Nutrient regime and balance of nutrients in soil under forage crops under application of different types of fertilizers (on the example of Kyzylorda region)

Abstract

Modern agriculture is facing a number of challenges, among which the efficient use of fertilisers to provide plants with the necessary nutrients is of particular importance. In particular, the growing focus on sustainable agriculture and the need to preserve soil resources underline the relevance of research into optimising fertiliser use. The purpose of the study was to identify effective methods of fertiliser use to provide plants with nutrients. To achieve this goal, the effectiveness of green manure, organic (manure) and mineral fertilisers under Sorghum and perennial grasses (Medicago sativa, Elytrigia, Agropyron) on saline soil was investigated. The study founded that organic fertilisers, such as manure and green manure, contribute to a more even supply of nutrients to plants compared to mineral fertilisers. This is particularly important in the context of nitrogen and phosphorus balance, where Medicago sativa has a positive nitrogen balance due to its ability to symbiotically fix nitrogen. Other crops studied, such as Elytrigia, Agropyron and Sorghum, showed a negative nitrogen balance on the control variant, but the application of N100P50K110 mineral fertiliser resulted in a positive nitrogen balance. The replacement of mineral fertilisers with organic fertilisers such as manure and green manure increased nitrogen inputs but also increased nitrogen removal from the soil due to the increase in phytomass yields. The results of the study confirmed the importance of transitioning to a more sustainable and environmentally friendly way of production in agriculture, which will ensure the development of the industry and increase its competitiveness in the international market. The practical significance of the study is to provide farmers with the opportunity to increase the yield of their crops and at the same time preserve soil fertility through the optimal use of nutrients contained in fertilisers.

Сучасне сільське господарство стикається з низкою викликів, серед яких особливе значення має ефективне використання добрив для забезпечення рослин необхідними поживними речовинами. Зокрема, зростаюча увага до сталого сільського господарства та необхідність збереження ґрунтових ресурсів підкреслюють актуальність досліджень з оптимізації використання добрив. Метою дослідження було визначення ефективних методів використання добрив для забезпечення рослин поживними речовинами. Для досягнення поставленої мети досліджували ефективність сидератів, органічних (гній) та мінеральних добрив під сорго та багаторічні трави (Medicago sativa, Elytrigia, Agropyron) на засоленому ґрунті. Дослідження показало, що органічні добрива, такі як гній та сидерати, сприяють більш рівномірному забезпеченню рослин поживними речовинами порівняно з мінеральними добривами. Це особливо важливо в контексті балансу азоту та фосфору, де Medicago sativa має позитивний баланс азоту завдяки своїй здатності до симбіотичної фіксації азоту. Інші досліджувані культури, такі як Elytrigia, Agropyron і Sorghum, показали негативний баланс азоту на контрольному варіанті, але внесення мінеральних добрив N100P50K110 призвело до позитивного балансу азоту. Заміна мінеральних добрив органічними добривами, такими як гній та сидерати, збільшила внесення азоту, але також збільшила винос азоту з ґрунту завдяки збільшенню врожайності фітомаси. Результати дослідження підтверджують важливість переходу до більш сталого та екологічно безпечного способу виробництва в сільському господарстві, що забезпечить розвиток галузі та підвищить її конкурентоспроможність на міжнародному ринку. Практичне значення дослідження полягає у наданні аграріям можливості підвищити врожайність вирощуваних ними культур і водночас зберегти родючість ґрунту за рахунок оптимального використання поживних речовин, що містяться в добривах.