Pavlichenko K. Justification of the elements of technology for growing corn on silage for biogas production in the conditions of the Right Bank Forest Steppe of Ukraine

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0823U100803

Applicant for

Specialization

  • 201 - Агрономія

30-08-2023

Specialized Academic Board

ДФ 27.821.011_1858

Bila Tserkva National Agrarian University

Essay

In the dissertation, the features of growth, development and formation of yield and quality of green mass of silage corn (Zea Mays) as a bioenergy crop for biogas production are scientifically substantiated, depending on the use of macro- and micro-fertilizers in the conditions of the Right Bank Forest Steppe of Ukraine. The research on the topic of the dissertation work was carried out during 2019–2021 and is a component of the initiative topic of research of the BilаTserkva National Agrarian University under the task "Scientific substantiation of adaptive and resource-saving technologies for growing agricultural and bioenergy crops in the conditions of the Central Forest Steppe of Ukraine" (state registration number 0118 U004125) . The influence of macro- and micro-fertilizers on the growth, development and formation of productivity of corn hybrids of different maturity groups was established. The influence of the analyzed factors on the formation of indicators of photosynthetic activity of corn hybrids was revealed. The use of macro- and micro-fertilizers to increase the level of yield of green mass, the output of biogas and methane, and to improve the quality indicators of the green mass of corn hybrids is substantiated. An economic and bioenergetic assessment of the proposed crop cultivation technology was carried out. The practical significance of the obtained results lies in the development of scientific and practical recommendations for production regarding the use of macro- and micro-fertilizers in the technology of growing corn for silage as a bioenergy crop for biogas production. On the basis of the obtained results, the elements of the technology of growing corn for silage have been developed due to the selection of energy hybrids and the optimization of the plant nutrition system in the conditions of the Right Bank Forest Steppe of Ukraine. The improved elements of the corn silage growing technology were tested under production conditions in the farms of the Zhytomyr and Vinnytsia regions. The results of the research were used in the educational process of the Belotserkiv National Agrarian University in the educational disciplines «Bioenergy crops» and «Design of technological processes in crop production» for students of specialty 201 «Agronomy». The analysis of the scientific sources of domestic and foreign scientists regarding the current state of the biogas industry in the world and Ukraine, the use of substrates of plant origin for obtaining biogas and the influence of macro- and microelements on the productivity of corn and the output of biogas and methane was carried out. It was established that the use of macrofertilizers extends the vegetation period of corn by 1–2 days, while microfertilizers, on the contrary, shorten it by one day. Close correlations between the duration of the vegetation period of corn hybrids and hydrothermal conditions during the years of research were revealed. The height of corn plants reached the highest values in the phase of grain wax maturity and was 222,0–249,0 cm in mid-ripe hybrids, and 212,7–236,7 cm in mid-early hybrids. When applying macrofertilizers, the increase in plant height was 3,4–7,6%, and microfertilizers – 1,5–1,8%, compared to options without their application. The maximum area of the leaf surface was in the flowering phase of the corn hybrid Karifols in the variant with the application of N120Р90К90 and YaraTera Tenso Cocktail + YaraVita Kombiphos – 49.0 thousand m2/ha. In all accounting periods, there was an advantage of options with the use of macro- and micro-fertilizers in terms of leaf surface area, compared to control options. The increase in the net productivity of photosynthesis when using macrofertilizers was 2,8–11,6%, and microfertilizers – 1,0–3,9%, compared to the control options. In medium-ripe hybrids, the photosynthetic potential of crops was higher by 18,6–36,5% compared to medium-early hybrids. Close correlations were established between leaf surface area, photosynthetic potential and green mass yield of corn hybrids. With the application of macro- and micro-fertilizers, the weight of the corn plant increases by 12,7–30,8% and 0,7–2,8%, compared to options without their use. Under the influence of macrofertilizers, the share of leaves and stems in the total mass of the plant decreases by 0,3–0,8%, and microfertilizers – by 0,1–0,3%, while the share of grain in the total structure of corn plants increases by 0,3–1,2% and 0,1–0,3%. The content of dry matter in corn plants was in the range of 31,5–39,9%, in grain – 58,6–63,4%, leaves – 34,8–37,1%, cob wrappers 31,0–34,2 % and corn stalks – 22,9–25,3%. On average, according to the experiment, the hybrid Bogatyr had the highest dry matter content –39,2%. Under the influence of macrofertilizers, the content of dry matter decreased by 0,3–1,3%, compared to the control variants. Application of microfertilizers did not affect the content of dry matter.

Research papers

Павліченко К.В., Грабовський М.Б. Формування біометричних показників та накопичення сирої надземної маси гібридами кукурудзи під впливом макро- і мікродобрив. Таврійський науковий вісник. 2022. № 123. С. 98- 111. DOI: 10.32851/2226-0099.2022.123.14

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: 10.32848/0135-2369.2022.77.17

Павліченко К.В. Формування елементів структури врожаю гібридами кукурудзи на силос під впливом макро і мікродобрив. Аграрні інновації. 2022. № 12. С. 77-84. DOI: 10.32848/agrar.innov.2022.12.12.

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. DOI: 10.31867/2523-4544/0212

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. DOI: 10.1007/s11356-023-27235-3

Грабовський М.Б., Городецький О.С., Павліченко К.В. Формування продуктивності кукурудзи на силос залежно від рівня мінерального живлення. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології в агрономії, землеустрої, лісовому та садово-парковому господарстві», м. Біла Церква, 30 жовтня 2020 року. С. 3-5

Грабовський М. Б., Павліченко К. В. Перспективи вирощування біоенергетичних гібридів кукурудзи компанії KWS для виробництва біогазу. Матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Перспективи еко- інноваційного розвитку сільськогосподарського виробництва», м. Полтава, 20 листопада 2020 року. С. 114-116

Павліченко К.В. Кореляційні зв’язки між кількісними ознаками та виходом біогазу у гібридів кукурудзи. Матеріали ІХ Міжнародної науково- практичної конференції молодих вчених і спеціалістів. с. Центральне, 23 квітня 2021 року. С. 82.

Грабовський М.Б., Козак Л.А., Павліченко К.В. Зміна фотосинтетичних показників посівів кукурудзи під впливом макро- і мікро добрив. Матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Аграрна освіта та наука : досягнення і перспективи розвитку», м. Біла Церква, 4-5 березня 2021 року. С. 187-189

Грабовський М. Б., Павліченко К. В. Накопичення сухої маси рослинами кукурудзи залежно від удобрення та позакореневого підживлення. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції здобувачів, молодих учених та спеціалістів, м. Харків, 3 грудня 2021 року. С. 26-27

Грабовський М.Б., Павліченко К.В. Вплив макро- та мікродобрив на тривалість міжфазних періодів рослин кукурудзи. Матеріали міжнародної наукової Інтернет-конференції «Наукові здобутки селекціонерів ННЦ «Інститут землеробства НААН» – на благо майбутнього, присвячена 120-річчю від дня народження вченого, аграрія, селекціонера Данила Лихваря», м. Вінниця, 8 вересня 2022 року. С. 83-86

Грабовський М.Б., Roubík Hynek, Кучерук П.П., Павліченко К.В. Розрахунковий вихід біогазу і метану у гібридів кукурудзи залежно від застосування добрив. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології в агрономії, землеустрої, електроенергетиці, лісовому та садово-парковому господарстві», м. Біла Церква, 20 жовтня 2022 року. С. 22- 24

Files

Similar theses