Palamarchuk R. Agroecological justification of the fertilization system of grain-rowed crop rotation crops in conditions of radioactive contamination

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U004325

Thesis Registration Form

0825U004325.pdf

Applicant for

Specialization

  • 201 - Агрономія

Specialized Academic Board

PhD 11558

Institute of Agroecology and Environmental Management of National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine

Essay

The dissertation work provides an agroecological justification of the system of fertilization of grain-rowed five-field crop rotation crops under conditions of radioactive contamination. The regularities of the formation of agrochemical, physicochemical and agroecological indicators of sod-podzolic soil under different rates of mineral fertilization have been established, and an environmentally safe fertilization system has been scientifically substantiated, which ensures increased productivity, improved quality of crop products, contributes to the preservation of the fertility of sod-podzolic soils, stabilization of agroecosystems and minimization of environmental risks in the conditions of the radioactive contamination zone of Zhytomyr Polissya. It was found that the soil supply of basic macronutrients (N, P₂O₅, K₂O) largely depends on the fertilization system and morphological features of grain-row crop rotation crops. In particular, the content of easily hydrolyzed nitrogen varied within 107–145 mg/kg, which corresponds to a low level of supply even at the maximum fertilizer dose. The content of mobile phosphorus compounds increased by 27–33% compared to the control (191–210 mg/kg) and reached maximum values under fodder beet (315 mg/kg) and grain corn (299 mg/kg), while the content of mobile potassium compounds compared to the control (171–178 mg/kg) increased by 32–44% to 279–319 mg/kg. The humus content was relatively stable (1.98–2.04%), with a tendency to increase with the application of the 1st and 2nd doses of mineral fertilizers (2.04–2.11%). At the same time, due to mineral fertilizers, the soil environment was acidified: pH decreased to 5.52–5.80 (weakly acidic) with the 1st dose and to 5.10–5.43 with the second (medium acidic). This led to a decrease in the buffering capacity of the sod-podzolic soil, in particular the amount of absorbed bases (from 11.5–13.0 to 5.9–8.9 mmol/100 g) and an increase in the level of hydrolytic acidity to 2.99 mmol/100 g. The soil supply of microelements (Cu, Co, Mn, Zn, B, Mo) remained low: the copper content was only 0.091 mg/kg, cobalt – 0.158, manganese – 6.15, zinc – 2.27, boron – 0.87, molybdenum – 0.083 mg/kg. Even with increased doses of mineral fertilizer, the indicators did not reach optimal levels, especially under crops of oats, lupine and spring triticale, which necessitates the correction of the crop rotation crop fertilization system by applying microfertilizers. The content of mobile forms of lead, cadmium and mercury in the soil did not exceed the maximum permissible concentration (Pb – 0.80 mg/kg, Cd – 0.040, Hg – 0.0031 mg/kg), which indicates the ecological safety of the soil in terms of toxic load with heavy metals. It was found that the density of 137Cs contamination of sod-podzolic soil over five years of research, compared to the initial values, decreased to 726.4–943.5 kBq/m2 or by 16.1–37.9% at higher values in the control without the use of fertilizers and exceeds the MPC by 1.6–1.7 times, while the use of mineral fertilizers contributes to a decrease in the level of cesium contamination density at the 1st dose by 32.6–37.9% and at 23.9–32.1% at the 2nd dose of fertilizer. The density of 90Sr soil contamination ranged from 12.2 to 16.4 kBq/m2 depending on the crop rotation crops and the applied doses of fertilizers at slightly higher values in the control, which is 6–7 times lower than the MPC. This confirms the ability of mineral nutrition to regulate the migration of radionuclides in the soil-plant system. It was established that in the absence of mineral fertilizer, the fertility of sod-podzolic soil decreases – during crop rotation, a negative balance of humus is formed (up to –1.92 t/ha), while the application of fertilizers at the 1st dose helps stabilize the balance of humus in the crop rotation (–0.07 t/ha), and the application of increased doses of phosphorus and potassium fertilizers does not compensate for the deficiency of organic matter in the soil, in particular, during the cultivation of fodder beets and lupine – a negative balance is formed (–0.57 t/ha). Among the crop rotation crops, it should be noted that the highest positive indicators were formed under corn for grain (+0.67 t/ha; balance intensity 151%) and spring triticale (+0.27 t/ha; 132%). Along with this, the lack of mineral fertilizer in the context of crop rotation crops leads to an acute deficit balance of nitrogen (–255.4 kg/ha), a negative balance of phosphorus (–116.5 kg/ha) and potassium (–274.7 kg/ha), while the application of mineral fertilizers achieved a practically deficit-free balance of nitrogen (–0.6 kg/ha; 99%) and an excess balance of phosphorus (+188.6 kg/ha; 206%) and potassium (+92.5 kg/ha; 127%).

Read more

Research papers

Паламарчук Р. П., Трембіцька О. І., Клименко Т. В., Федорчук С. В., Лісовий М. М. Радіологічний стан ґрунтів сільськогосподарських угідь Житомирської області. Агроекологічний журнал. 2018. № 4. С. 36–43. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2018.155813

Кирильчук А. М., Паламарчук Р. П. Динаміка вмісту 137Cs та 90Sr у ґрунтовому покриві сільськогосподарських угідь Житомирської області. Агроекологічний журнал. 2022. № 4. С. 84–92. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2022.273254

Паламарчук Р. П. Економічна ефективність застосування різних норм удобрень в короткоротаційній сівозміні. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. Серія «Сільськогосподарські науки». 2023. Вип. 2. С. 134–146.

Паламарчук Р. П. Вплив різних норм удобрення на якість сільськогосподарської продукції у короткоротаційній сівозміні. Фітосанітарна безпека. 2023. Вип. 69. С. 142–154. https://doi.org/10.36495/PHSS.2023.69.142-154

Паламарчук Р. П. Продуктивність культур 5-пільної зерно-просапної сівозміни залежно від норм удобрення в умовах Полісся. Землеробство та рослинництво: теорія і практика. Випуск 3(17). 2025. С. 26–37. https://doi.org/10.54651/agri.2025.03.03

Паламарчук Р. П., Безноско І. В., Городиська І. М. Вплив норм удобрення на агроекологічний стан дерново-підзолистого ґрунту під культурами 5-пільної сівозміни. Агроекологічний журнал. 2025. №3. С. 126–134. https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2025.340789

Паламарчук Р. П., Безноско І. В., Городиська І. М. Вплив норм удобрення культур 5-пільної сівозміни на баланс гумусу та елементів мінерального живлення дерново-підзолистого ґрунту в умовах Полісся. Вісник аграрної науки. 2025. №10. С. 69–79. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202510-08

Паламарчук Р. П., Городиська І. М., Безноско І. В. Вміст мікроелементів у дерново-підзолистому ґрунті та основній продукції культур 5-пільної сівозміни залежно від норм удобрення. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. Серія «Сільськогосподарські науки». 2025. Випуск 2(110). С. 239–251. https://doi.org/10.31713/vs2202518

Паламарчук Р. П. Забруднення важкими металами дослідних ділянок Народицького району Житомирської області. Матеріали всеукраїнської науково-практичної конференції «Актуальність впровадження системних заходів щодо попередження та захисту ґрунтів від деградації». (Чернівці, 20–23 листопада 2018 р.). Чернівці, 2018. С. 100–101.

Паламарчук Р. П. Вплив норм удобрення на агрохімічні показники дерново-підзолистого ґрунту під культурами 5-пільної сівозміни. Ресурсозберігаючі технології вирощування культурних рослин: матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції (Біла Церква, 23 квітня 2021 р.). Біла Церква: БНАУ, 2021. С. 52–55.

Паламарчук Р. П., Ковальова С. П., Ільницька О. В., Рубан І. М., Шикирава Н. В., Малявська М. В. Радіолого-токсикологічне забруднення сільськогосподарських угідь у Житомирській області. Збалансоване управління ґрунтовими ресурсами – запорука сталого розвитку агросфери: матеріали Всеукраїнської наук.-практ. конференції (Харків, 23 червня 2021 р.). Харків, 2021. С. 102–105.

Паламарчук Р. П., Ковальова С. П., Ільніцька О. В., Рубан І. М. Урожайність зернових культур при вирощуванні на території ІІ зони радіоактивного забруднення. Виробництво та переробка безпечної продукції рослинництва: матеріали Всеукраїнської наук.-практ. конференції (Житомир, 23 червня 2021 р.). Житомир, 2021. С. 72–74.

Кирильчук А. М., Паламарчук Р. П. Моніторинг радіоактивних елементів 137Cs та 90Sr у ґрунтах Житомирської області. Імперативи збереження ґрунтів. Виклики сьогодення: матеріали Міжнародної наук.-практ. конференції (Київ, 5 грудня 2022 р.). Київ, 2022. С. 5154.

Паламарчук Р. П. Фізико-хімічні показники дерново-підзолистого ґрунту під культурами 5-пільної сівозміни залежно від норм удобрення. Ресурсозберігаючі технології вирощування культурних рослин: матеріали І Міжнародної науково-практичної конференції. (Біла Церква, 20 березня 2025 р.). Біла Церква: БНАУ, 2025. С. 74–77.

Паламарчук Р. П. Вплив норм добрив на вміст токсичних речовин у основній продукції культур 5-пільної сівозміни. Соціально-економічний розвиток у контексті викликів сьогодення: матеріали III Міжнародної науково-практичної конференції / Східноєвропейський центр наукових досліджень (Одеса, 16 серпня 2025 р). Research Europe, 2025. С. 102–106. DOI: https://doi.org/10.64076/eecsr250816

Паламарчук Р. П. Городиська І. М. Ефективність впровадження 5-пільної сівозміни за застосування оптимальної норми добрив в умовах Полісся. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Актуальні питання екології, ботаніки, бджільництва та економіки збалансованого природокористування» присвяченої 70-річчю від дня народження д. б. н., проф. В. А. Соломахи (Київ, 9–10 вересня 2025 р.). Київ, 2025. С. 217–218. DOI: 10.32782/978-617-8598-72-3

Паламарчук Р. П. Вплив норм добрив на вміст радіонуклідів у основній продукції культур зерно-просапної сівозміни. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні аспекти збереження і підвищення родючості ґрунтів у воєнний та повоєнний періоди», присвяченої 60-річчю тривалого стаціонарного досліду Інституту сільського господарства Карпатського регіону НААН. (c. Оброшине, 18 вересня 2025 р.). Оброшине–Львів. 2025. С. 167–169.

Паламарчук Р. П., Безноско І. В., Городиська І. М. Оптимізація норм мінерального удобрення культур зерно-просапної сівозміни в умовах радіаційного навантаження зони Полісся. Науково-практичні рекомендації. Київ. 2022. 45 с.

Read more

Files

autoreferat-Анотація.docx

дисертація Паламарчук.pdf

Similar theses

0826U000536

Maryna O. Shapko

Elements of organic technology for tomato seed production under the conditions of the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine

0826U000274

Andrii A. Sitnyk

Features of Productivity Formation of Bioenergy Crops under Climate Change Conditions in the Western Region of Ukraine.

0826U000190

Yurii O. Yurchenko

The formation of soybean productivity depending on the technological methods of cultivation in the conditions of the Right-Bank Forest-Steppe

0825U004360

Oleksandr V. Shevchuk

Agrochemical efficiency of biogas production by-products on grey forest soil of the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine

0825U004249

Nadiya O. Yuvchyk

Optimization of the winter wheat fertilization system on sod-podzolic soils of Western Polissya