Роль кореневої біомаси редьки олійної у формуванні її потенційної сидеральної продуктивності
Анотація
Метою досліджень було встановити особливості формування біопродуктивності кореневої системи редьки олійної з позиції загальновагових та просторово-вагових параметрів у межах грунтового-профілю як додаткових параметрів встановлення сидераційного її потенціалу за весняного та літнього строку сівби. Методи. Дослідження було проведено впродовж 2014–2024 років на дослідному полі Вінницького НАУ на сірих лісових грунтах з середнім потенціалом родючості. Повторність у досліді чотирьохразова. Розміщення варіантів – систематичне у два яруси. Дослід передбачав вивчення для двох варіантів сидерації – літньої за весняного строку сівби та осінньої за літнього строку сівби таких параметрів як: біопродуктивність кореневої системи у загальній сирів та сухій речовинах, щільність довжини коренів (RLD), щільність маси коренів (RMD), питома довжина коренів (SRL, м/г) та відсоток розподілу маси коренів у профілі грунту (PRWD). Результати. Визначено рівні біопродуктивності формування кореневої біомаси за двох базових строків сівби редьки олійної як сидерату. Проаналізовано структуру розподілу ваги кореневої системи у розрізі метрового грунтового профілю із технологічним кроком у 10 см при повній деталізації характеру просторової морфометрії кореневої системи у вертикальному та радіальному напрямках профілю. Визначено багаторічну динаміку за глибиною профілю формування таких мфорфометричних та морфо вагових характеристик кореневої системи як: щільність довжини коренів, щільність маси коренів, питома довжина коренів, відсоток розподілу маси коренів у профілі грунту. Доведено участь кореневої системи у формування її сидераційного потенціалу редьки олійної у частці сформованої кореневої маси як додаткового компоненту біоорганічних систем удобрення. Висновки. Доведено, що коренева система редьки олійної як за рівнем біопродуктивності так і за рівнем адаптивності з позиції формування її просторової морфометрії та частки присутності у різних горизонтах загального метрового грунтового профілю у співставленні до інших традиційних хрестоцвітих сидератів формує позитивний морфотип, який гарантовано забезпечує активну взаємодію ризосфери чотирьохрівневої структури організації з ґрунтовим профілем глибиною 60–80 см за весняної та 40–60 см за літньої сівби сидерату. На підставі чого редьку олійну слід віднести до групи потенційно ефективних сидеральних культур придатних до біоорганічних систем сидерації з активним впливом на системні агрофізичні параметри грунтового профілю.
Посилання
2. Fonseca W. da S., Martins S. V., Villa P. M. Green Manure as an Alternative for Soil Recovery in a Bauxite Mining Environment in Southeast Brazil. Floresta E Ambiente. 2023. Vol. 30. № 1. e20220041.
3. Kucerik J., Brtnicky M., Mustafa A., Hammerschmiedt T., Kintl A., Sobotkova J., Alamri S., Baltazar T., Latal O., Naveed M., Malicek O., Holatko J. Utilization of Diversified Cover Crops as Green Manure-Enhanced Soil Organic Carbon, Nutrient Transformation, Microbial Activity, and Maize Growth. Agronomy. 2024. Vol. 14. № 9. 2001.
4. Pisarčik M., Hakl J., Toleikiene M., Fuksa P., Rasmussen J., Hood-Nowotny R. Role of cover crop roots in soil organic carbon accrual – A review. European Journal of Soil Science. 2024. Vol. 75. № 4. e13532.
5. Patra A., Singh R.P., Kundu M.S., Kumar G., Malkani P., Singh B.K., Choudhury S., Kundu A., Mukherjee S. Green Manuring: A Sustainable Approach for Soil Health Improvement. Agriculture & Food E-Newsletter. 2023. Vol. 05 (04). P. 198–201.
6. Pandey A., Kumar K. The Role of Green Manure in Soil Conservation. Vigyan Varta. 2024. Vol.5. № 8. Р. 236–241.
7. dos Santos Nascimento G., de Souza T.A.F., da Silva L.J.R. Soil physico-chemical properties, biomass production, and root density in a green manure farming system from tropical ecosystem, North-eastern Brazil. Journal of Soils and Sediments. 2021. Vol. 21. P. 2203–2211.
8. Gentsch N., Riechers F., Boy J., Schwenecker D., Feuerstein U., Heuermann D., Guggenberger G. Cover crops improve soil structure and change organic carbon distribution in macroaggregate fractions. Soil. 2024. Vol. 10. P. 139–150.
9. Amsili J.P., Kaye J.P. Root traits of cover crops and carbon inputs in an organic grain rotation. Renewable Agriculture and Food Systems. 2021. Vol. 36. № 2. Р. 182–191.
10. Hudek C., Putinica C., Otten W., De Baets S. Functional root trait-based classification of cover crops to improve soil physical properties. European Journal of Soil Science. 2022. Vol. 73. № 1., e13147.
11. Tang Y., Liu X., Lian J., Cheng X., Wang G.G., Zhang J. Soil Depth Can Modify the Contribution of Root System Architecture to the Root Decomposition Rate. Forests. 2023. Vol. 14. № 6., 1092.
12. Pimentel M.L., Reis I.M.S., Romano M.L.P.C., de Castro J.S., Vildoso C.I.A., Gasparin E., Sia E.F. de, de Sousa L.S. Green manure, a sustainable strategy to improve soil quality: A case study in an oxisol from Northern Brazil. Australian Journal of Crop Science. 2023. Vol. 17. № 6. P. 488–497.
13. Mueller C.W., Baumert V., Carminati A., Germon A., Holz M., Kögel-Knabner I., Peth S., Schuter S., Uteau D., Vetterlein D., Teixeira P., Vidal A. From rhizosphere to detritusphere – soil structure formation driven by plant roots and the interactions with soil biota. Soil Biology and Biochemistry. 2024. Vol. 9. 109396.
14. Ridgeway J., Kane J., Morrissey E., Starcher H., Brzostek E. Roots selectively decompose litter to mine nitrogen and build new soil carbon. Ecology Letters. 2024. Vol. 27. e14331.
15. Bodner G., Alsalem M., Nakhforoosh A. Root System Phenotying of Soil-Grown Plants via RGB and Hyperspectral Imaging. Methods in Molecular Biology. 2021. Issue 2264. P. 245–268.
16. Bublitz T.A., Kemper R., Müller P., Kautz T., Döring T.F., Athmann M. Relating Profile Wall Root-Length Density Estimates to Monolith Root-Length Density Measurements of Cover Crops. Agronomy. 2022. Vol. 12. 48.
17. Hudek C., Putinica C., Otten W., De Baets S. Functional root trait-based classification of cover crops to improve soil physical properties. European Journal of Soil Science. 2022. Vol. 73. № 1. e13147.
18. Kemper R. Root growth of sole and mixed cover crops in organic farming. Dissertation for the attainment of the degree Doctor of Agricultural Sciences. Institute of Crop Science and Resource Conservation. Department of Agroecology and Organic Farming. Bonn. 2024. 195 p.
19. Duff J., van Sprang C., O’Halloran J., Hall Z. Guide to Brassica Biofumigant Cover Crops Managing soilborne diseases in vegetable production systems. Horticulture Innovation through VG16068 Optimising cover cropping for the Australian vegetable industry. State of Queensland. Department of Agriculture and Fisheries. 2020. 40 p.
20. Undersander D., Mertens D.R., Thiex N. Forage analyses. Procedures. National Forage Testing Association. 1993. 139 p.
21. Talgre L. Biomass production of different green manure crops and their effect on the succeeding crops yield A Thesis for applying for the degree of Doctor of Philosophy in Plant Production. Tartu. Estonian University of Life Sciences. 2013. 164 pp.
22. Wahlström E.M., Hansen E.M., Mandel A., Garbout A., Kristensen H.L. Munkholm L.J. (2015). Root development of fodder radish and winter wheat before winter in relation to uptake of nitrogen. European Journal of Agronomy. 2015. Vol. 71. P. 1–9.
23. Atkinson D., Dawson L.A. Root Growth: Methods of Measurement. In: Smith K.A. Soil and Environmental Analysis. 2nd Edition. CRC Press. 2000. P. 435–498.
24. Wagg C., van Erk A., Fava E., Comeau L.-P., Mitterboeck T.F., Goyer C., Li S., McKenzie-Gopsill A., Mills A. Full-Season Cover Crops and Their Traits That Promote Agroecosystem Services. Agriculture. 2021. Vol. 11. 830.
25. Zhang Z., Fan B., Song C., Zhang X., Zhao Q., Ye B. Advances in Root System Architecture: Functionality, Plasticity, and Research Methods. Journal of Resources and Ecology. 2023. Vol. 14. № 1. Р. 15–24.
26. Diggle A.J. ROOTMAP – a model in three-dimensional coordinates of the growth and structure of fibrous root systems. Plant and Soil. 1988. Vol. 105. № 2. P. 169–178.
27. Shukla D., Trivedi P.K., Sahi S. A Simple Protocol for Mapping the Plant Root System Architecture Traits. Journal of Visualized Experiments. 2023. Vol. 192. e64876.
28. Dong X., Peng B., Liu X., Qin K., Xue Q., Leskovar D.I. An Automated Calculation of Plant Root Distribution Parameters Based on Root Length Density Data. Applied Ecology and Environmental Research. 2018. Vol. 17. № 2. Р. 3545–3552.
29. Jabbari H., Khosh kholgh Sima N.A., Akbari G.A., Allahdadi I., Shiranirad A.H., Hamed A. Study of root system relationship with water relations in Rapeseed under drought stress conditions. Journal of Crops Improvement. 2016. Vol. 18. № 1. Р. 1–19.
30. Deus T.R.V. de, Giongo V., Salviano A. M., Santana M. da S., Silva V.C., da Santos T.C. dos. Selection of green manures to provide ecosystem services in a semi-arid environment. Revista Brasileira de Ciências Ambientais. 2022. Vol. 57. № 3. Р. 409–421.
