FACTORS OF AGRICULTURE AND REGULATION OF GROWTH RESPONSE IN AGRICULTURAL CROPS
DOI:
https://doi.org/10.32782/2310-0478-2025-1-35-41Keywords:
maize for grain, tillage, seedling emergence, technology, crop residues, productivity, yieldAbstract
Under the conditions of climate change and the need to preserve soil fertility, an important aspect of modern agriculture is the search for effective primary tillage techniques. The optimisation of maize cultivation technologies in the Northern Steppe of Ukraine has a significant impact on crop productivity and the ecological sustainability of agroecosystems. The aim of this study was to determine the effect of different primary tillage methods on growth processes and maize grain yield. The research was conducted during 2019–2021 on ordinary chernozem with a humus content of 4.2% and an annual precipitation level of 495 mm. The experiment included four primary tillage treatments: ploughing (23–25 cm), chisel tillage (25–27 cm), disc harrowing (10–12 cm), and No-till. Herbicide application, weed control, biometric measurements of maize plants, and grain yield determination were carried out in accordance with standard methodologies. It was established that the tillage system significantly influenced yield parameters. The highest maize yield (6.99 t/ha) was obtained after ploughing, while chisel tillage provided 6.62 t/ha, disc harrowing – 6.27 t/ha, and No-till – 6.11 t/ha. Reducing tillage depth decreased field emergence by 3.3–7.8% compared to ploughing. Herbicide application reduced weed density by 58–91%. It was found that minimal and zero tillage promoted the accumulation of crop residues in the upper soil layer (up to 97%), which influenced the thermal regime and slowed crop emergence. Ploughing was identified as the optimal primary tillage method for maize cultivation in the region, ensuring the highest yield as well as uniform plant growth and development. Minimal and zero tillage contributed to the accumulation of organic residues in the upper soil layer, which positively affected erosion resistance but reduced seedling emergence and yield. The obtained results can be used for developing adaptive farming systems under the conditions of the Northern Steppe of Ukraine.
References
Гадзало Я. М., Ібатуллін І. І., Лузан Ю. Я. Інституціональне забезпечення функціонування продовольчої системи України в сучасних кризових умовах. Вісник аграрної науки. 2022. № 8. С. 5–15. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202208-01.
Kaminskyi V., Bulgakov V., Tkachenko M., Kolomiіets M., Kaminska V., Ptashnik M., Kiernicki, Z.. Research into Comparative Performance of Different Tillage and Fertilization Systems Applied to Grey Forest Soil of Forest Steppe in Grain Crop Rotation. Journal of Ecological Engineering. 2022. Vol. 23. № 12. P. 163–178. https://doi.org/10.12911/22998993/155057.
Achenbach P. Ber Ackerbau ohne Boden Wendung zur Sicherstellung der Errteertrarge. Berlin. 1921. S. 40–49.
Blunk S., Bussell J., Sparkes D., de Heer M. I., Mooney S. J., Sturrock C. J. The effects of tillage on seed-soil contact and seedling establishment. Soil and Tillage Research. 2021. 206, 104757.
Thinggard K. Organic seed. Conservation agriculture and GM crops in Denmark. Report D 1.1 A4. KASSA Project. France. : CIRAD. 2006. P. 1–16.
Войтовик М. В., Панченко О. Б., Примак І. Д., Цюк О. А. Порівняльна оцінка агрофізичних властивостей за різних технологій обробітку ґрунту в сівозміні. Наукові доповіді НУБіП України. Київ, 2023. № 6/106. https://doi.org/10.31548/dopovidi6(106).2023.004.
Шевченко М. С., Шевченко О. М., Швець Н. В. Агродинаміка вологоспоживання залежно від технологічних факторів землеробства степової зони. Бюлетень Інституту сільського господарства степової зони НААН України. 2013. № 5. 130–134.
Blunk S., Bussell J., Sparkes D., de Heer M.I., Mooney S.J., Sturrock, C.J. The effects of tillage on seed-soil contact and seedling establishment. Soil and Tillage Research, 2021. 206, 104757. doi:10.1016/j.still.2020.104757
Гордієнко В. П., Геркіял О. М., Опришко В. П. Землеробство. К. : Вища школа, 1991. 268 с.
Shevchenko S., Derevenets-Shevchenko K., Desyatnyk L., Shevchenko M., Sologub I., Shevchenko O. Tillage effects on soil physical properties and maize phenology. International Journal of Environmental Studies. 2024. 81:1. 393–402. doi: 10.1080/00207233.2024.2320032.
Achankeng E., Cornelis W. Conservation tillage effects on European crop yields: A meta-analysis. Field Crops Research. 2023. Vol. 298, № 3. P. 108967. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2023.108967.
Boressen T. The effect of straw management and reduced tillage on soil properties and crop yields of spring-sown cereals on two loam soils in Norway. Soil and Tillage Research. 1999. 51 (1–2): 91–102 https://doi.org/10.1016/S0167-1987(99)00030-6.
Winkler J., Kopta T., Ferby V., Neudert L., Vaverková M. D., 2022, Effect of Tillage Technology Systems for Seed Germination Rate in a Laboratory Tests. Environments 9 (2), 13. doi: 10.3390/environments9020013.
Yang Y., Ding J., Zhang Y., Wu J., Zhang J., Pan X., He F. Effects of tillage and mulching measures on soil moisture and temperature, photosynthetic characteristics and yield of winter wheat. Agricultural Water Management, 2018. 201, 299-308. doi:10.1016/j.agwat.2017.11.003.
Busar M. A., Kukal, S. S., Kaur A., Bhatt R., Dulazi A. A. Conservation tillage impacts on soil, crop and the environment. International soil and water conservation research. 2015. Vol. 3, № 2. Р. 119–129. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2015.05.002.
Cruse R. M., Linden D., Radke J. K., Larson W. E., Larntz K. A model to predict tillage effects on soil temperature. Soil Science Society of America Journal. 1980. 44(2), 378–383.
Лебідь Є. М., Циков В. С., Пащенко Ю. М., Шевченко М. С., Шевченко С. М. Методика проведення дослідів з кукурудзою : методичні рекомендації. Дніпропетровськ, 2008. 27 с.
Циков В. С., Матюха Л. П. Бур’яни: шкодочинність і система захисту. Дніпропетровськ : Енем, 2006. 86 с.
ДСТУ 4138-2002. Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості. Державний стандарт України ДСТУ 4138-2002. 72 c.
Каленська С. М. Насіннєзнавство та методи визначення якості насіння сільськогосподарських культур: навчальний посібник. Вінниця : ФОП Данилюк, 2011. 320 с.
Макрушин М. М., Макрушина Є. М. Насінництво : підручник. Сімферополь : ВД «Аріал», 2011. 476 с.
Мазур В. А., Липовий В. Г., Мордванюк М. О. Методика наукових досліджень в агрономії: навчальний посібник. Вінниця : ВЦ ТОВ «ТВОРИ», 2020. 204 с.
Ушкаренко В. О., Нікішенко В. Л., Голобородько С. П., Коковіхін С. В. Дисперсійний і кореляційний аналіз у землеробстві та рослинництві: навч. посіб. Херсон : Айлант, 2008. 272 с.
Shen Y., McLaughlin N., Zhang X. Effect of tillage and crop residue on soil temperature following planting for a Black soil in Northeast China. Scientific Reports, 2018/ 8 (1), 4500. doi:10.1038/s41598-018-22822-8.
Steponavičienė V., Rudinskienė A., Žiūraitis G., Bogužas V., The impact of tillage and crop residue incorporation systems on agrophysical soil properties. Plants, 2023. 12 (19), 3386. doi:10.3390/plants12193386.
Liu X., Zang J., Fu Y. Influences of conservation tillage on soil macrofaunal biodiversity and trophic structure in the Mollisol region of Northeast China. Catena, 2023. 236, 107750. doi: 10.1016/j.catena.2023.107750.
