by a significant decrease in the efficiency of photosynthetic processes (pigment content, NPP). When exposed to BS, HF, or CF on a basic fertilizer background, the grain weight per ear and 1000-grain weight increased, which in turn contributed to a yield of 5.66–5.81 t/ha. The features of the trace element composition of winter wheat grain (Mn, Fe, Zn, and Cu) under BFS conditions were determined. The highest level of Fe, Cu, and Zn content in winter wheat grain was found under the conditions of fertilizer systems using BS or CF against the background of N₉₀P₆₀K₆₀. When using HF, which has an adsorbing capacity, a tendency to decrease the content of these trace elements was observed. Their content in winter wheat grain did not exceed the maximum permissible values.
References
1. Агроекологічні та економічні аспекти вирощування озимої пшениці в умовах Південного Степу України / Л. В. Андрійченко та ін. Наукові праці. Екологія. 2010. Т. 132, вип. 119. С. 41–44. URL: http://ecology.chdu.edu.ua/article/view/64833 (дата звернення: 26.03.2025).
2. Вміст фотосинтетичних пігментів у листках гречки за дії біологічних препаратів / В. П. Карпенко та ін. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія : Біологія. 2021. Т. 81, № 1-2. С. 83–89. DOI: https://doi.org/10.25128/2078-2357.21.1-2.11.
3. Вплив передпосівного оброблення насіння різнокомпонентними протруйниками на стан пігментного комплексу пшениці озимої в умовах Південного Степу України / Ю. О. Кліпакова та ін. Агробіологія. 2021. № 1. С. 59–67. DOI: https://doi.org/10.33245/2310-9270-2021-163-1-59-67.
4. Вплив позакореневої обробки рослин пшениці озимої комплексом мікроелементів, отриманим за допомогою нанотехнологій, на їх фотосинтетичну активність за різних умов вологозабезпечення / О. О. Стасик та ін. Фізіологія рослин і генетика. 2020. Т. 52, № 1. С. 46–63. DOI: https://doi.org/10.15407/frg2020.01.046.
5. Ефективність застосування нових мікроелементних комплексів при вирощуванні пшениці озимої / О. Є. Давидова та ін. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47, № 3. С. 213–223. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/232903725.pdf (дата звернення: 28.03.2025).
6. Зв’язок вмісту хлорофілу в листках і хлорофільного індексу посівів озимої пшениці в період наливання зерна з урожайністю / Г. О. Прядкіна та ін. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47, № 2. С. 167–174. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/159495/07-Priadkina.pdf?sequence=1 (дата звернення: 30.03.2025).
7. Зубець М. В., Медведєв В. В., Балюк С. А. Розвиток і наукове забезпечення органічного землеробства в європейських країнах. Вісник аграрної науки. 2010. № 10. С. 5–8. URL: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/vaan_2010_10_3.pdf (дата звернення: 25.03.2025).
8. Кліпакова Ю. О., Білоусова З. В., Кенєва В. А. Вплив строків та способу внесення добрив на формування продуктивності рослин пшениці озимої. Таврійський науковий вісник. 2021. № 120. С. 53–60. DOI: https://doi.org/10.32851/2226-0099.2021.120.8.
9. Козак В., Пида С. Вплив мікробних препаратів та фунгіцидів на накопичення фотосинтетичних пігментів у листках сочевиці харчової (Lens culinaris Medik.). Збірник матеріалів ІІ Міжнар. наук. конф. «Бессерівські природознавчі студії» (Кременець, 24‒25 верес. 2024 р.). Кременець : КОГПА ім. Тараса Шевченка, 2024. Вип. ІI. С. 113–117. URL: https://kogpa.edu.ua/images/main_dir/kaf_bio/nauka/bess.pdf#page=113 (дата звернення: 24.03.2025).
10. Кудрявицька А. М. Вплив тривалого застосування добрив на продуктивність фотосинтезу та врожайність пшениці ярої. Вісник аграрної науки. 2016. № 4. С. 24–27. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201604-06.
11. Мазуренко Б. О., Новицька Н. В. Накопичення абсолютно сухої речовини та чиста продуктивність фотосинтезу посівів тритикале за пізніх осінніх строків сівби та підживлень азотом. Таврійський науковий вісник. 2020. № 111. С. 105–111. DOI: https://doi.org/10.32851/2226-0099.2020.111.14.
12. Марченко К. Ю. Вміст хлорофілу та чиста продуктивність фотосинтезу вівса голозерного за дії біологічних препаратів. Зрошуване землеробство : міжвід. темат. наук. зб. 2022. Вип. 77. С. 62–67. DOI: https://doi.org/10.32848/0135-2369.2022.77.14.
13. Михальська Л. М., Санін О. Ю., Третяков В. О. Вплив елементів живлення та фунгіцидів на вміст хлорофілу в листках високопродуктивних сортів пшениці озимої. Фізіологія рослин і генетика. 2020. Т. 52, № 6. С. 538–549. DOI: https://doi.org/10.15407/frg2020.06.538.
14. Особливості фотосинтезу і продукційного процесу у високоінтенсивних генотипів озимої пшениці / Д. А. Кірізій та ін. Київ : Основа, 2011. 415 с.
15. Поліщук П. Вміст хлорофілів і каротиноїдів у листках злакових і бобових рослин. Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. здобувачів вищої освіти “Молодь – аграрній науці і виробництву. Новітні технології виробництва та переробки продукції тваринництва, харчові технології” (Біла Церква, 14 квіт. 2023 р.). Біла Церква : БНАУ, 2023. С. 56–57. URL: https://science.btsau.edu.ua/sites/default/files/tezy/tezy_stud_btf_14.04.23.pdf#page=56 (дата звернення: 24.03.2025).
16. Потужність розвитку фотосинтетичного апарату та врожайність рослин озимої пшениці за дії бензиламінопурину та пероксиду водню / Н. Ю. Таран та ін. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46, № 5. С. 413–419. URL: http://jnas.nbuv.gov.ua/j-pdf/FBKR_2014_45_5_7.pdf (дата звернення: 30.03.2025).
17. Прядкіна Г. О., Махаринська Н. М. Асиміляційний апарат листків окремих ярусів у сортів озимої пшениці за несприятливих умов навколишнього середовища. Фізіологія рослин і генетика. 2021. Т. 53, № 1. С. 74–86. DOI: https://doi.org/10.15407/frg2021.01.74.
18. Прядкiна Г. О., Швартау В. В., Михальська Л. М. Потужнiсть фотосинтетичного апарату, зернова продуктивнiсть та якiсть зерна iнтенсивних сортiв м’якої озимої пшеницi за рiзного рiвня мiнерального живлення. Физиология и биохимия культурных растений. 2011. Т. 43, № 2. С. 158–163. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/66363/09-Pryadkina.pdf?sequence=3 (дата звернення: 25.03.2025).
19. Рябовол Л. О., Рябовол Я. С., Федоренко С. В. Особивості фотосинтезу різних за морфотипами створених зразків пшениці м’якої озимої. Збірник наукових праць Уманського національного університету садівництва. 2024. Вип. 105, ч. 1. С. 231–237. DOI: https://doi.org/10.32782/2415-8240-2024-105-1-231-237.
20. Сметанко О. В., Бурикіна С. І., Кривенко А. І. Вплив елементів біологізації вирощування пшениці озимої на різних фонах мінерального живлення в умовах Південного Степу України. Вісник аграрної науки. 2018. № 8 (785). С. 33–37. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201808-05.
21. Соколовська-Сергієнко О. Г., Прядкіна Г. О., Капітанська О. С. Активність фотосинтетичного апарату та продуктивність озимої пшениці за обробки хелатованим мікродобривом і стимулятором росту. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47, № 4. С. 321–329. URL: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/FBKR_2015_47_4_8.pdf (дата звернення: 30.03.2025).
22. Старчевський Ю. І., Старчевський І. П. До питання практичної реалізації в Одеській області світової стратегії екологізації сільського господарства на засадах комплексної біологізації землеробства. Вісник аграрної науки Південного регіону : міжвід. темат. наук. зб. С.-г. та біологічні науки. 2008. Вип. 9, ч. 1. С. 23–33.
23. Стасик О. О., Кірізій Д. А., Прядкіна Г. О. Фотосинтез і продуктивність: основні наукові досягнення та інноваційні розробки. Фізіологія рослин і генетика. 2021. Т. 53, № 2. С. 160–184. DOI: https://doi.org/10.15407/frg2021.02.160.
24. Тодосійчук О. В. Вміст хлорофілу й чиста продуктивність фотосинтезу чини посівної за дії біологічних препаратів. Вісник Уманського національного університету садівництва. 2024. № 2. С. 7–12. DOI: https://doi.org/10.32782/2310-0478-2024-2-7-12.
25. Hashem L. F., Al-Issawi M. H. Chlorophyll content variation in wheat genotypes planted in semi-arid region. IOP Conference Series: “Earth and Environmental Science”. V. 1252, no. 1. International Collaborative Conference of Modern Agricultural Technologies (Erbil, Iraq, 03.05.2023 – 04.05.2023). Published online (https://iopscience.iop.org/issue/1755-1315/1252/1) 20 December 2023. P. 1–9. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1252/1/012025.
26. Identification and validation of quantitative trait loci for chlorophyll content of flag leaf in wheat under different phosphorus treatments / B. Yang et al. Frontiers in Plant Science. 2022. V. 13. Article number 1019012. P. 1–16. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1019012.
27. Mapping QTLs for chlorophyll content and chlorophyll fluorescence in wheat under heat stress / N. Bhusal et al. Biologia Plantarum. 2018. V. 62, no. 4. P. 721–731. DOI: https://doi.org/10.1007/s10535-018-0811-6.
28. New alleles for chlorophyll content and stay-green traits revealed by a genome wide association study in rice (Oryza sativa) / Y. Zhao et al. Scientific Reports. 2019. V. 9, no. 1. Article number 2541. P. 1–11. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-39280-5.
29. Said A. A., Moursi Y. S., Sallam A. Association mapping and candidate genes for physiological non-destructive traits: Chlorophyll content, canopy temperature, and specific leaf area under normal and saline conditions in wheat. Frontiers in Genetics. 2022. V. 13. Article number 980319. P. 1–14. DOI: https://doi.org/10.3389/fgene.2022.980319.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Ангеліна ДУБИЦЬКА, Оксана КАЧМАР, Олександр ДУБИЦЬКИЙ (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
