FEATURES OF YIELD FORMATION, QUALITY INDICATORS OF GRAIN AND BY-PRODUCTS OF CORN AND ESTIMATED OUTPUT OF FUEL PELLETS DEPENDING ON THE ELEMENTS OF CULTIVATION TECHNOLOGY
Abstract
Purpose. Determination of the influence of mineral fertilisers and plant growth regulators on the formation of yield and quality indicators of grain, corn by-products, and fuel pellet output. Methods. Field, laboratory, weighing and statistical. The research was conducted in 2022–2023 at the private agricultural enterprise "Svitanok" in Kyiv region according to the following scheme: Factor A. Mineral fertilizers (kg/ha dm) 1. No fertilizers; 2; 2. N50Р30K30; 3. N70Р50K50; 4. N90Р70K70 Factor B. Foliar fertilization with fertilizers and plant growth regulators 1. No application; 2. Nutrivant Universal (2 kg/ha) in the phase of 3–5 leaves of corn (ВВСН 13–16); 3. Nutrivant plus Grain (2 kg/ha) in the phase of 3–5 leaves of corn (ВВСН 13–16) + Atlante (0.5 l/ha) in the phase of 7–8 leaves of corn (ВВСН 17–18); 4. Icar Bigo Roots (0.5 l/ha) in the phase of 3–4 corn leaves (ВВСН 13–14) + Icar Fosto (0.5 l/ha) in the phase of 4–5 corn leaves (ВВСН 15–16) + Icar Zinto (0.5 l/ha) in the phase of 7–8 corn leaves (ВВСН 17–18). The maize hybrid SI Octeon (FAO 380) was sown. Results. The use of mineral fertilizers and plant growth regulators significantly affects the chemical composition of grain, with a decrease in starch and fat content by 0.17–1.09% and 0.09–0,46%, and an increase in protein content by 0.10–0.57%, compared to the control variant. There was a high inverse correlation between grain yield and starch (r=-0.85) and fat (r=-0.82) content in grain and a high positive correlation with protein content (r=0.87). Structural parts of maize plants are characterized by different content of chemical elements. Thus, the content of carbon, hydrogen, nitrogen, sulphur, and oxygen is higher in the cob wrappers and cobs than in the stem and leaves. Only the ash content is higher in the leaf mass of maize – 6.42–6.66%. The use of mineral fertilizers increased the ash content of maize plants by 0.20–0.31%, hydrogen content by 0.11–0.25%, nitrogen by 0.25–0.36% and sulphur by 0.01–0.03%, and reduced carbon by 0.16–0.48% and oxygen by 0.04–0.09%, compared to the variants without their use. Conclusions. The maximum yield of grain and by-products of corn in the experiment was obtained in the variant with the use of mineral fertilizers N90Р70K70 in combination with foliar feeding Icar Bigo Roots (0.5 l/ha) in the phase of 3–4 leaves of maize (ВВСН 13–14) + Icar Fosto (0.5 l/ha) in the phase of 4-5 leaves of maize (ВВСН 15–16) + Icar Zinto (0.5 l/ha) in the phase of 7–8 leaves of maize (ВВСН 17–18) – 10.35 and 14.53 t/ha, which is 1.64 and 3.24 t/ha more than in the variant without fertilization. The use of mineral fertilizers allows to increase grain yield by 11.2–18.3%, corn by-products by 18.2–28.7%, and plant growth regulators by 3.8–7.3% and 4.2–14.3%, respectively, compared to the control. The yield of corn by-products for pellet production is 9.42–13.08 t/ha and the estimated pellet yield is 6.15–8.71 t/ha, or of 0.65–0.67 t per 1 ton of corn residues.
References
2. Лавриненко Ю. О., Вожегова Р. А., Базалій В. В., Марченко Т. Ю., Іванів М. О. Адаптивна здатність гібридів кукурудзи за різних способів поливу та вологозабезпеченості у Посушливому Степу України. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2020. Т. 27. С. 125–131. DOI: https://doi.org/10.7124/ FEEO. v27.1314
3. Marchenko T. Y., Lavrinenko Y. O., Mykhaylenko I. V., Khomenko T. M. Biometric indicators of maize hybrids of different FAO groups depending on micronutrient treatment under irrigation conditions. Plant Var. Stud. Prot, 2019. №15(1). Р. 71–79.
4. Шкатула Ю. М., Сторожук Ю. В. Вплив позакореневих підживлень на біоенергетичну продуктивність кукурудзи на зерно. Сільське господарство та лісівництво. 2022. № 3 (26). С. 87–101.
5. Панченко Т., Новохацький М., Грабовський М., Козак Л., Правдива Л. Комплексна оцінка впливу основного обробітку ґрунту й удобрення на елементи структури, врожайність зерна і зеленої маси кукурудзи. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України. 2023. Вип. 33 (47). С. 78–93. https://dx.doi.org/10.31473/2305-5987-2023-2-33(47)-7
6. Гаврилюк В. М. Гібриди кукурудзи: грані проблеми. Насінництво. 2015. № 3/4. С. 4–7.
7. Капустін А. С. Вплив мінеральних добрив на урожай нових гібридів кукурудзи. Науковий вісник Луганського національного аграрного університету :сільськогосподарські науки. 2011. № 33. С. 19–23.
8. Miranda M. T., García-Mateos R., Arranz J. I., Sepúlveda F. J., Romero P., Botet-Jiménez A. Selective use of corn crop residues: Energy viability. Applied Sciences. 2021. №11(7). Р. 3284. https://doi. org/10.3390/app11073284
9. Prasad S., Singh A., Joshi H. C. Ethanol as an alternative fuel from agricultural, industrial and urban residues. Resources, Conservation and Recycling. 2007. Т. 50. №. 1. Р. 1–39.
10. Chen Q., Yang R., Zhao B., Li Y., Wang S., Wu H., Chen C. Investigation of heat of biomass pyrolysis and secondary reactions by simultaneous thermogravimetry and differential scanning calorimetry. Fuel. 2014. №134. Р. 467–476.
11. Geletukha G., Drahniev S., Zheliezna T., Karampinis M. Maize residues to Energy. Bioenergy Association of Ukraine. 2022. 48 р.
12. Гелетуха Г.Г., Драгнєв С.В., Желєзна Т.А., Баштовий А.І. Аналіз виробництва пелет та брикетів з побічної продукції кукурудзи на зерно. Аналітична записка UABIO. 2020. № 23. 42 с.
13. Гаркавий В. Теоретичні основи розробки стратегії сталого розвитку сільського господарства. International Science Journal of Management, Economics & Finance. 2023. Т. 2. №. 4. С. 56–64.
14. Szulc P., Ambroży-Deręgowska K., Waligóra H., Mejza I., Grześ S., Zielewicz W., Wróbel B. Dry matter yield of maize (Zea mays L.) as an indicator of mineral fertilizer efficiency. Plants. 2021. №10(3). Р. 535.
15. Степаненко М. В., Грабовський М. Б. Вплив системи удобрення на лінійні розміри рослин кукурудзи. Аграрні інновації. 2023. №21. С. 104–109. DOI https:// doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.21.16
16. Ma Q., Yu W. T., Jiang C. M., Zhou H., Xu,Y. G. The influences of mineral fertilization and crop sequence on sustainability of corn production in northeastern China. Agriculture, ecosystems & environment. 2012. №158. Р. 110–117. https://doi.org/10.1016/j.agee.2012.05.023
17. Грабовський М. Б., Федорук Ю. В., Правдива Л. А., Грабовська Т.О. Вплив рівня мінерального живлення на ріст, розвиток та водоспоживання рослин сорго цукрового та кукурудзи в одновидових та сумісних посівах. Таврійський науковий вісник, 2018. Вип. 103. С. 27–35.
18. Грабовський М.Б. Удобрення кукурудзи: на часі економія. The Ukrainian Farmer, січень 2015. С.56–57.
19. Грабовський М. Б. Формування продуктивності сорго цукрового як біоенергетичної культури залежно від рівня мінерального живлення. Таврійський науковий вісник. 2018. Вип. 99, С. 30–39.
20. Ayeni L. S., Adeleye E. O., Adejumo J. O. Comparative effect of organic, organomineral and mineral fertilizers on soil properties, nutrient uptake, growth and yield of maize (Zea mays). International Research Journal of Agricultural Science and Soil Science. 2012. Vol. 2(11). p. 493–497.
21. Mahmood Y. A., Ahmed F. W., Mohammed I. Q., Wheib K. A. Effect of organic, mineral fertilizers and foliar application of humic acid on growth and yield of corn (Zea mays L.). Indian Journal of Ecology. 2020. №47(10). Р. 39–44.
22. Abdelzaher M. A., Ibrahim Z. I., Khalil F. A., Mohamed W. S. Use of Some Organic and Bio Fertilizers as a Partial Substitution of the Mineral Nitrogen Fertilization for Corn 1-The Effect on Corn Yield and N, P and K uptake. Assiut Journal of Agricultural Sciences, 2017. №48(1). Р. 229. doi 10.21608/ajas.2016.3744
23. Grabovskyi M., Kucheruk P., Pavlichenko K., Roubík H. Influence of macronutrients and micronutrients on maize hybrids for biogas production. Environmental Science and Pollution Research. 2023. 30. 70022–70038. https://doi.org/10.1007/ s11356-023-27235-3
24. Грабовський М.Б. Урожайність кукурудзи на силос залежно від рівня мінерального живлення в умовах Центрального Лісостепу України. Бюлетень Інституту сільського господарства степової зони НААН України. 2014. №7. С. 49–53.
25. Грабовський М. Б., Павліченко К. В., Козак Л. А., Качан Л. М. Енергетична ефективність вирощування гібридів кукурудзи для виробництва біогазу за використання макро- і мікродобрив. Зернові культури. 2022. №1. С. 100–107. https://doi. org/10.31867/2523-4544/0212
26. Грабовський М.Б., Грабовська Т.О., Городецький О.С., Курило В.Л. Формування продуктивності кукурудзи на силос залежно від фону мінерального живлення. Зрошуване землеробство. 2019. Вип. 71. С. 37–40.
27. Мойсієнко В. В. Пріоритетність та шляхи підвищення продуктивності зернової та силосної кукурудзи. Вісник ЖНАЕУ. 2015. № 1 (47). Т. 1. С. 190–203. 28. Vozhehova R., Marchenko T., Piliarska O., Lavrynenko Y., Halchenko N., Lykhovyd P. Grain corn product yield and gross value depending on the hybrids and application of biopreparations in the irrigated conditions. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. 2021. №21(4). Р. 611–619.
29. Марченко Т. Ю., Вожегова Р. А., Лавриненко Ю. О., Хоменко Т. М. Особливості формування фотосинтетичного потенціалу і врожайності насіння батьківських компонентів кукурудзи в умовах зрошення та застосування стимулятора росту. Plant varieties studying and protection. 2020. №16(2). С. 191–198.
30. Islam M.N., Paul R.K., Anwar T.M.K., Mian M.A.K. Effects of foliar application of N fertilizer on grain yield of maize. Thai Journal of Agriculture Science. 1996. №29. Р. 323–328.
31. Ling F., Silberbush M. Response of maize to foliar vs. soil application of nitrogen–phosphorus–potassium fertilizers. Journal of Plant Nutrition. 2002. №25. Р. 2333–2342.
32. Лень О. І., Тоцький В. М., Гангур В. В., Єремко Л. С. Вплив системи удобрення та основного обробітку ґрунту на продуктивність гібридів кукурудзи. Scientific Progress & Innovations. 2021. № (2). С. 52–58.
33. Tsyliuryk O., Izhboldin O., Sologub I. Efficiency of growth regulators in corn crops of the Northern Steppe of Ukraine. Scientific Horizons. 2023. №26(10). р. 59–67. https://doi.org/10.48077/scihor10.2023.59.
34. Павліченко К.В., Грабовський М.Б. Урожайність зеленої і сухої маси гібридів кукурудзи та вихід біогазу залежно від застосування макро- і мікродобрив. Зрошуване землеробство. 2022. Вип. 77. С. 79–85. DOI https://doi.org/10.32848/0135-2369.2022.77.17
35. Лавриненко Ю.О., Гож О.А. Вплив стимуляторів росту і мікродобрив на урожайність зерна гібридів кукурудзи в умовах зрошення на півдні України. Зрошуване землеробство. 2015. Вип. 63. С. 58–61.
36. Грабовський М.Б., Вахній С.П., Лозінський М.В., Панченко Т.В., Басюк П.Л. Зернова продуктивність гібридів кукурудзи залежно від застосування комплексних мінеральних добрив. Агробіологія. 2021. №2. С. 33–42. doi: 10.33245/2310-9270-2021-.167-2- 33-42
37. Шинкарук Л. Вплив макро- і мікродобрив на врожайність кукурудзи. Вісник ЛНАУ: Агрономія. 2021. № 25. С. 162–166. DOI: https://doi.org/10.31734/ agronomy2021.01.162
38. Шквиря Н. О. Перспективи розвитку виробництва біопалива з відходів продукції рослинництва. Економіка і організація управління. 2014. №. 1–2. С. 312–315.
39. Голуб Г.А., Кухарець С.М. О.А. Марус, М.Ю. Павленко, К.М. Сєра, В.В. Чуба. Біоенергетичні системи в аграрному виробництві. Київ: НУБіП України, 2016. 226 с.
40. Паламарчук В. Д., Алексєєв О. О. Вміст крохмалю у зерні кукурудзи залежно від позакореневих підживлень. Сільське господарство та лісівництво. № 1 (16). 2020. С. 28–47.
41. Басок Б., Давиденко Б., Кужель Л.,, Лисенко О., Веремійчук Г. М. Експериментальні дослідження спалювання рослинних пелет у побутовому котлі. Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання, 2021. №37. С. 13–23. https://doi. org/10.32347/2409-2606.2021.37.13-23
42. Varesa V. Handbook for biofuel consumer. Tallinn: Tallinn Technology University, 2005. 183 p.
43. Орлов О. Технології управління рослинними рештками кукурудзи. Агроном. 2022. №1. URL: https:// www.agronom.com.ua/tehnologiyi-upravlinnyaroslynnymy- reshtkamy-kukurudzy/
44. Cantrell K. B., Novak J. M., Frederick J. R., Karlen D. L., Watts D. W. Influence of corn residue harvest management on grain, stover, and energy yields. BioEnergy Research. 2014. №7. Р. 590–597.
