Assessment of the impact of methods of biologization of the agrocenosis of apple trees (Malus domestica Borkh.) on soil fertility and plant productivity

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of methods of biologization of the agrocenosis of the orchard, including soil blackening with cereal-legume mixtures of perennial grasses in combination with the introduction of biofertilizers of various spectrum of action, on soil fertility and productivity of apple trees (Malus domestica Borkh.) has been studied. The study was carried out in a two-factor long-term field experiment on meadow soils of the Salgir River valley (Republic of Crimea). It was revealed that the biologization of the agrocenosis of the apple tree contributed to the enrichment of the soil with organic matter, increased the content of its active components, led to the accumulation of mobile forms of phosphorus and potassium with a slight decrease in the content of nitrate nitrogen in the soil. At the same time, the concentration of nutrients in the leaves of the apple tree, including nitrogen, increased. All this contributed to an increase in the yield of fruits. Quantitative relationships between indicators of soil fertility and productivity of apple trees have been revealed. The obtained dependencies allowed us to build a model of productivity of Golden Delicious apple trees during the biologization of its agrocenosis. The most effective combination of the studied methods of biologization is the use of soil blackening with a cereal-bean mixture 3 (CBM3) with bacterization of the root system of an apple tree with a nitrogen-fixing strain (NFS).

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. E. Klimenko

Nikitsky Botanical Garden – National Research Center of the RAS

Author for correspondence.
Email: olga.gnbs@mail.ru
Russian Federation, 298648, Republic of Crimea, Yalta, Nikita, Nikitsky descent, 52

A. I. Sotnik

Nikitsky Botanical Garden – National Research Center of the RAS

Email: olga.gnbs@mail.ru
Russian Federation, 298648, Republic of Crimea, Yalta, Nikita, Nikitsky descent, 52

A. I. Popov

Nikitsky Botanical Garden – National Research Center of the RAS

Email: olga.gnbs@mail.ru
Russian Federation, 298648, Republic of Crimea, Yalta, Nikita, Nikitsky descent, 52

References

  1. Придорогин М.В. Концепция статусов “садовых систем”, их ранжира и проблемы плодоводства // Вестн. МичГАУ. 2010. № 2. С. 50–59.
  2. Николаева С.А., Еремина Л.М. Окислительно-восстановительное состояние периодически переувлажняемых черноземных почв // Почвоведение. 2005. № 3. С. 328–336.
  3. Клименко О.Е., Клименко Н.И., Орел Т.И., Новицкий М.Л. Деградационные процессы в почвах под садами Крыма и возможные пути их преодоления // Современное состояние черноземов: мат-лы II Международ. научн. конф., 24–28 сентября 2018 г. В 2-х томах / Отв. ред. О.С. Безуглова. Ростов/нД., Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2018. Т. 1. С. 143–149.
  4. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В 3-х томах. М.: Изд-во Агрорус, 2008. Т. 1. 816 с.
  5. Миркин Б.М., Суюндуков Я.Т., Хазиахметов P.M. Управление в агроэкосистеме // Экология. 2002. С. 103–107.
  6. Дорошенко Т.Н., Рязанова Л.Г., Чумаков С.С. Влияние способов содержания почвы на особенности роста и плодоношения яблони в органическом саду [Электр. ресурс] // Плод-во и виногр-во Юга России. 2015. № 33(03). Режим доступа: http://journal.kubansad.ru/pdf/15/03/05.pdf.http://journal
  7. Драгавцева И.А., Савин И.Ю., Ахматова З.П., Цороев Л.К., Костоев Р.У., Першина А.А. Оценка ресурсного потенциала земель Республики Ингушетия для плодовых культур. Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2013. 113 с.
  8. Попова В.П., Чернявская Н.В. Сохранение плодородия почв плодовых насаждений на биоценотической основе [Электр. ресурс] // Плодоводство и виноградарство Юга России: темат. сетевой электр. научн. журн. СКЗНИИСиВ. Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2012. № 11. Режим доступа: http://journal.kubansad.ru/aut/arhive
  9. Vystavna Y., Schmidt S.I., Klimenko O.E., Plugatar Y.V., Klimenko N.I., Klimenko N.N. Species-dependent effect of cover cropping on trace elements and nutrients in vineyard soil and Vitis // J. Sci. Food Agricult. 2020. V. 100. № 2. P. 885–890. https://doi.org/10.1002/jsfa.10006
  10. Биопрепараты в сельском хозяйстве. (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве) / Отв. ред. И.А. Тихонович, Ю.В. Круглов. М., 2005. 154 с.
  11. Кузин А.И., Трунов Ю.В., Соловьев А.В. Оптимизация азотного питания яблони (Malus domestica Borkh.) при фертигации и внесении бактериальных удобрений // Сел.-хоз. биол. 2018. Т. 53. С. 1013–1024. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.5.1013
  12. Клименко О.Е., Клименко Н.И., Дунаевская Е.В., Новицкая А.П., Новицкий М.Л. Влияние биологизации садового агроценоза на плодородие почвы, состояние и продуктивность персика // Агрохим. вестн. 2020. № 4. С. 67–76. https://doi.org/10.24411/1029-2551-2020-10058
  13. Клименко Н.Н., Клименко О.Е. Влияние микробных препаратов и задернения междурядий виноградника на агрохимические свойства почвы и минеральное питание винограда сорта Мускат белый // Молодий вчений. 2015. № 12. С. 164–168.
  14. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генетика агросистем будущего. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2009. 210 с.
  15. Воробейков Г.А., Павлова Т.К., Кондрат С.В., Лебедев В.Н., Юргина В.С., Муратова Р.Р., Макаров П.Н., Дубенская Г.И., Хмелевская И.А. Исследование эффективности штаммов ассоциативных ризобактерий в посевах различных видов растений // Изв. РГПУ им. А.И. Герцена. 2001. № 141. С. 114–123.
  16. Клименко О.Е., Якушева Н.Н., Клименко Н.И., Попов А.И., Степовенко В. Биопрепараты как способ биологизации агроценоза питомника груши // Принципы экологии. 2023. Т. 12. № 1. С. 48–61.
  17. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
  18. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под ред. Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. Орел, 1999. 608 с.
  19. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем: монография / Отв. ред. К.Ш. Казеев. Ростов/нД.: Изд-во ЮФУ, 2016. 356 с.
  20. Плугатарь Ю.В., Клименко О.Е., Клименко Н.И., Сотник А.И., Орёл Т.И., Новицкий М.Л. Состав, свойства и рациональное использование почв садовых агроценозов долины р. Салгир (на примере отделения Никитского ботанического сада “Крымская опытная станция садоводства”) // Сб. научн. тр. Гос. Никит. Бот. сада. 2019. № 148. С. 5–21.
  21. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса: Учеб. пособ. М.: Изд-во МГУ, 1981. 272 с.
  22. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
  23. Соловьев Г.А. О методах определения азота, фосфора, калия, натрия, кальция, магния, железа и алюминия из одной навески после мокрого озоления // Проблемы почвоведения, агрохимии и мелиорации почв. Воронеж, 1973. С. 134–139.
  24. Гамкало З.Г., Бедерничек Т.Ю. Лабильное органическое вещество почвы как индикатор ее экологического качества в разных условиях землепользования // Экосист., их оптимизация и охрана. 2014. Вып. 10. С. 193–200.
  25. Kuzyakov Y., Blagodatskaya E. Microbial hotspots and hot moments in soil: Concept & review // Soil Biol. Biochem. 2015. V. 83. P. 184–199.
  26. Семенов В.М., Иванникова Л.А., Кузнецова Т.В., Семенова Н.А., Ходжаева А.К. Биокинетическая индикация минерализуемого пула органического вещества почвы // Почвоведение. 2007. № 11. С. 1352–1361.
  27. Русакова И.В. Сравнительная оценка влияния традиционной и биологизированной систем земледелия на агрохимические, биологические свойства и биологическое качество органического вещества серой лесной почвы Владимирского Ополья // Агрохимия. 2021. № 12. С. 15–22.
  28. Weil R.R., Islam K.R., Stine M.A., Gruver J.B., Samson-Liebig S. E. Estimating active carbon for soil quality assessment: A simplified method for laboratory and field use // Amer. J. Alternat. Agricult. 2003. V. 18. № 1. Р. 3–17.
  29. Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.
  30. Копитко П.Г. Удобрення плодових і ягідних культур. Навч. посібник. Киев: Вища школа, 2001. 207 с.
  31. Клименко О.Е. Использование сидератов в плодоносящем яблоневом саду на черноземах южных // Тр. Гос. Никит. бот. сада. 2003. Т. 121. С. 153–167.
  32. Церлинг В.В. Диагностика питания сельскохозяйственных культур: справ-к. М.: Агропромиздат, 1990. 235 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dry biomass of mown grasses in the experiment (average for 3 years, 2019-2021). Vertical segments – confidence interval ± 95.00% at p ≤ 0.05. Also in Fig. 3 and 5.

Download (860KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The content of nutrients in the aboveground mass of grasses before mowing (2020-2021). Vertical segments are the standard error of the average.

Download (767KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The effect of agrocenosis biologization techniques on the content of Sorghum in the soil in the apple orchard (average for 3 years, 2019-2021).

Download (833KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The carbon content of humic (SGC) and fulvic acids (SFC) and their ratio in meadow alluvial soil during the biologization of an apple orchard (average for 3 years, 2019-2021).

Download (796KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Yield of Golden Delicious apple trees under biologization conditions (average for 3 years, 2019-2021), t/ha.

Download (999KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences