Biological mechanisms of regulation of winter wheat productivity in the conditions of the western forest-steppe of Ukraine

  • Olexandra VOLOSCHUK Institute of Agriculture of Carpathian Region of NAAS, Lviv, Ukraine
  • Ihor VOLOSCHUK Institute of Agriculture of Carpathian Region of National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Lviv, Ukraine
  • HLYVA Valentyna Institute of Agriculture of Carpathian Region of NAAS, Lviv, Ukraine
  • MARUKHNYAK Andriy Institute of Agriculture of Carpathian Region of NAAS, Lviv, Ukraine

Abstract

The western Forest-Steppe of Ukraine belongs to the area of risky seed production because of the low natural fertility of soils (estimated by 33 points) and a large amount of rainfall (680–760 mm), which causes every 2–3 years to obtain low-yielding seeds. Scientific studies indicate an increase in the productivity of plants of various cultures through the use of growth stimulants and bacterial preparations containing a balanced complex of biologically active substances, which contribute to the activation of the basic life processes in plants and the root zone. The search and selection of highly effective and competitive biological products in various soil and climatic zones remains an urgent issue. Our studies were aimed at assessing the effectiveness of pre-sowing treatment with Vympel-K growth stimulator applied separately and in combination with the bacterial preparations Diazophyte (based on the nitrogen fixing bacterium Agrobacterium radiobacter) and Polymyxobacterin (based on the phosphorus-mobilizing bacterium Paenibacillus polymyxa) for the yield and sowing qualities of winter wheat (Zolotokolosa variety). For comparison, a variant with water seed treatment and a variant with Vitavax disinfectant dressing were also evaluated. It was established that with the joint use of the studied preparations, seed germination rates are higher by 4.8%, the percent of overwintered plants – by 5.5%, seed yield – by 0.54 t / ha, the mass of 1000 seeds – by 2.1 g, germination energy of collected seed – by 2.1%, laboratory germination – by 2.2%. The increasing of the genetic potential of the varieties that are introduced into production due to the elements of biologized growing technology allows to regulate the growth and reproduction processes and adjust the nutritional conditions of winter wheat, since biological preparations are environmentally friendly and their low cost helps to reduce the cost of produced seeds.

References

1. АНДРІЙЧЕНКО, Л.В., ХОМЯК, П.В., РИБКА, В.С., КОМПАНІЄЦЬ, В.О. (2010). Агроекологічні та економічні аспекти вирощування озимої пшениці в умовах Південного Степу України [Agroecological and economic aspects of growing winter wheat in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine]. In: Екологія: наукові праці. Київ, т. 132, вип. 119, с. 41–44.
2. БИЛОВУС, Г.Я., ВОЛОЩУК, И.С. (2015b). Влияние микробных препаратов и удобрений на развитие темно-коричневого листового пятна озимой пшеницы в условиях Западной Лесостепи Украины [The influence of microbial preparations and fertilizers on the development of dark-brown leaf spot of winter wheat in the conditions of the Western Forest-Steppe of Ukraine]. In: Защита растений: сборник научных трудов Института защиты растений РУП. Минск, вип. 39, с. 42–46.
3. БИЛОВУС, Г.Я., ВОЛОЩУК, А.П., ВОЛОЩУК, И.С. (2015a). Развитие болезней пшеницы озимой в зависимости от применения стимулятора роста и бактериальных препаратов в условиях Западной Ле-состепи Украины [The development of winter wheat diseases depending on the use of growth stimulants and bacterial preparations in the conditions of the Western Forest-Steppe of Ukraine]. In: Вестник НГАУ: Новосибирский государственный аграрный университет. Новосибирск, вип. 4(37), с. 13–17.
4. БОРОВАЯ, В.П. (2009). Система применения биосредств и технологий биозащиты при возделывании озимой пшеницы [The system of application of biological agents and technologies of bioprotection in the cultivation of winter wheat]. In: Аграрный вестник Урала Росийской академии сельскохозяйственных наук, № 6, с. 26–28.
5. ВОЛКОГОН, В.В., ред. (2015). Мікробні препарати в сучасних сільськогосподарських технологіях (наукові та практичні рекомендації) [Microbial preparations in modern agricultural technologies (scientific and practical recommendations)]. Київ, с. 248.
6. ВОЛОЩУК, І.С. (2011). Вплив передпосівної інокуляції насіння мікробними препаратами на зимостійкість рослин пшениці озимої [The effect of presowing seed treatment with microbial preparations on winter hardiness of winter wheat plants]. In: Передгірне та гірське землеробство і тваринництво: міжвідомчий тематичний науковий збірник, вип. 53 (ІІ), с. 11–17.
7. ВОЛОЩУК, О.П., ВОЛОЩУК, І.С., ГЛИВА, В.В., ГЕРЕШКО, Г.С., СЛУЧАК, О.М. (2014). Вплив біологічних препаратів на стимуляцію процесів проростання насіння пшениці озимої [The effect of biological agents on the stimulation germination of winter wheat seeds]. In: Передгірне та гірське землероб-ство і тваринництво: міжвідомчий тематичний науковий збірник, вип. 56 (ІІ), с. 9–15.
8. ГЕРМАН, М.М. (2011). Поліпшення посівних якостей насіння пшениці м’якої озимої залежно від передпосівної обробки насіння [Improving the sowing qualities of wheat seeds in soft winter depending on the presowing treatment of seeds]. In: Вісник Полтавської державної академії, № 4, с. 54–57.
9. ГОСПОДАРЕНКО, Г.М. (2015). Агрохімія: підручник [Agrochemistry: a textbook]. Київ, с. 376.
10. ГОСПОДАРЕНКО, М.М., ПРОКОПЧУК, І.В., КРИВДА, Ю.І. (2009). Вміст і баланс мікроелементів і важких металів у ґрунті після тривалого використання добрив у сівозміні [The content and balance of microelements and heavy metals in the soil after prolonged use of fertilizers in the crop rotation]. Агроном, № 4, с. 103–113.
11. ГОСПОДАРЕНКО, Г., ЛЮБИЧ, В., НОВІКОВ, В. (2018). Оптимізація виробничого процесу очищених зерен пшениці різної міцності [Optimization of production process of peeled grains of wheat of different solidity]. In: EUREKA: Науки про життя: Наука та технологія харчування, вип. 5, с. 3–14, doi: http:// dx.doi.org/10.21303/2504-5695.2018.00718.
12. ГРИЦАЄНКО, З.М., ПОНОМАРЕНКО, С.П., КАРПЕНКО, В.П., ЛЕОНТЮК, І.Б. (2008). Біологічно активні речовини в рослинництві [Biologically active substances in crop production]. Київ: НІЧЛАВА, 352 с.
13. ДОСПЕХОВ, Б.А. (1985). Методика полевого опыта (с основами статистической обработки резуль¬татов исследований) [Methodology of field experience (with the basics of statistical processing of research results)]. 5-е изд., доп. и перераб. Москва : Агропромиздат, 351 с.
14. ДСТУ 4138-2002. (2003). Насіння сільськогосподарських культур. Методика визначення якості [Crop seeds. The method of determining quality. DSTU 4138-2002]. [Чинний від 07.10.2011]. Київ : Держспоживстандарт України, с. 173.
15. ДУЛЬНЕВ, П.Г., ДОНЧЕНКО, П.А. (1998). Поиск перспективных физиологически активных соединений, повышающих азотфиксирующую активность микроорганизмов и продуктивность сельскохозяйственных культур [Search for promising physiologically active compounds that increase the nitrogen-fixing activity of microorganisms and the productivity of crops]. In: Елементи регуляції в рослинництві: збірник наукових праць. НАН України; Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії; НІЦ «АКСО» ; під ред. В. П. Кухаря. Київ: ВВП «Компас», с. 25–31.
16. ДУЛЬНЄВ П., КОСИХ В. (2010). Регулятори росту на озимій пшениці [Growth regulators on winter
wheat]. Farmer, № 3, с. 50–52.
17. ЖЕРДЕЦЬКИЙ, І.М. (2009). Мікроелементи в житті рослин [Microelements in plant life]. Агроном, №
4, с. 28–30.
18. ЗАСУХА, Т. (2001). Вітчизняні регулятори росту рослин – це надійні фактори [Domestic plant growth
regulators are reliable factors]. In: Пропозиція, № 3, с. 76.
19. КОЧМАРСЬКИЙ, В.С. (2005). Вплив протруйників і рістрегуляторів на посівні якості та врожайні
властивості насіння озимої пшениці [Influence of disinfectants and growth regulators on sowing qualities
and productive properties of winter wheat seeds]. In: Збірник наукових праць Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення УААН, вип. 7, с. 73–79.
20. МАЛИНОВСЬКА, І.М., ТКАЧЕНКО, М.А. (2015). Кількість та фізіологічно-біохімічна активність мікроорганізмів сірого лісового ґрунтового горизонту [The number and physiological-biochemical activity
of microorganisms of the gray forest soil horizons]. In: Збірник наукових праць Національного наукового
центру «Інститут сільського господарства НААН», вип. 2, с. 13–15.
21. МАРЧУК, И.Ю., МАКАРЕНКО, В.Н., РОСТАЛЬНЫЙ, В.Е. (2012). Питание и удобрение полевых
культур [Nutrition and fertilizer of field crops]. Пособие украинского фермера: научно-практический
ежегодник, № 1, с. 187–256.
22. ВОЛКОГОН, В.В., ред. (2015). Мікробні препарати в сучасних сільськогосподарських технологіях
(наукові та практичні рекомендації) [Microbial preparations in modern agricultural technologies (scientific
and practical recommendations)]. Київ, с. 248.
23. РЕМЕСЛО, О.В., КОЛЬЦОВ, С.О., МАРУЩАК, Г.М., ЛІСОВИЙ, М.М. (2013). Застосування регулятора росту рослин «Вимпел» на пшениці озимій в умовах Степу [Application of plant growth regulator
“Vympel” on winter wheat under Steppe conditions]. In: Вісник аграрної науки, № 12, с. 33–35.
24. РОСТОЦЬКИЙ, О. (2012). Біокомплекси для озимих культур [Biocomplexes for winter crops]. Пропозиція, № 8, с. 62–61.
25. CІРОШАН, А.А., КАВУНЕЦЬ, В.П., ЦЕНТИЛО, Л.В. (2015). Посівні якості насіння та врожайність
пшениці м’якої озимої залежно від передпосівної обробки біологічними добривами [Sowing qualities
of seeds and yield of soft winter wheat, depending on the presowing treatment with biological fertilizers]. In:
Миронівський вісник: збірник наукових праць, вип. 1, с. 146–156.
26. СМЕТАНКО, О.В., БУРИКІНА, С.І., КРИВЕНКО, А.І. (2018). Вплив елементів біологізації вирощування пшениці озимої на різних фонах мінерального живлення в умовах Південного Степу України
[The influence of the elements of the biologization of the cultivation of winter wheat on various backgrounds
of mineral nutrition in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine]. In: Вісник аграрної науки, вип. 8
(785), с. 33–37.
27. ТКАЛЕНКО, Г. (2015). Біологічні препарати в захисті рослин. Сучасні агротехнології із застосування
біопрепаратів та регуляторів росту [Biological preparations in plant protection. Modern agricultural technologies
on the use of biological products and growth regulators]. In: Спецвипуск. Пропозиція, с. 2–15.
28. ФАТЕЕВ, А.И., СЕМЕНОВ, Д.А., МИРОШНИЧЕНКО, Н.Н. (2013). Соотношение Шк / Сфк в почвах
Украины как показатель подвижности микроэлементов [Shk/Sfk ratio in soils of Ukraine as a parameter of
the mobility of microelements]. In: Известия аграрной науки, № 7, с. 16–19.
29. ЧАБАНЮК, Я.В., КЛИМЕНКО, А.М., ЯЩУК, В.У. (2015). Екологічні аспекти передпосівної обробки
насіння біопрепаратами [Ecological aspects of pre-sowing seed treatment with biopreparations]. In: Збалансоване природокористування, № 2, с. 136–139.
30. BAUER, P., COBA DE LA PANA, T., FRUGIER, F. (1995). Role of plant hormones and carbón (nitrogen
metabolism in controlling nodule initiation on alfalfa roots). In: Nitrogen Fixation: Fundamentals and
Application: Proc. 10-th Int. Congr. Nitrogen Fix. (St. Petersburg, May, 1995). Dordrecht; Boston; London,
s. 443–448.
31. BUSHONG, J.T., ARNALL, D.B., RAUN, W.R. (2014). Effect of Preplant Irrigation, Nitrogen Fertilizer
Application Timing, and Phosphorus and Potassium Fertilization on Winter Wheat Grain Yield and Water Use
Efficiency. In: International Journal of Agronomy, pp. 1–12. doi:10.1155/2014/312416
32. POPKO, M., MICHALAK, I., WILK, R., GRAMZA, M., CHOJNACKA, K., GÓRECKI, H. (2018). Effect of the New Plant Growth Biostimulants Based on Amino Acids on Yield and Grain Quality of Winter Wheat. In: Molecules, vol. 23 (2), 13 p. doi: http://doi.org/10.3390/molecules23020470
Published
2020-08-09
How to Cite
VOLOSCHUK, Olexandra et al. Biological mechanisms of regulation of winter wheat productivity in the conditions of the western forest-steppe of Ukraine. Stiinta agricola, [S.l.], n. 1, p. 3-11, aug. 2020. ISSN 2587-3202. Available at: <https://sa.uasm.md/index.php?journal=sa&page=article&op=view&path%5B%5D=683>. Date accessed: 05 dec. 2020.
Section
Table of contents