Optimisation of mineral nutrition norms for sunflowers to increase yield

Abstract

The aim of the study was to determine the optimal mineral nutrition rates for sunflower that ensured maximum yield and stable seed quality indicators within the Forest-Steppe zone of Ukraine. The methodology involved a two-year field experiment with four fertilisation variants (control, N120K80, N120P80K80 and N150P80K80), the assessment of morphometric parameters and yield, as well as laboratory analysis of the chemical composition of seeds. Statistical processing of the results was carried out using a comparative analysis approach with an evaluation of the relative increase in indicators compared to the control. It was found that sunflower responded to the level of mineral supply already at the early stages of development, with a strengthening effect during the formation of reproductive organs. It was established that the diameter of the head served as a sensitive indicator of fertilisation efficiency, with the highest values recorded under the N120P80K80 variant. The yield dynamics were examined and a clear advantage of complete mineral nutrition was identified, ensuring an 83.3% increase in yield compared to the control. The oil output per hectare was analysed and found to rise to 0.73 t/ha under optimal fertilisation, indicating the efficient realisation of the crop's potential. It was summarised that excessive nitrogen supply did not always provide additional benefits, as it might lead to a redistribution of nutrients towards vegetative mass. It was confirmed that balanced NPK nutrition contributed not only to high yield formation but also to stable oil accumulation in seeds. The practical significance of the study lay in the possibility of applying the obtained recommendations by agricultural producers and agronomic services to optimise sunflower nutrition systems under conditions of climate change and resource constraints.

Метою дослідження було встановити оптимальні норми мінерального живлення соняшнику, які забезпечують максимальну врожайність та стабільні якісні показники насіння в зоні Лісостепу України. Методологія включала проведення дворічного польового експерименту з чотирма варіантами удобрення (контроль, N120K80, N120P80K80 та N150P80K80), визначення морфометричних показників, урожайності та лабораторний аналіз хімічного складу насіння. Статистична обробка результатів здійснювалася за принципом порівняльного аналізу з оцінкою відносного приросту показників відносно контролю. У ході роботи було визначено, що реакція соняшнику на рівень мінерального забезпечення проявляється вже на ранніх фазах розвитку та посилюється при формуванні репродуктивних органів. Було встановлено, що діаметр кошика є чутливим індикатором ефективності живлення, а найбільші значення цього показника зафіксовано у варіанті N120P80K80. Було досліджено динаміку урожайності та виявлено чітку перевагу повного мінерального живлення, яке забезпечило приріст урожайності на 83,3 % порівняно з контролем. Проаналізовано вихід олії з 1 гектара посівів, який збільшився до 0,73 т/га за оптимального удобрення, що свідчить про ефективну реалізацію потенціалу культури. Було узагальнено, що надмірне азотне живлення не завжди забезпечує додаткову перевагу, оскільки може спричиняти перерозподіл поживних речовин у бік вегетативної маси. Підтверджено, що збалансоване NPK-живлення сприяє не лише формуванню високого врожаю, а й стабільному накопиченню олії у насінні. Практична цінність дослідження полягає у можливості використання отриманих рекомендацій агровиробниками та агрономічними службами для оптимізації системи живлення соняшнику в умовах змін клімату та ресурсних обмежень.