Agroenergetic assessment of corn productivity under the application of micronutrients and growth regulators
Abstract
The aim of the research was to determine the effect of micronutrients and growth regulators on the green mass yield and the energy efficiency of corn cultivation. Methods. The studies were conducted in 2023–2025 at the “Chaika-2” private farm in the Brovary district of Kyiv region using two corn hybrids – Hendalf (FAO 250) and Intelihens (FAO 380) and four variants of micronutrient and growth regulator treatments. The cultivation technology for silage corn was generally accepted for the Forest- Steppe zone of Ukraine, except for the studied factors. Results. It was found that the medium-maturing hybrid Intelihens exceeded the medium-early hybrid Hendalf in green mass yield by 6.8–9.2 %. The highest yield values of both hybrids were obtained in the fourth treatment variant, which included the combined application of Radix, Linamin, Turboazot, Biogumat, Energy, Photosynthesis, and Zinc. Weather conditions had a significant influence on the realisation of corn productivity potential: in the dry year 2024, the yield decreased to 36.2–38.6 t/ha, whereas in the favourable year 2025 it increased to 51.7–56.1 t/ha. Correlation analysis confirmed a strong positive relationship between the total precipitation and green mass yield (r = 0.86) and an inverse relationship with the average air temperature (r = −0.85), indicating a high dependence of crop productivity on climatic factors. According to the results of analysis of variance, yield formation was mainly influenced by genotype (65.7 %), while the contribution of micronutrients and growth regulators was 17.3 %, and weather conditions accounted for 12.3 %. The application of micronutrients and growth regulators contributed to an increase in the total energy output from 256.6 and 279.6 GJ/ha in the control to 339.3 and 368.3 GJ/ha in the fourth treatment variant for the Hendalf and Intelihens hybrids, respectively. Conclusions. The integrated use of micronutrients and plant growth regulators contributes to an increase in the green mass yield of corn by 3.0–6.5 %, improves energy output by 40.9–88.8 GJ/ha, and ensures the highest efficiency in the tested hybrids under the fourth treatment variant, which can be recommended to enhance the productivity and energy efficiency of corn cultivation.
References
2. García-Chávez I., Meraz-Romero E., Castelán- Ortega O., Zaragoza-Esparza J., Osorio Avalos J., Robles Jiménez L. E., González-Ronquillo M. Corn silage, a systematic review of the quality and yield in different regions around the world. Ciencia y Tecnología Agropecuaria. 2022. № 23(3). e2547.
3. Chao X. Silage corn: An environmentally friendly feed option for sustainable animal husbandry. Geographical Research Bulletin. 2023. № 2. Р. 211–214.
4. Mihrete T. B., Mihretu F. B. Crop diversification for ensuring sustainable agriculture, risk management and food security. Global Challenges. 2025. № 9(2). 2400267.
5. Coors J. G., Carter P. R., Hunter R. B. “Silage corn,” in Specialty corns. Editor A. R. Hallauer (Boca Raton, FL: CRC Press), 1994. Р. 305–340.
6. Struik P. C. An ideotype of forage maize for north-west Europe. Netherlands Journal of Agricultural Science. 1984. № 32(2). Р. 145–147.
7. Shuman L. M. Micronutrient fertilizers. In Nutrient use in crop production. CRC Press. 2017. pp. 165–195.
8. Saquee F. S., Diakite S., Kavhiza N. J., Pakina E., Zargar M. The efficacy of micronutrient fertilizers on the yield formulation and quality of wheat grains. Agronomy 2023. № 13(2). 566.
9. Pandey R. Mineral nutrition of plants. In Plant Biology and Biotechnology: Volume I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement. New Delhi: Springer India. 2015. pp. 499–538.
10. 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. Р.70022–70038.
11. 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.
12. Noein B., Soleymani A. Corn (Zea mays L.) physiology and yield affected by plant growth regulators under drought stress. Journal of Plant Growth Regulation. 2022. № 41(2). Р. 672–681.
13. Bailey-Serres J., Parker J. E.,A insworth E.A ., Oldroyd G. E., Schroeder J. I. Genetic strategies for improving crop yields. Nature. 2019. № 575(7781). Р. 109–118.
14. Лавриненко Ю. О., Гож О. А. Ефективність стимуляторів росту та мікродобрив на посівах гібридів кукурудзи різних груп стиглості в умовах зрошення на півдні України. Зрошуване землеробство. 2015. № 64. С. 14–20.
15. Ali S., Li Z., Zhang X., Xi Y., Shaik M. R., Khan M. How do novel plant growth regulators and cultivation models strategies affect mechanical strength, lodging resistance and maize productivity in semi-arid regions? Agricultural Water Management. 2024. № 295. 108790.
16. Скок С. В. Використання біологічних технологій вирощування сільськогосподарських культур для підвищення еколого-економічної ефективності аграрного виробництва. Таврійський науковий вісник. 2022. № 128. С. 403–411.
17. Сатановська І. П. Використання регуляторів росту та хелатних добрив при формуванні продуктивності різностиглих гібридів кукурудзи на силос. Корми і кормовиробництво. 2013. Вип. 76. С. 218–224.
18. Морозов О. В., Гамаюнова В. В., Сидоренко О. І., Пічура В. І. Еколого-агромеліоративний моніторинг зрошуваних земель: Моделювання і прогнозування. Монографія. Херсон: ЛТ-Офіс. 2010, 256 с.
19. Попова Л. В. Вивчення впливу регуляторів росту на урожайність озимої пшениці, при різних способах їх застосування, в умовах Комітернівського району Одеськой області. Аграрний вісник Причорномор’я. Сільськогосподарські науки. 2015. Вип. 76. С. 59–64.
20. Вожегова Р. А., Лавриненко Ю. О., Коковіхін С. В., Писаренко П. В., Біляєва І. М., Найдьонов В. Г., Андрієнко І. О. Інноваційні технології вирощування кукурудзи на зрошуваних землях півдня України: монографія. Херсон : Грінь ДС.2017, 327 с.
21. 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.
22. Pysarenko P., Zaiets S., Vasylenko R., Shcherbyna Z. Application of plant growth regulators on corn crops in the southern steppe of Ukraine. Land Reclamation and Water Management. 2025. № 1. Р. 89–97.
23. Козак Л. А., Грабовський М. Б., Качан Л. М., Павліченко К.В., Німенко С.С. Ефективність застосування регуляторів росту при вирощуванні кукурудзи на зерно за контрастних умов навколишнього середовища. Таврійський науковий вісник. 2025. № 142. Частина 1. С. 124–136.
24. Fathollahi H., Mousavi-Avval S. H., Akram A., Rafiee S. Comparative energy, economic, and environmental analyses of forage production systems for dairy farming. J. Clean. Prod. 2018. № 182. Р. 852–862.
25. Потапов А. В., Грабовський М. Б. Економічна та енергетична ефективність застосування фунгіцидів та мікродобрив за вирощування гібридів буряків цукрових. Агробіологія. 2023. № 1. С. 42–51.
26. 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.
27. Żygadło M., Madejski R. The Conversion of Biomass into Energy in Farm Biogas Plant. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska. 2016. № 18. Р. 55–66.
28. Roman K. K., Konieczna A. Evaluation of a different fertilisation in technology of corn for silage, sugar beet and meadow grasses production and their impact on the environment in Poland. Afr. J. Agric. Res. 2015. № 10. Р. 1351–1358.
29. Методика проведення польових дослідів з кукурудзою: методичні рекомендації / за ред. Є. М. Лебідя. Дніпропетровськ, 2008. 27 с.
30. Мойсейченко В. Ф., Єщенко В. О. Основи наукових досліджень в агрономії. Київ : Вища школа. 1994, 334 с.
31. Медведовський О. К., Іваненко П. І. Енергетичний аналіз інтенсивних технологій в сільськогосподарському виробництві. Київ: Урожай. 1988, 206 с.
32. Kuś J. Efektywność Energetyczna Produkcji Biopa liw Płynnych. Wieś Jutra. 2002. Volume 9. pp. 8–10.
33. Neumann M., Venancio B. J., Horst E. H., Cristo F. B., Petkowicz K., Pontarolo G. B., Martins M. B. A. Corn hybrid silage quality according to harvesting time. Semina. Ciências Agrárias. 2020. V. 41. № 2. p. 369–382.
34. Сатановська І. П. Оцінка моделей технологій вирощування кукурудзи на силос гібридів Моніка 350 МВ і Білозірський 295 СВ. Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2013. Вип. 3 (73). С. 155–161.
35. Konieczna A., Roman K., Roman M., Śliwiński D., Roman M. Energy efficiency of maize production technology: Evidence from Polish farms. Energies. 2020. № 14(1). 170.
36. Gorzelany J., Puchalski C., Malach M. Ocena Kosztów i Nakładów Energetycznych w Produkcji kukurydzy na Ziarno i Kiszonkę. Inż. Roln. 2011. № 8. Р. 135–141.
37. Budzyński W. Szempliński W., Parzonka A., Sałek T. Rolnicza, Energetyczna i Ekonomiczna Efektywność Produkcji biomasy Wybranych Gatunków Roślin z Przeznaczeniem na Biogaz. In Modelowe kompleksy agroenergetyczne: Technologie pozyskania i kondycjonowania biomasy rolniczej i wodnej dla biogazowni i zgazowarki; Gołaszewski, J., Ed.; Wydawnictwo UWM: Olsztynie, Poland, 2014. pp. 11–282.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
