НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ

The paper covers the results of the orientation of different biological processes (nitrogen fixation, N2O and CO2 emissions) in the root zone of potato plants under the different fertilization systems in a field experiment in stationary experiment on leached black soils. The application of 40 t/ha o...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2014
Автори та афіліації:
  • В. В. Волкогон — Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • М. А. Журба — Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • С. Б. Дімова — Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • Л. М. Токмакова — Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • К. І. Волкогон — Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • О. І. Проценко — Чернігівська філія ДУ «Інститут охорони ґрунтів України»
Ключові слова:keywords
Hauptverfasser: Волкогон, В. В., Журба, М. А., Дімова, С. Б., Токмакова, Л. М., Волкогон, К. І., Проценко, О. І.
Format: Artikel
Sprache:Englisch
Ukrainisch
Veröffentlicht: Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2014
Schlagworte:
Online Zugang:https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/164
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Agriciltural microbiology
Завантажити файл: Pdf

Institution

Agriciltural microbiology
_version_ 1871465634642001920
author Волкогон, В. В.
Журба, М. А.
Дімова, С. Б.
Токмакова, Л. М.
Волкогон, К. І.
Проценко, О. І.
author_facet Волкогон, В. В.
Журба, М. А.
Дімова, С. Б.
Токмакова, Л. М.
Волкогон, К. І.
Проценко, О. І.
author_institution_txt_mv [ { "author": "В. В. Волкогон", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "М. А. Журба", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "С. Б. Дімова", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "Л. М. Токмакова", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "К. І. Волкогон", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "О. І. Проценко", "institution": "Чернігівська філія ДУ «Інститут охорони ґрунтів України»" } ]
author_sort Волкогон, В. В.
baseUrl_str https://smic.in.ua/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-07-22T10:10:43Z
description The paper covers the results of the orientation of different biological processes (nitrogen fixation, N2O and CO2 emissions) in the root zone of potato plants under the different fertilization systems in a field experiment in stationary experiment on leached black soils. The application of 40 t/ha of cattle manure was shown to be more environmentally beneficial (although with some caution, due to the high level of N2O emissions). The N40P40K40 dose of fertilizers was shown to be optimal, while the balance between environmental requirements and crop productivity shows the practicability of application of N80P80K80. High doses of fertilizers (N120P120K120) and organic mineral fertilization (40 t/ha manure + N80P80K80) had resulted in high levels of N2O and CO2 emissions and reduced nitrogen fixation activity. Application of biological preparation Biogran was shown to be efficient in the potato growing technology due to its proved ability to optimize the ecological condition of soils in agrocoenoses, increase productivity and improve the quality of potatoes.
doi_str_mv 10.35868/1997-3004.19.3-10
first_indexed 2025-07-17T12:24:12Z
format Article
fulltext ORIENTATION OF BIOLOGICAL PROCESSES IN THE ROOT ZONE OF POTATO PLANTS UNDER THE INFLUENCE OF FERTILIZERS AND BIOLOGICAL PREPARATION V. V. Volkohon1, M. A. Zhurba1, S. B. Dimova1, L. M. Tokmakova1, K. I. Volkohon1, O. I. Protsenko2 2Chernihiv branch of State Institution «Soil Protection Institute of Ukraine» 41, Malynovskoho Str., Chernihiv, 14020, Ukraine The existing systems of crops fertilization typically do not account for the environmental protection requirements, as required doses of fertilizers are calculated by the nutrients removal rates (NPK) with planned yield, and the degree of use of fertilizers active ingredient is rather low. Thus, according to the averaged data the rates of nitrogen fixation are within 0.35-0.50, phosphorus – not more than 0.2%, potassium – 0.25-0.60 depending on soil type. [1] The methods for calculating the required amount of fertilizers would be ideal if fertilizer absorption were at the rate of 100%. Since it is impossible, the use of such calculations leads to deliberate pollution with unused fertilizers. In this regard special concern is about mineral nitrogen as the biggest polluter of agrocenoses. Theoretically, nitrogen fertilizers should be applied within the physiological relevance. Only under this condition we can minimize the risk of pollution with dangerous to human life nitrogen compounds. But the criterion of truth – what amount of mineral nitrogen can be considered physiologically appropriate for plants – is unknown. Such opportunity appeared with the development of biological testing methods, including the use of indicators of functional activity of nitrogen fixation bacteria associated with the roots of crops. Since nitrogen fixers are able to fix nitrogen from the atmosphere only in the absence of excessive amounts of nitrogen compounds in the environment, and as they are closely connected with the roots of plants, by the determination of nitrogenase activity of the bacteria of the root zone of plants grown in different agricultural backgrounds, we can take choose such a dose that will not reduce the activity of the process compared to the control (without nitrogen) variant. On the other hand, we know that diazotrophs stop fixing nitrogen from the atmosphere in case of nitrogen fertilizers excess and start using its bound forms, since it is energetically more favourable for bacteria cells. Thus, in addition to nitrogen fixation for constructive metabolism, bacteria carry out denitrification process. So, having followed N2O emission activity at different doses of mineral nitrogen we can select the one that does not cause significant losses of gaseous nitrogen from the soil. Comparing the peculiarities of the process of nitrogen fixation and denitrification in agrocenoses, we can select optimal dose of mineral nitrogen in physiological aspect [2]. An additional test for the feasibility of crops fertilization is the determination of the intensity of mineralization processes in agrocenoses soils, incl. the indicators of carbon dioxide emission. In connection with the above, the goal of the study was to determine the orientation of biological processes in the root zone of potato plants under the effect of different fertilization systems. Materials and methods. The study was conducted during 2011-2013 in stationary field experiments on leached black soil (pHsal. 5.2; humus content – 3.01%, easily hydrolized nitrogen – 109 mg/kg, mobile forms of phosphate (P2O5) – 168 mg/kg, exchangeable potassium (K2O) – 58 mg/kg of soil) of the Institute of Agricultural Microbiology and Agroindustrial Manufacture of NAAS. Potato of Bellaroza variety was grown in rotation: potato – spring barley – pea – winter wheat. We determined the feasibility of such fertilization systems: organic, low mineral, medium mineral, high mineral and organic- mineral. Under organic system of fertilization in crop rotation the manure was applied at the rate of 40 t/ha once per rotation during autumn ploughing (for potato). Mineral fertilization of potato involved the use of N40P40K40, N80P80K80 and Na120P120K120. Organo-mineral system included the application of 40 t/ha of manure and mineral fertilizers (N80P80K80). The experiment scheme also included a block of variants, where microbial preparation Biogran (TU 24.1-00497360-006: 2009) was used at the aforementioned agricultural backgrounds. The area of experimental plot – 86.4 m2 (7.2 × 12.0 m), the repetition of the experiment is quadruple. The location of plots is randomized. The potential activity of nitrogen fixation of potato plants in rhizosphere soil was determined by M. Umarov [3]. To evaluate the emission of nitrogen oxide in the system “soil-plant” the method of closed chambers was used [4; 5]. The 10 litres chambers with rubber membrane for gases separation were punched into the soil to the depth of 10 cm, the soil around the chambers was humidified to create a water gate. Weighing bottles with calcium carbide moistened with water to produce acetylene, which inhibits nitric oxide reductase and constrains the process of NO3ˉ NO2ˉ dissimilation on at the stage of nitric oxide restoration, were placed into the chambers to determine N2O emission intensity. The exposure was performed for three hours after which gas samples were taken and placed into previously evacuated vessels. The repetition of sampling is three-time. The selected gas samples were analyzed by gas chromatograph. Nitrogenase activity was determined by gas chromatograph “Chrom-4” with a flame ionization detector (steel column of 3 m length filled with sorbent Parapak Q 60-80 mesh; thermostat temperature 40°C, gas flow: hydrogen – 15 cm3/min., nitrogen – 1 0 cm3/min., and air – 500 cm3/min.). Direct N2O emission was measured by gas chromatograph “Tsvet 500 M” with the detector of electrons capture. Columns temperature – 40°C, evaporator temperature – 120°C, detector – 330°C. The losses of carrier gas (argon with methane 95/5) – 35 cm3/min. Sorption steel column 3 m high filled with sorbent Parapak Q 60-80 mesh. CO2 concentration was measured by gas chromatograph “Tsvet 500 M” with thermal conductivity detector (bridge current 130 mA). Temperature of columns 25°C, detector – 40°C. The losses of carrier gas (helium) – 20 cm3/min. [3]. Sorption steel columns were filled with sorbent Parapak Q 60-80 mesh. The experiment performance, crop record and statistical analysis of the results were carried out by B. Dospiekhov [6]. The content of starch, nitrates and ascorbic acid were determined according to the methods [7]. Thus, according to the obtained results, the lowest dose of mineral fertilizers is optimal for environmental positions, but the compromise between environmental feasibility and culture performance suggests in favour of promising choice of N80P80K80. It makes sense (though with some reservations) to apply 40 t/ha of manure under potato. To optimize the ecological state of agrocenoses, to increase potato productivity and to improve products quality the use of microbial preparation Biogran is promising in the technologies of growing crops.
id oai:ojs2.smic.in.ua:article-164
institution Agriciltural microbiology
keywords_txt_mv keywords
language English
Ukrainian
last_indexed 2026-07-23T01:05:09Z
publishDate 2014
publisher Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv smicinua/d7/2fa65246bc43b29f4f8d67c7336dcdd7.pdf
spelling oai:ojs2.smic.in.ua:article-1642026-07-22T10:10:43Z ORIENTATION OF BIOLOGICAL PROCESSES IN THE ROOT ZONE OF POTATO PLANTS UNDER THE INFLUENCE OF FERTILIZERS AND BIOLOGICAL PREPARATION НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ Волкогон, В. В. Журба, М. А. Дімова, С. Б. Токмакова, Л. М. Волкогон, К. І. Проценко, О. І. microbiological processes, fertilizers, nitrogen fixation, N2O emission, CO2 emission, potatoes мікробіологічні процеси, добрива, азотфіксація, емісія N2O і CO2, картопля The paper covers the results of the orientation of different biological processes (nitrogen fixation, N2O and CO2 emissions) in the root zone of potato plants under the different fertilization systems in a field experiment in stationary experiment on leached black soils. The application of 40 t/ha of cattle manure was shown to be more environmentally beneficial (although with some caution, due to the high level of N2O emissions). The N40P40K40 dose of fertilizers was shown to be optimal, while the balance between environmental requirements and crop productivity shows the practicability of application of N80P80K80. High doses of fertilizers (N120P120K120) and organic mineral fertilization (40 t/ha manure + N80P80K80) had resulted in high levels of N2O and CO2 emissions and reduced nitrogen fixation activity. Application of biological preparation Biogran was shown to be efficient in the potato growing technology due to its proved ability to optimize the ecological condition of soils in agrocoenoses, increase productivity and improve the quality of potatoes. У польовому стаціонарному досліді на чорноземі вилугуваному досліджено направленість біологічних процесів (азотфіксації, емісії N2O та СО2) у кореневій зоні рослин картоплі за різних систем удобрення. Екологічно сприятливим (хоча і з певним застереженням, зважаючи на високий рівень емісії N2O) є застосування 40 т/га гною ВРХ; доза мінеральних добрив N40P40K40 є оптимальною, проте компроміс між екологічними вимогами і продуктивністю культури свідчить про доцільність внесення N80P80K80. Високі дози мінеральних добрив (N120P120K120), а також органо-мінеральне удобрення (40 т/га гною + N80P80K80) призводять до високих рівнів емісії N2O і CO2 та зводять до мінімуму активність азотфіксації. З метою оптимізації екологічного стану ґрунтів агроценозів, підвищення продуктивності картоплі та покращення якості продукції в технологіях вирощування культури доцільне використання мікробного препарату Біограну. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2014-06-26 Article Article Рецензована Стаття application/pdf application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/164 10.35868/1997-3004.19.3-10 Agricultural microbiology; Vol. 19 (2014): Agriciltural microbiology; 3-10 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 19 (2014): Сільськогосподарська мікробіологія; 3-10 1997-3004 10.35868/1997-3004.19 en uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/164/211 https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/164/212 Авторське право (c) 2014 V. V. Volkohon, M. A. Zhurba, S. B. Dimova, L. M. Tokmakova, K. I. Volkohon, O. I. Protsenko https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle мікробіологічні процеси
добрива
азотфіксація
емісія N2O і CO2
картопля
Волкогон, В. В.
Журба, М. А.
Дімова, С. Б.
Токмакова, Л. М.
Волкогон, К. І.
Проценко, О. І.
НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ
title НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ
title_alt ORIENTATION OF BIOLOGICAL PROCESSES IN THE ROOT ZONE OF POTATO PLANTS UNDER THE INFLUENCE OF FERTILIZERS AND BIOLOGICAL PREPARATION
title_full НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ
title_fullStr НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ
title_full_unstemmed НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ
title_short НАПРАВЛЕНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У КОРЕНЕВІЙ ЗОНІ РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ ДОБРИВ ТА БІОПРЕПАРАТУ
title_sort направленість біологічних процесів у кореневій зоні рослин картоплі за дії добрив та біопрепарату
topic мікробіологічні процеси
добрива
азотфіксація
емісія N2O і CO2
картопля
topic_facet microbiological processes
fertilizers
nitrogen fixation
N2O emission
CO2 emission
potatoes
мікробіологічні процеси
добрива
азотфіксація
емісія N2O і CO2
картопля
url https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/164
work_keys_str_mv AT volkogonvv orientationofbiologicalprocessesintherootzoneofpotatoplantsundertheinfluenceoffertilizersandbiologicalpreparation
AT žurbama orientationofbiologicalprocessesintherootzoneofpotatoplantsundertheinfluenceoffertilizersandbiologicalpreparation
AT dímovasb orientationofbiologicalprocessesintherootzoneofpotatoplantsundertheinfluenceoffertilizersandbiologicalpreparation
AT tokmakovalm orientationofbiologicalprocessesintherootzoneofpotatoplantsundertheinfluenceoffertilizersandbiologicalpreparation
AT volkogonkí orientationofbiologicalprocessesintherootzoneofpotatoplantsundertheinfluenceoffertilizersandbiologicalpreparation
AT procenkooí orientationofbiologicalprocessesintherootzoneofpotatoplantsundertheinfluenceoffertilizersandbiologicalpreparation
AT volkogonvv napravlenístʹbíologíčnihprocesívukorenevíjzoníroslinkartoplízadíídobrivtabíopreparatu
AT žurbama napravlenístʹbíologíčnihprocesívukorenevíjzoníroslinkartoplízadíídobrivtabíopreparatu
AT dímovasb napravlenístʹbíologíčnihprocesívukorenevíjzoníroslinkartoplízadíídobrivtabíopreparatu
AT tokmakovalm napravlenístʹbíologíčnihprocesívukorenevíjzoníroslinkartoplízadíídobrivtabíopreparatu
AT volkogonkí napravlenístʹbíologíčnihprocesívukorenevíjzoníroslinkartoplízadíídobrivtabíopreparatu
AT procenkooí napravlenístʹbíologíčnihprocesívukorenevíjzoníroslinkartoplízadíídobrivtabíopreparatu