Humus content in a podzolized chernozem after a long-term application of fertilizers in a field crop rotation

ArticleThe article presents the results of the research into influence of a long - term (50 years) application of different fertilizer rates and fertilizer systems in the field crop rotation on the humus composition and optical parameters of humic acids of a heavy - loamy podzolized chernozem of the Right Bank Forest - Steppe of Ukra ine. It was found that application of fertilizers significantly affects the dominance of humic acids over fulvic acids in the composition of soil, which indicates humate type of soil. Chroma index of humic acids is within 3.56 – 3.75 depending on a fertilize r. Indicators of the optical properties of humic acids of a podzolized chernozem have a high degree of humification

Triticum spelta: Origin, biological characteristics and perspectives for use in breeding and agriculture

In today’s wheat production, the trends focused on the revival, selection and implementation of forgotten regional grain crops, the so-called "antique" cereals, have been clearly identified. One of these is the ancient hexaploid species of wheat – spelt (Triticum spelta). One of the main reasons that have contributed to the revival of this type of wheat in recent years is its tolerance to growing conditions and capacity to endure the natural and climatic factors of the environment, which allows it to be grown without an excessive use of plant protection products. It is precisely because of this feature that hulled wheat is referred to as "environmentally friendly”. Spelt is capable of yielding stable crops without strict adherence to the production technology and may be a great alternative to soft wheat. The growth in demand for this crop is also due to a complex of economic and valuable traits inherited from its wild ancestors. This review analyzes and summarizes the information about the origin of spelt, presents biological characteristics, discusses the perspectives for using the species in breeding work when implementing interspecific hybridization and compares the structure and genome evolution. The achievements on the revival of spelt as an independent species and its use as a source of economic and valuable traits in breeding programs of crosses with soft wheat are highlighted, examples of successful use of the economic and valuable traits of spelt for the improvement and creation of new high-quality wheat varieties are presented. Data on this superiority of grain from this species over that of genetically close wheat species are presented. The varietals’ characteristics for spelt varieties of Ukrainian selection are given. Such important spelt characteristics as resistance to biotic and abiotic stressors, high quality grain composition and yield have been analyzed

COMPLEX EVALUATION OF THE USE SYSTEM USED IN THE FIELD OF FIELD

В статье приведен расчет индекса комплексной оценки (ИКО) системы удобрения в полевом севообороте поскольку считается, что наиболее эффективной системой удобрения является та, что обеспечивает максимальный прирост урожая сельскохозяйственных культур. С экономической точки зрения это не всегда является целесообразным в длительной перспективе, так как цены на минеральные удобрения растут большими темпами, чем на продукцию растениеводства. Поэтому сейчас предпочитают оптимизации системы удобрения за комплексным показателем, учитывающим уровень урожайности сельскохозяйственных культур, доходность и энергоемкость применения удобрений. Однако при таком подходе не учитываются возможные изменения плодородия почвы при различной интенсивности баланса гумуса, азота, фосфора и калия в севообороте. Оптимальные и допустимые значения отдельных показателей определяли с учетом типовых нормативов коэффициентов возврата элементов питания от выноса урожаями и экологически безопасных нормативов интенсивности баланса фосфора и калия в зависимости от содержания их подвижных соединений в почве. За такого подхода было учтено семь показателей: окупаемость 1 кг д. в. минеральных удобрений; дополнительно условно чистая прибыль; чистый энергетический доход; баланс гумуса и интенсивность баланса азота, фосфора и калия. На основе проведенных исследований было установлено, что самый низкий ИКО системы применения удобрений в полевом севообороте был в варианте опыта с внесением только азотных, азотных и калийных и фосфорных и калийных удобрений – 1,14–1,20. Самым высоким этот показатель был на варианте опыта N110P60K40 – 1,29. Немного ему уступали варианты N110P60K80 и N110P30K40. Расчеты показывают, что систему применения удобрений с внесением на 1 га площади севооборота N110P30K40 временно, в течение двух ротаций 4-польного севооборота, можно применять в хозяйствах с недостаточным финансовым обеспечением. Однако с учетом агрохимической и энергетической эффективности и перспектив восстановления плодородия почвы лучшим за две ротации севооборота было среднегодовое внесение N110P60K40 (ИКО = 1,29).В статье приведен расчет индекса комплексной оценки (ИКО) системы удобрения в полевом севообороте поскольку считается, что наиболее эффективной системой удобрения является та, что обеспечивает максимальный прирост урожая сельскохозяйственных культур. С экономической точки зрения это не всегда является целесообразным в длительной перспективе, так как цены на минеральные удобрения растут большими темпами, чем на продукцию растениеводства. Поэтому сейчас предпочитают оптимизации системы удобрения за комплексным показателем, учитывающим уровень урожайности сельскохозяйственных культур, доходность и энергоемкость применения удобрений. Однако при таком подходе не учитываются возможные изменения плодородия почвы при различной интенсивности баланса гумуса, азота, фосфора и калия в севообороте. Оптимальные и допустимые значения отдельных показателей определяли с учетом типовых нормативов коэффициентов возврата элементов питания от выноса урожаями и экологически безопасных нормативов интенсивности баланса фосфора и калия в зависимости от содержания их подвижных соединений в почве. За такого подхода было учтено семь показателей: окупаемость 1 кг д. в. минеральных удобрений; дополнительно условно чистая прибыль; чистый энергетический доход; баланс гумуса и интенсивность баланса азота, фосфора и калия. На основе проведенных исследований было установлено, что самый низкий ИКО системы применения удобрений в полевом севообороте был в варианте опыта с внесением только азотных, азотных и калийных и фосфорных и калийных удобрений – 1,14–1,20. Самым высоким этот показатель был на варианте опыта N110P60K40 – 1,29. Немного ему уступали варианты N110P60K80 и N110P30K40. Расчеты показывают, что систему применения удобрений с внесением на 1 га площади севооборота N110P30K40 временно, в течение двух ротаций 4-польного севооборота, можно применять в хозяйствах с недостаточным финансовым обеспечением. Однако с учетом агрохимической и энергетической эффективности и перспектив восстановления плодородия почвы лучшим за две ротации севооборота было среднегодовое внесение N110P60K40 (ИКО = 1,29).In the article the calculation of the integrated assessment index (ICO) of the fertilizer system in the field crop rotation is considered, since it is believed that the most effective fertilizer system is that which provides the maximum increase in the crop yield of agricultural crops. From the economic point of view, this is not always feasible in the long run, as mineral fertilizer prices grow at a higher pace than crop production. Therefore, nowadays it is preferable to optimize the fertilizer system by a complex indicator that takes into account the level of crop yields, profitability and energy consumption offertilizers. However, this approach does not take into account possible changes in soil fertility at different intensity levels of humus, nitrogen, phosphorus and potassium in crop rotation. The optimal and permissible values of individual indicators were determined taking into account the standard norms of return factors of nutrients from yielding and ecologically safe norms of the intensity of balance of phosphorus and potassium, depending on the content of their mobile compounds in the soil. In this approach, seven indicators were taken into account: payback of 1 kg of fertilizer of mineral fertilizers; additionally conditionally net profit; net energy income; the balance of humus and the intensity of the balance of nitrogen, phosphorus and potassium. On the basis of the conducted research, it was found that the lowest IQO fertilizer application in the field crop rotation was in the version of the experiment with the addition of nitrogen, nitrogen and potassium and phosphorus and potassium fertilizers – 1.14-1.20. This indicator was the highest in the experimental version N110P60K40 – 1.29. Somewhat inferior to the variants N110P60K80 and N110P30K40. Calculations show that the system of fertilizer application with the introduction of 1 hectare of crop rotation N110P30K40 temporarily,during two rotations of 4-way crop rotation, can be used in farms withinsufficient financial support. However, taking into account agrochemical and energy efficiency and prospects for soil fertility restoration, the average annual rotation of crop rotation was the average annual N110P60K40 (ICO = 1,29)

Yield and quality of rolled cereal from spelt wheat grain depending on the duration of irradiation with an ultrahigh-frequency electromagnetic field

Spelt wheat has great prospects in the technology of manufacture of products of the highest biological value. In the technology of rolled cereal, water-heat treatment is energy-consuming. Therefore, the study of technological parameters of ultrahigh-frequency electromagnetic field irradiation in the technology of spelt wheat cereal is relevant. The purpose of the study is to examine the yield and quality of rolled spelt wheat depending on the duration of exposure to an ultrahigh-frequency electromagnetic field. The study used laboratory (determination of croup yield) and statistical methods. It was identified that the total yield of cereal with the use of the grain of the Holikovs`ka variety substantially increased to 97.3% with the use of irradiation for 60-80 seconds. The yield of premium rolled cereal is the highest with irradiation for 80-100 seconds. Water-heat treatment of cereal from the Holikovs`ka variety grain did not substantially increase the yield of cereal. The highest total yield of rolled cereal was obtained in the LP 1152 line with a duration of irradiation of 100-120 seconds – 93.2-94.9%. The highest yield of rolled cereal of the highest grade was obtained with an irradiation duration of 120-140 seconds. Notably, water-heat treatment substantially affected the yield of cereal (96.0-96.1%). In the technology of production of rolled cereal from spelt wheat of the Holikovs`ka variety using an ultra-high frequency electromagnetic field, the duration of irradiation is 80-100 seconds without moistening. When using cereal No. 1 from spelt wheat of the LP 1152 line, it is necessary to moisten it by 0.5% with an irradiation duration of 120-140 seconds. The duration of cooking of premium rolled cereal is 10.7-11.3 minutes. The materials of the study are of practical value for low-productivity cereal enterprises in the production of spelt wheat cereal products. If the electromagnetic field is used in the technological process, it is possible to use improved mode

Вміст і баланс гумусу у ґрунті за різних доз і співвідношень мінеральних добрив у польовій сівозміні

Purpose. To evaluate direction of content change in humus content and reserves in podzolized hard-loam chernozem of the Right Bank Forest-Steppe with different doses and ratios of mineral fertilizers in short crop rotation against the background of ploughing non-commodity part of the crop. Methods. The research was conducted in crop rotation of experimental field of the Uman National University of with the following alternating crops: winter wheat, corn, spring barley, and soybean. The total humus content in the soil was determined in accordance with the State Standard 4289 and its balance according to Baliuk S. A. et al. (2011) Results. It has been monitored the balance of humus in the soil for 2011–2018 at various doses and ratios of mineral fertilizers in field crop rotation. With full mineral fertilizer (N110P60K80) for eight years, the humus content in the 0–20 cm layer of chernozem increased by 10 % compared with the areas with no fertilizers (from 3.71 to 4.09 % on average in four fields of crop rotation). In the soil layer of 20-40 cm, the changes were unreliable. The humus reserves in the 0–20 cm layer of soil have most decreased with no fertilizers and under P60K80 and N110K80 fertilization (by 2.0–4.2 t/ha), and the most increase in humus reserves in this soil layer as compared to the initial level was noted in variants of the experiment with N110P60K80 and N110P60K40 fertilization (by 6.9 and 5.8 t/ha, respectively). Conclusions. The direction of soil formation processes and the level of soil fertility depend on fertilizer types, doses, and ratios. The most humus loss in the soil layer of 0–20 cm occurred in areas with no fertilizers (by 3 %) and in the experiment variant N110K80 (by 4 %). The N55P30K40, N110P30K40, and N110P30K80 fertilizer systems generally provide for the restoration of humus content in soil layer of 0–40 cm, but the most increase in soil humus content was observed in the experiment variant N110P60K80 and N110P60K40 at which humus reserves increased by 6.4–8.1 t/ha. Non-commodity part of the crop in plant mass composition entering the soil after harvesting crops is 47–51 % depending on the fertilizer and is an important source of restoring the humus content.Цель. Оценить направление изменений содержания и запасов гумуса в черноземе оподзоленном тяжелосуглинистом Правобережной Лесостепи при разных дозах и соотношениях минеральных удобрений в короткоротационном полевом севообороте на фоне заделки в почву нетоварной части урожая. Методика. Исследование проведено в полевом севообороте опытного поля Уманского национального университета садоводства с чередованием культур: озимая пшеница, кукуруза, яровой ячмень и соя. Содержание общего гумуса в почве определяли по ДСТУ 4289, а его баланс – по методике С. А. Балюка и др. (2011). Результаты. Прослежен баланс гумуса в почве за 2011-2018 гг. при различных дозах и соотношениях минеральных удобрений в полевом севообороте. При полном минеральном удобрении (N110P60K80) в течение восьми лет содержание гумуса в слое 0–20 см чернозема по сравнению с участками без удобрений повысился на 10 % (с 3,71 до 4,09 % в среднем по четырем полям севооборота). В слое почвы 20-40 см изменения были недостоверными. Наиболее уменьшились запасы гумуса в слое почвы 0–20 см в вариантах без удобрений и с внесением P60K80 и N110K80 (на 2,0–4,2 т/га), а наибольшее повышение запасов гумуса в указанном слое почвы по сравнению с исходным уровнем отмечено в вариантах опыта с внесением N110P60K80 и N110P60K40 (соответственно на 6,9 и 5,8 т/га). Выводы. Направление процессов почвообразования и уровень плодородия почвы зависят от видов, доз и соотношений удобрений. Наибольшие потери гумуса в слое почвы 0–20 см произошли на участках без удобрений (на 3 %) и в варианте опыта N110K80 (на 4 %). Системы удобрения N55P30K40 и N110P30K40, N110P30K80 в целом обеспечивают восстановление гумуса в слое почвы 0-40 см, но наибольший рост гумусованости почвы наблюдали в варианте опыта N110P60K80 и N110P60K40, при котором запасы гумуса увеличились на 6,4–8,1 т/га. Нетоварная часть урожая в составе растительной массы, поступающей в почву после уборки урожая сельскохозяйственных культур, составляет 47–51 % в зависимости от удобрения и является важным источником восстановления содержания гумуса.Мета. Оцінити напрям змін умісту та запасів гумусу в чорноземі опідзоленому важкосуглинковому Правобережного Лісостепу за різних доз і співвідношень мінеральних добрив у короткоротаційній польовій сівозміні на фоні загортання у ґрунт нетоварної частини врожаю. Методика. Дослідження проведено в польовій сівозміні дослідного поля Уманського національного університету садівництва з таким чергуванням культур: пшениця озима, кукурудза, ячмінь ярий і соя. Вміст загального гумусу у ґрунті визначали відповідно до ДСТУ 4289, а його баланс – за методикою С. А. Балюка та ін. (2011). Результати. Простежено баланс гумусу у ґрунті за 2011–2018 рр. за різних доз і співвідношень мінеральних добрив у польовій сівозміні. За повного мінерального удобрення (N110P60K80) впродовж восьми років уміст гумусу в шарі 0–20 см чорнозему порівняно з ділянками без добрив підвищився на 10 % (з 3,71 до 4,09 % у середньому по чотирьох полях сівозміни). У шарі ґрунту 20–40 см зміни були недостовірними. Найбільше зменшились запаси гумусу в шарі ґрунту 0–20 см у варіантах без добрив та із внесенням P60K80 і N110K80 (на 2,0–4,2 т/га), а найбільше підвищення запасів гумусу в указаному шарі ґрунту порівняно з вихідним рівнем відмічено у варіантах досліду із внесенням N110P60K80 та N110P60K40 (відповідно на 6,9 і 5,8 т/га). Висновки. Напрям процесів ґрунтоутворення і рівень родючості ґрунту залежать від видів, доз і співвідношень добрив. Найбільші втрати гумусу в шарі ґрунту 0–20 см відбулися на ділянках без добрив (на 3 %) та у варіанті досліду N110K80 (на 4 %). Системи удобрення N55P30K40, N110P30K40, і N110P30K80 у цілому забезпечують відновлення гумусу в шарі ґрунту 0–40 см, але найбільше зростання гумусованості ґрунту спостерігали у варіанті досліду N110P60K80 і N110P60K40, за якого запаси гумусу збільшилися на 6,4–8,1 т/га. Нетоварна частина врожаю у складі рослинної маси, що надходить у ґрунт після збирання врожаю сільськогосподарських культур, складає 47–51 % залежно від удобрення і є важливим джерелом відновлення вмісту гумусу

КОМПЛЕКСНЕ ОЦІНЮВАННЯ СИСТЕМИ ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ У ПОЛЬОВІЙ СІВОЗМІНІ

В статті наведено розрахунок індексу комплексного оцінювання (ІКО) системи удобрення в польовій сівозміні і на основі проведеного розрахунку встановлено, що найменшою величиною ІКО характеризувався варіант без застосування добрив – 1,17, а найвищим цей показник був у варіанті N110P60K40 – 1,29