The impact of biologically enhanced fertilisation systems on sweet potato (Ipomoеa batаtas) productivity and quality

Abstract

The relevance of this research lies in determining the potential use of microbial preparations with varying functionalities to optimise the nutrition and stimulate the growth processes of sweet potato plants, as well as the synergistic effects of different preparations. The developed nutrient optimisation systems are designed to restore soil fertility, reduce the anthropogenic load on vegetable agroecosystems, produce high-quality yields, and increase sweet potato productivity without relying on energy-intensive production methods. This study aimed to investigate the impact of biological fertilisation systems on the biometric parameters, yield, and quality of sweet potato tubers. The research programme was implemented through field, statistical, computational-analytical, and laboratory methods. An increase in the number (7.33–9.83 per plant) and length (175.55–184.89 cm) of shoots was observed with the application of the biological preparations «Groundfix» + «Humifriend», «Help-Rost for vegetables», and «Mycofriend». The use of foliar fertilisations in three terms of «Help-Rost for vegetables», both in combination with «Mycofriend» during fertigation and with the foliar fertilisation «Humifriend», resulted in maximal leaf mass formation on the plant (2.41–2.56 m2/ha in the third decade of June and 23.12–27.45 m2/ha in the third decade of August). Microbial preparations significantly increased net photosynthetic productivity by 28.9–63.9% during the period from the third decade of June to the third decade of July, especially when «Groundfix» and «Humifriend», or «Humifriend» and «Help-Rost for vegetables» were combined. A substantial commercial yield of tubers (17.4 t/ha) was achieved by applying the mycorrhizal preparation «Humifriend» (1.5 L/ha) in the first fertigation and conducting three foliar applications of «Help-Rost for vegetables» at 2.0 L/ha. Treatments involving biological preparations demonstrated improvements in key biochemical parameters. The use of «Groundfix» + «Humifriend» and «Humifriend» + «Help-Rost for vegetables» resulted in a decrease in nitrate levels in the produce. The authors hypothesise that the optimal supply of micronutrients, particularly iron, manganese, and molybdenum, enhances the transformation of nitrates into organic matter. This research provides valuable insights for the rational application of biologically enhanced fertilisation systems to achieve high yields and quality of sweet potato tubers in various agricultural settings.

Актуальність проведених досліджень полягає у визначенні можливості використання мікробних препаратів різного функціоналу для оптимізації живлення та стимуляції ростових процесів рослин батату, синергізму дії різних препаратів. Розроблені системи оптимізації живлення забезпечать відтворення родючості ґрунту, зниження техногенного навантаження на овочеві агроценози, отримання продукції високої якості, збільшення продуктивності батату без використання високоенергоємних засобів виробництва. Метою проведення дослідження було вивчення впливу біологізованих систем удобрення на біометричні параметри, врожайність та якість бульб батату. Програму досліджень виконано за рахунок проведення польових, статистичних, розрахунково-аналітичних та лабораторних методів. Встановлено збільшення кількості (7,33–9,83 шт.) та довжини (175,55–184,89 см.) пагонів за використання біологічних препаратів «Граундфікс» + «Гуміфренд», «HelpRost для овочевих» та «Мікофренд». Використання позакореневих підживлень в три строки «HelpRost для овочевих» як в поєднанні з використанням «Мікофренду» у фертигацію, так і з позакореневими підживленнями «Гуміфренд» забезпечує максимальне формування маси листків на рослині (2,41–2,56 м2/га в третій декаді червня та 23,12–27,45 м2/га , в третій декаді серпня). Мікробні препарати підвищують чисту продуктивність фотосинтезу в період третя декада червня – третя декада липня на 28,9–63,9 %, особливо за використання «Граундфіксу» та «Гуміфренду», «Гуміфренду» та «HelpRost для овочевих». Значну товарну урожайність бульб (17,4 т/га) отримана за внесення в першу фертигацію мікоризоформуючого препарату «Гуміфренд» (1,5 л/га) та проведення позакореневих підживлень в три строки «HelpRost для овочевих» по 2,0 л/га. На варіантах із застосуванням біологічних препаратів відзначено підвищення основних біохімічних показників. Встановлено позитивну дію на зниження рівня нітратів в продукції за використання «Граундфікс» + «Гуміфренд» та «Гуміфренд + «HelpRost для овочевих». На нашу думку, за формування оптимального рівня забезпеченості рослин мікроелементами (в особливості залізо, марганець, молібден) трансформація нітратів в органічну речовину посилюється. Практична цінність полягає у отриманні результатів для раціонального застосування біологізованої системи удобрення для забезпечення високої врожайності та якості бульб батату в господарствах різних форм власності.