Ефективність нанопрепаратів у технології вирощування сої

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31548/agr2020.03.007

Ключові слова:

соя, інокуляція насіння, підживлення посівів, Аватар, Йодіс-концентрат, Nano Chelate fertilizer Super Micro Plus, площа листової поверхні, кількість та маса бульбочок, урожайність

Анотація

Нанотехнології розглядаються як одна з ключових технологій у двадцять першому сторіччі, яка обіцяє вдосконалити традиційні сільськогосподарські практики та запропонувати стійкий розвиток через вдосконалення тактики управління та збереження внаслідок зменшення витрат сільськогосподарських ресурсів. Створення та впровадження нових екологічно безпечних і технологічних нанопрепаратів, покликаних підвищити ефективність використання рослинами поживних елементів мінеральних добрив і ґрунту є одним зі шляхів підвищення урожайності культур та якості сільськогосподарської продукції. Мета досліджень полягала у встановленні впливу передпосівної обробки насіння та підживлення посівів нанопрепаратами Аватар (мікродобриво карбоксилатів природних кислот), Йодіс-концентрат (імуномодулятор – стимулятором ростових процесів) та Супер Мікро Плюс (нанохелатне добриво) на формування листового апарату, активність симбіотичної азотфіксації та урожайність сорту сої Хорол. Польові дослідження проводили у 2016 – 2020 рр. в стаціонарному досліді у ВП НУБіП України «Агрономічна дослідна станція» у 10-ти пільній польовій сівозміні та на базі навчально-наукової лабораторії «Демонстраційне колекційне поле сільськогосподарських культур» кафедри рослинництва. У результаті проведених досліджень встановлено, що застосування нанопрепаратів Аватар, Йодіс-концентрат та Супер Мікро Плюс для обробки насіння та в підживлення активізувало формування листкової поверхні та діяльність симбіотичного апарату рослин сої. Отримані результати підтверджують, що внесення комплексу нанодобрив Йодіс-концентрат, Аватар та Nano Chelate fertilizer Super Micro Plus у підживлення сої сприяло підвищенню врожайності, що свідчить про безумовну їхню ефективність. Найвищу ефективність нанодобрива проявили за інокуляції та обробки насіння Аватаром за сумісного підживленням Аватар+ Nano Chelate fertilizer Super Micro Plus, забезпечуючи формування 52,4 тис. м2/га площі листової поверхні посівів сої сорту Хорол, 69,7 шт./рослину бульбочок на кореневій системі, 785 мг/рослину їхньої маси та врожайність на рівні 2,79 т/га.

Посилання

Batsmanova, L., Taran, N. & Konotop, Y. et al. (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.https://doi.org/10.5513/JCEA01/21.2.2414

Chen, Y. W., Lee, H. V., Juan, J. C. & Phang, S. M. (2016). Production of new cellulose nanomaterial from red algae marine biomass Gelidium elegans. Carbohydrate Polymers. 151. 1210-1219. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.06.083

Dijk, V. M., Meijerink, G. W. (2014). A review of food security scenario studies: Gaps and ways forward. The Food Puzzle: Pathways to Securing Food for All. Wageningen, The Netherlands. 30-32.

Dubey, A., Mailapalli, D. R. (2016). Nanofertilisers, nanopesticides, nanosensors of pest and nanotoxicity in agriculture. Sustainable Agriculture Reviews. Springer; Cham, Switzerland. 19. 307-330. https://doi.org/10.1007/978-3-319-26777-7_7

Dwivedi, S., Saquib, Q., Al-Khedhairy, A. A., & Musarrat J. (2016). Understanding the role of nanomaterials in agriculture. Microbial Inoculants in Sustainable Agricultural Productivity. Springer; New Delhi, India. March. 271-288. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2644-4_17

Eremenko, O., Kalenska, S., Pokoptseva, L. & Todorova, L. (2019). The inffluence of AKM Growth Regulator on Photosynthetic Activity of Oilseed Flax Plants in the Conditions of Insufficient Humidification of the Southern Stepp of Ukraine. Modern Development Paths of agricultural production. 03 July. 703-807. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_78

Eremenko, О., Kalitka, V., Kalenska, S. & Malkina, V. (2018). Assessment of ecological plasticity and stability of sunflower hybrids (Helianthus annuus L.) in Ukrainian Steppe Ukraine Journal of Еcology. 8 (1). URL: http://ojs.mdpu.org.ua/index.php/biol/article/view/_214

https://doi.org/10.15421/2018_214

Godfray, H. C. J., Beddington, J. R. & Crute, I. R. et al. (2010). Food security: The challenge of feeding 9 billion people. Science. 327:812-818.

https://doi.org/10.1126/science.1185383

Gogos, A., Knauer, K. & Bucheli, T. D. (2012). Nanomaterials in plant protection and fertilization: Current state, foreseen applications, and research priorities. J. Agriculture. Food Chem. 60:9781-9792. DOI:

https://doi.org/10.1021/jf302154y

He, X., Deng, H., & Hwang, H.-M. (2018). The current application of nanotechnology in food and agriculture. J. Food Drug Anal. 27:1-21. DOI:

https://doi.org/10.1016/j.jfda.2018.12.002

Heffer, P., Prud'homme, M. (2012). Fertilizer Outlook 2012-2016. International Fertilizer Industry Association (IFA); Paris, France.

Honchar, L., Kalenska, S. & Novictska, N. et al. (2017). Influence colloidal solutions of nanomolybdenum on the efficiency of symbiotic nitrogen fixation in legumes (pea, chickpea). Agriculture & Forestry / Poljoprivreda i Sumarstvo., Vol. 63. Issue 4, 83-89. https://doi.org/10.17707/AgricultForest.63.4.09

Searchinger, T., Waite, R., Hanson, C. & Ranganathan, J. (2019). Creating a sustainable food futurea. Menu of Solutions to Feed Nearly 10 Billion People by 2050. World resources report. Final report, july. URL: https://wrr-food.wri.org/sites/default/files/2019-07/WRR_Food_Full_Report_0.pdf

Kale, A. P., Gawade, S. N. (2016). Studies on nanoparticle induced nutrient use efficiency of fertilizer and crop productivity. Green Chem. Technol. Lett. 2:88-92. https://doi.org/10.18510/gctl.2016.226

Kalenska, S., Ryzhenko, A., Novytska, N. et al. (2020). Morphological features of plants and yield of sunflower hybrids cultivated in the Northern part of the Forest-Steppe of Ukraine. American journal of Plant Science. Vol. 11. No. 8, August 25. https://doi.org/10.4236/ajps.2020.118095

Khan, M. R., Rizvi, T. F. (2014). Nanotechnology: Scope and application in plant disease management. Plant Patholоgy J. 13:214-231. https://doi.org/10.3923/ppj.2014.214.231

Kirchmann, H., Börjesson, G. & Bolinde, M. A. et al. (2020). Soil properties currently limiting crop yields in Swedish agriculture - An analysis of 90 yield survey districts and 10 long-term field experiments. European Journal of Agronomy. V. 120, October 2020, 126-132 https://doi.org/10.1016/j.eja.2020.126132

Kou, T. J., Yu, W. W. & Lam, S. K. et al. (2018). Differential root responses in two cultivars of winter wheat (Triticum aestivum L.) to elevated ozone concentration under fully open-air field conditions. J. Agron. Crop Sci. 204:325-332. https://doi.org/10.1111/jac.12257

Kozyrskyi, V., Zablodskiy, M., & Savchenko, V. et al. (2019). The Magnetic Treatment of Water Solutions and Seeds of Agricultural Crops. Advanced Agro-Engineering Technologies for Rural Business Development. 37 p. https://doi.org/10.4018/978-1-5225-7573-3.ch010

Kwak, S.-Y., Wong, M. H. & Lew, T. T. S. et al. (2017). Nanosensor technology applied to living plant systems. Annu. Rev. Anal. Chem. 10:113-140. https://doi.org/10.1146/annurev-anchem-061516-045310

Lopatko, K. H., Aftandiliants, E. H, Kalenska, S. M. & Tonkha, O. L. Mother colloidal solution of metals. Patent of Ukraine for useful model. № 38459; declared 12.08.2008; published 12.01.2009, № 1. [in Ukrainian].

Makarenko, N. А., Kalenska, S. M. & Rudnitska, L. V. (2015). The biological efficacy and еnvironmental safety of nanoagrochemicals. Naukovyi visnyk NUBIP Ukrainy. Seriia: Ahronomiia [Scientific Bulletin of NULES of Ukraine. Series: Agronomy]. 210. 91-96. [in Ukrainian]

Miao, Y. F., Wang, Z. H. & Li, S. X. (2015). Relation of nitrate N accumulation in dryland soil with wheat response to N fertilizer. Field Crops Res. 170:119-130. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2014.09.016

Panpatte, D. G., Jhala, Y. K., Shelat H. N. & Vyas, R. V. (2016). Microbial Inoculants in Sustainable Agricultural Productivity. Springer; New Delhi, India. Nanoparticles: The next generation technology for sustainable agriculture. 289-300. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2644-4_18

Prasad, R., Bhattacharyya, A., & Nguyen, Q. D. (2017). Nanotechnology in sustainable agriculture: Recent developments, challenges, and perspectives. Front. Microbiol. 8:1014. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01014

Sabir, A., Yazar, K. & Sabir, F. et al. (2014). Vine growth, yield, berry quality attributes and leaf nutrient content of grapevines as influenced by seaweed extract (Ascophyllum nodosum) and nanosize fertilizer pulverizations. Sci. Hortic. 175:1-8. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.05.021

Shcherbakova, E. N., Shcherbakov, A. V. & Andronov, E. E. et al. (2017). Combined pre-seed treatment with microbial inoculants and Mo nanoparticles changes composition of root exudates and rhizosphere microbiome structure of chickpea (Cicer arietinum L.) plants. Biology. Symbiosis, 73(1), 57-69. https://doi.org/10.1007/s13199-016-0472-1

Solanki, P., Bhargava, A. & Chhipa, H. et al. (2015). Nano-fertilizers and their smart delivery system. In: Rai M., Ribeiro C., Mattoso L., Duran N., editors. Nanotechnologies in Food and Agriculture. Springer; Cham, Switzerland. 81-101. https://doi.org/10.1007/978-3-319-14024-7_4

Subramanian, K. S., Manikandan, A., Thirunavukkarasu, M. & Rahale, C. S. (2015). Nano-fertilizers for balanced crop nutrition. In: Rai M., Ribeiro C., Mattoso L., Duran N., editors. Nanotechnologies in Food and Agriculture. Springer; Cham, Switzerland. 69-80. https://doi.org/10.1007/978-3-319-14024-7_3

Sytar, O., Novicka, N. & Taran, N. et al. (2010). Nanotechnology in modern agriculture. Fizyka zhyvoho [Phys Alive]. 3 (18). 113-116. [in Ukrainian].

Vermeulen, S. J., Aggarwal, P. K. & Ainslie, A. et al. (2012). Options for support to agriculture and food security under climate change. Environ. Sci. Policy. 15:136-144. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2011.09.003

Wang, Z. H., Miao, Y. F. & Li, S. X. (2015). Effect of ammonium and nitrate nitrogen fertilizers on wheat yield in relation to accumulated nitrate at different depths of soil in drylands of China. Field Crops Res. 183:211-224. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.07.019

Worrall, E., Hamid, A. & Mody, K. et al. (2018). Nanotechnology for plant disease management. Agronomy. 8:285. https://doi.org/10.3390/agronomy8120285

Ermantraut, E. R., Gopcіj, T. І. & Kalenska, S. M. et al. (2014). Metodika selekcіjnogo eksperimentu (u roslinnictvі) [Method of selection experiment (in plant growing)] Harkіv. 229. [in Ukrainian]

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-21

Номер

Том 11 № 3 (2020)

Розділ

Рослинництво та кормовиробництво

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).