The characteristics of Ca and Mg accumulation in the components of the "soil – winter wheat" system in the conditions of the biologized fertilizer systems
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2025-(78)-2-2Keywords:
biologized fertilizer systems, winter wheat, soil, upper leaves, grain, Ca and MgAbstract
One of the important areas of modern agriculture development is the use of biologized fertilizer systems, composed on the basis of agricultural crop straw, in particular peas, with the addition of bioeffectors (biostimulator, humic, microbiological fertilizers) or chelate fertilizer. The aim of the research was to study the characteristics of accumulation of macroelements Ca and Mg in the components of the "soil – winter wheat" system in the conditions of biologized fertilizer systems. The research used field and laboratory-analytical methods. The use of N30P45K45 on the background of pea straw with the addition of a biostimulant and humus fertilizer demonstrated to the greatest extent modern approaches to fertility management technologies of gray forestal soils based on the principles of environmental safety. This system provided the highest total content of Ca and Mg in the soil in the jointing stage – 4.98 mg-eq/100 g of soil, which was accompanied by a noticeable alkalization of the soil solution. Among the studied biologized fertilization systems, the combination of pea straw + N30P45K45 + humus fertilizer was the most effective in enhancing the processes of Ca and Mg accumulation in the upper leaves of wheat. The use of microbiological fertilizers on the background of straw + N30P45K45 + biostimulant created opportunities for optimizing the biological mechanisms of plant nutrition, ensuring the content of Ca and Mg in the upper leaves in the jointing stage at the level of 3.92 g/kg of dry matter. During the studies, the features of the macroelement composition of winter wheat grain (Ca, Mg) were determined ih the conditions of biologized fertilizer systems. The highest level of their content occurred by using humus or microbiological fertilizer and a biostimulant.
References
1. Агрохімічні властивості сірого лісового ґрунту залежно від вапнування та різних систем удобрення / М. А. Ткаченко та ін. Збірник наукових праць Національного наукового центру "Інститут землеробства НААН". 2016. Вип. 3–4. С. 3–11. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/znpzeml_2016_3-4_3 (дата звернення: 27.08.2025).
2. Бордюжа Н. П. Вплив удобрення на акумуляцію макроелементів рослинами різних сортів пшениці озимої у Правобережному Лісостепу. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: Агрономія. 2014. Вип. 195 (1). С. 27–33.
3. Використання органічних ресурсів для відтворення родючості ґрунтів в умовах Черкащини / О. В. Демиденко та ін. Землеробство. 2017. Вип. 1. С. 54–61. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Zemlerobstvo_2017_1_12 (дата звернення: 27.08.2025).
4. Вплив добрив у сівозміні на родючість ґрунту і продуктивність культур / С. Е. Дегодюк та ін. Збірник наукових праць Національного наукового центру Інститут землеробства НААН. 2010. Київ : ВД “ЕКМО”. Вип. 4. С. 3‒10.
5. Дегодюк С. Е., Дегодюк Е. Г., Пипчук Н. М. Формування потенційної родючості сірого лісового ґрунту за інтенсивного і органічного вирощування кукурудзи. Землеробство. 2020. Вип. 1. С. 55–68. URL: https://zemlerobstvo.com/wp-content/uploads/2020/12/zemlerobstvo-1-98-2020.pdf (дата звернення: 25.08.2025).
6. Дзендзель А. Ю. Фізіологічні основи регуляції росту та продуктивності помідора їстівного (Lycopersicon esculentum Mill.) за впливу органо-мінеральних добрив : дис. ... д-ра філософії 091 : 09. Тернопіль, 2022. 205 с. URL: https://tnpu.edu.ua/naukova-robota/docaments-download/razovi_rady/Dis_Dzendzel_A.pdf (дата звернення: 25.08.2025).
7. Зміни елементного складу рослин пшениці озимої за дії Мегафолу та ретардантів / І. М. Мірошниченко та ін. Regulatory mechanisms in biosystems. 2017. Т. 3. № 8. С. 403–409.
8. Польовий В. М., Ященко Л. А. Оптимізація умов вирощування пшениці озимої на дерново-підзолистому ґрунті за удобрення і вапнування в західному Поліссі України. Publishing House “Baltija Publishing”. 2021. URL: https://doi.org/10.30525/978-9934-26-086-5-38 (дата звернення: 25.08.2025).
9. Рязанова М. Є. Застосування фунгіцидів на початкових фазах розвитку як можливий фактор впливу на елементний склад рослин. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції: “IV осінні наукові читання”; 1 частина (м. Київ, 12 жовт. 2015 р.). Київ, 2015. С. 43–47. URL: https://elibrary.kubg.edu.ua/10970/1/Kiev_october_2015_part1.pdf#page=43 (дата звернення: 06.08.2025).
10. Самохвалова В. С. Макроелементи рослин за впливу надлишку важких металів у системі ґрунт–рослина. Вісник Львівського університету. Серія біологічна. 2009. Вип. 50. С. 164–176. URL: http://publications.lnu.edu.ua/bulletins/index.php/biology/article/view/9163/9134. (дата звернення: 01.08.2025).
11. Тараріко О. Г. Біологізація та екологізація ґрунтозахисного землеробства. Вісник аграрної науки. 1999. № 10. С. 5–9.
12. Ткаченко М., Борис Н. Оптимізація живлення сільськогосподарських культур за фізико-хімічної деградації кислих ґрунтів. Вісник аграрної науки. 2021. Т. 99. № 1. С. 15–22. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202101-02.
13. Швартау В. В., Михальська Л. М., Маковейчук Т. І. Вміст мікроелементів у рослинах озимої пшениці за дії ретардантів. Фізіологія рослин і генетика. 2018. Т. 50. № 6. С. 474–483. DOI: https://doi.org/10.15407/frg2018.06.474.
14. Foliar nutrition: potential and challenges under multifaceted agriculture / M. Ishfaq et al. Environmental and experimental botany. 2022. V. 200. Article number 104909. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2022.104909.
15. Interaction of lime application and straw retention on ammonia emissions from a double-cropped rice field / P. Liao et al. Agriculture, ecosystems & environment. 2023. V. 344. Article number 108309. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2022.108309.
16. Mineral composition of soil and the wheat grain in intensive and conservation cropping systems / Ž. Dolijanović et al. Agronomy. 2022. V. 12, No. 6. P. 1–16. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy12061321.
17. Monitoring of changes in the macro-and micro-element and heavy metal / M. M. Özcan et al. Arch lebensmittelhyg. 2024. V. 75. P. 106–111. https://doi.org/10.53194/0003-925X-75-106.
18. Nutrients and their importance in agriculture crop production: a review / M. Toor et al. Indian journal of pure & applied biosciences. 2021. V. 9. No. 1. P. 1–6. DOI: http://dx.doi.org/10.18782/2582-2845.8527.
19. Ostrowska A., Porębska G. The content of calcium and magnesium and the Ca:Mg ratio in cultivated plants in the context of human and animal demand for nutrients. Journal of elementology. 2017. V. 22. No. 3. P. 995–1004. DOI: https://doi.org/10.5601/jelem.2016.21.4.1246.
20. Physiological essence of magnesium in plants and its widespread deficiency in the farming system of China / M. Ishfaq et al. Frontiers in plant science. 2022. V. 13. P. 1–17. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.802274.
21. Plant availability of magnesium in typical tea plantation soils / Q. Zhang et al. Frontiers in plant science. 2021. V. 12. P. 1–9. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2021.641501.
22. Saito S., Uozumi N. Calcium-regulated phosphorylation systems controlling uptake and balance of plant nutrients. Frontiers in plant science. 2020. V. 11. P. 1–11. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00044.
23. Sasmal D., Khatun A., Bhattacharya P. Unlocking the potential: harnessing secondary nutrients for enhanced crop yield and environmental sustainability / Ed. T. Sarkar, S. Sengupta. New Delhi, 2024. P. 35–44. DOI: https://doi.org/10.22271/ed.book.2965.
24. Soil and leaf potassium, calcium and magnesium in oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) plantations grown on three different soils of India: status, stoichiometry and relations / S. K. Behera et al. Industrial crops and products. 2021. V. 168. P. 1–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113589.
25. Straw return enhances the risks of metals in soil? / Y. Su et al. Ecotoxicology and environmental safety. 2021. V. 207. P. 1–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111201.
26. Takamoto A., Takahashi T., Togami K. Effect of changes in the soil calcium-to-magnesium ratio by calcium application on soybeans, Glycine max (L.) Merr., growth. Soil science and plant nutrition. 2021. V. 67. No. 2. P. 139–149. DOI: https://doi.org/10.1080/00380768.2021.1872350.
27. The course of physiological processes, yielding, and grain quality of hybrid and population wheat as affected by integrated and conventional cropping systems / M. Jańczak-Pieniążek et al. Agronomy. 2022. V. 12. No. 6. P. 1–22. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy12061345.
28. The nutrient magnesium in soil and plant: a review / L. de Sousa Ferreira et al. International journal of plant & soil science. 2023. V. 35. No. 8. P. 136–144. DOI: https://doi.org/10.9734/IJPSS/2023/v35i82890.
29. Wysocka K., Cacak-Pietrzak G., Sosulski T. Mineral concentration in spring wheat grain under organic, integrated, and conventional farming systems and their alterations during processing. Plants. 2025. V. 14. No. 7. P. 1–15. DOI: https://doi.org/10.3390/plants14071003.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Олександр ДУБИЦЬКИЙ, Оксана КАЧМАР, Ангеліна ДУБИЦЬКА (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
