Formation of leaf surface area, photosynthetic potential and yield of cucumber hybrids under drip irrigation in the Southern Steppe of Ukraine

Keywords: Cucumis sativus L., assimilation apparatus, leaf surface utilization coefficient, hydrothermal coefficient, donor-acceptor relations, parthenocarpy, productivity, adaptability

Abstract

Purpose. The purpose of the study is to establish theregularities of the formation of the leaf surface area, photosyntheticpotential, the utilization rate of the leaf apparatus,and the yield of hybrids of Kibria F1 and MadeiraF1 cucumbers depending on the use of biopreparationsand microfertilizers under drip irrigation in the conditionsof the Southern Steppe of Ukraine, as well as to substantiatethe feasibility of combining these elements of growingtechnology in growing seasons with different levels ofmoisture. Methods. The field experiment was conducted atthe Educational-Scientific-Practical Center of the MykolaivNational Agrarian University according to a four-factorscheme: cucumber hybrid, biopreparation, microfertilizerand fruit harvesting mode. The research was carried outunder drip irrigation. The area of the leaf surface was determinedby the calculation-weight method, the photosyntheticpotential and the coefficient of use of the leaf surface – bythe calculation method. The yield was calculated accordingto commodity standards, and the relationships betweenthe studied characteristics were evaluated using correlationanalysis methods. The coefficient of climatic sensitivitywas used to determine the dependence of the leaf surfacearea on weather conditions. The results. The article presentsthe results of three-year (2023–2025) field researchon the study of patterns of formation of the assimilationapparatus and productivity of two parthenocarpic cucumber hybrids (Kibria F1 and Madeira F1) under drip irrigation inthe Southern Steppe zone of Ukraine. It was establishedthat the size of the leaf surface is determined mainly bythe weather background of the vegetation: between thefavorable 2023 and the dry 2024, the difference reached54.2%, while the contribution of the nutrition system did notexceed 12–13%. An inverse relationship was establishedbetween the area of the leaf apparatus and the efficiencyof its use: with optimal moisture, part of the assimilates wasspent on vegetative growth, reducing the specific yield ofleaves. Madeira F1 hybrid with 5–8% smaller leaf surfacearea was superior to Kibria F1 hybrid in its utilization ratioby 16–22% and yield by 12.9%. The combination of OrganicBalance with Quantum PLATINUM provided the highestindicators of all the studied signs. The obtained data justifythe selection of the hybrid and nutrients for the sustainableproduction of cucumber in conditions of aridization of theclimate. Conclusions. The formation of the cucumber leafsurface area in the open ground was largely determined bythe hydrothermal conditions of the growing season, whilethe efficiency of its use depended on the characteristicsof the hybrid and the applied elements of the technology.The Madeira F1 hybrid, forming a smaller area of the leafapparatus, was characterized by a higher efficiency of itsuse compared to Kibria F1. The combination of OrganicBalance biological preparation and Quantum PLATINUMmicrofertilizer improved the functioning of the leaf apparatusand increased yield, especially under dry conditions. Thehighest average yield (46.79 t/ha) was provided by thecultivation of the Madeira F1 hybrid with the complex useof the specified drugs. Photosynthetic potential was characterizedby a close positive relationship with productivity(r = 0.91–0.96), which confirms its informativeness as anindicator of the productivity of cucumber crops.

References

1. Leaf area index assessment for tomato and cucumber growing period under different water treatments / S. A. A. Mamun Hossain, L. Wang, T. Chen, Z. Li. Plant, Soil and Environment. 2017. Vol. 63, № 10. P. 461–467. https://doi.org/ 10.17221/ 568/ 2017-PSE
2. Xiaolei S., Zhifeng W. The optimal leaf area index for cucumber photosynthesis and production in plastic greenhouse. Acta Horticulturae. 2004. Vol. 633. P. 161–165. https://doi.org/ 10.17660/ActaHortic.2004.633.19
3. Screening a cucumber crop during leaf area development reduces yield / H.-P. Kläring, Y. Klopotek, U. Schmidt, H.-J. Tantau. Annals of Applied Biology. 2012. Vol. 161, No. 2. P. 161–168. https://doi.org/ 10.1111/j.1744-7348.2012.00560.x
4. Рожко І. І., Сиплива Н. О., Кулик М. І., Гайдай А. О. Урожайність сортів огірка посівного (Cucumis sativus L.) залежно від умов вирощування. Таврійський науковий вісник. Серія: Сільськогосподарські науки. 2024. № 140. С. 204–213. https://doi.org/ 10.32782/2226-0099.2024.140.27
5. Божко Л. Ю. Клімат і продуктивність овочевих культур в Україні : монографія. Одеса : Екологія, 2010. 365 с.
6. Наукові, методологічні та практичні підходи до проблем сучасної агрономії : монографія / О. І. Улянич, Г. М. Господаренко та ін. Дніпро : Середняк Т. К., 2021. 452 с.
7. Пищаленко М. А., Усенко С. С. Особливості впливу біопрепаратів при замочуванні на енергію проростання та схожість насіння огірків. Хімія, біотехнологія, екологія та освіта : зб. матеріалів VI міжнар. наук.-практ. інтернет-конф. Полтава, 2022. С. 229–232. URL: https://dspace.pdau.edu.ua/handle/ 123456789/15514 (дата звернення: 17.08.2026).
8. Вдовенко С. А., Паламарчук І. І. Інновації в технології вирощування овочевих рослин родини Гарбузові у відкритому ґрунті : монографія. Вінниця : ТВОРИ, 2021. 184 с.
9. Перепелиця Л. О., Кирилюк В. М. Формування структурних елементів урожаю огірка (Cucumis sativus) за впливу біопрепаратів Арбініс та Новамін N в умовах теплиці. Modern Technologies and Innovations as New Tools for the Development of Science : матеріали XXIV міжнар. наук.-практ. конф. Мюнхен, 15–17 червня 2026. С. 16–20. URL: https://eprints.zu.edu.ua/ 48394/(дата звернення: 07.08.2026).
10. Куц О.В., Романова Т.А., Білак В.В. Вплив органічних та гумінових добрив на урожайність огірка. Актуальні проблеми землеробської галузі та шляхи їх вирішення : матеріали міжнар. наук.-практ. конф., (м. Миколаїв, 4 грудня 2025 р.). Миколаїв : МНАУ, 2026. C. 26-28. URL: https://dspace.mnau.edu.ua/jspui/handle/123456789/ 24333 (дата звернення: 07.08.2026).
11. Ефективність нанодобрива на основі зв’язаного вуглецю в поліпшенні живлення сільськогосподарських kultur / М. Мірошниченко та ін. Вісник аграрної науки. 2025. Т. 103, № 2. С. 13–20. URL: https://agrovisnyk.com/pdf/ua_2025_02_02.pdf (дата звернення: 07.08.2026).
12. Оцінка нових партенокарпічних гібридних комбінацій огірка F1 за цінними селекційними ознаками та їх мінливістю / О. В. Сергієнко, О. М. Шабетя, Т. В. Івченко та ін. Овочівництво і баштанництво. 2022. № 71. С. 25–32. https://doi.org/ 10.32717/0131-0062-2022-71-25-32
13. Інноваційні зонально адаптовані рішення в овочівництві / В. П. Рудь, Ю. М. Ілінова, О. М. Могильна та ін. Овочівництво і баштанництво. 2023. № 72. С. 89–98. https://doi.org/ 10.32717/ 0131-0062-2022-72-89-98
14. FAOSTAT. Crops and livestock products: cucumbers and gherkins : Data set / Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2023. URL: https://www.fao.org/faostat (дата звернення: 07.08.2026).
Published
2026-10-21
Section
MELIORATION, ARABLE FARMING, HORTICULTURE