Zasukha A. Substantiation of technology elements for the cultivation of corn for grain and production of fuel pellets

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U001433

Applicant for

Specialization

  • 201 - Агрономія

05-05-2025

Specialized Academic Board

PhD 8086

Bila Tserkva National Agrarian University

Essay

The dissertation presents a theoretical generalisation and a practical solution to the scientific problem of the growth, development, and patterns of yield and quality formation in both primary and secondary corn products, as well as the economic and energy efficiency of cultivation technology elements under the conditions of the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. The relevance of the research topic, its connection with scientific programmes, plans, and priorities is substantiated, and the aim and objectives are outlined. These were achieved by determining the peculiarities of corn productivity formation depending on the application of macro- and microfertilizer and desiccants, as well as assessing the feasibility of producing fuel pellets from corn by-products. The study refined elements of the technology for cultivating corn as both a grain and an energy crop. Further developments were made regarding the specificities of corn plant growth and development, as well as the formation of yield and quality in primary and secondary products under varying applications of macro- and microfertilizer and desiccants. The practical significance of the findings lies in the development of scientific and practical recommendations aimed at increasing corn grain yield and optimising the utilisation of by-products for fuel pellet production. It was established that a linear increase in corn plant height continues until the BBCH 85 growth stage, with the highest plant and ear attachment heights recorded in the variant with the application of mineral fertilisers N90Р70K70 (a.i. per ha) combined with foliar application of the microfertilizer Ikar Bigo Roots (0.5 l/ha), Ikar Fosto (0.5 l/ha), and Ikar Zinto (0.5 l/ha), reaching 225.9 cm and 91.3 cm, respectively. The best parameters for the leaf surface area of corn crops were recorded at the BBCH 65 growth stage with the application of mineral fertilisers N90Р70K70 and foliar spraying of Ikar Bigo Roots (0.5 l/ha) + Ikar Fosto (0.5 l/ha) + Ikar Zinto (0.5 l/ha), reaching 50.3 thousand m²/ha. The use of mineral fertilisers increased the leaf area of corn by 4.3–15.8%, the photosynthetic potential of crops by 4.2–12.6%, and the net photosynthetic productivity by 3.0–14.3%, while microfertilizer contributed increases of 1.3–4.3%, 1.1–3.8%, and 1.1–6.9%, respectively, compared to the control. It was established that the application of mineral fertilisers reduced the dry matter content in corn plants and individual organs. However, microfertilizer had no significant effect on the dry matter content of corn plants or its structural components (stems, leaves, cob wrappers and cores, and grain). The dry matter content ranged from 62.0% to 64.0% in grain, 35.9% to 38.0% in leaves, 32.1% to 35.4% in cob wrappers and cores, and 25.0% to 28.0% in stems. The study confirmed that, within the overall plant structure, the stem accounted for 40.4%, grain for 36.5%, leaves for 14.6%, cob wrappers and stalk for 4.8%, and the panicle for 3.7%. The most favourable conditions for grain formation were observed in the variant with the application of N90Р70K70 before sowing, followed by foliar feeding with Ikar Bigo Roots (0.5 l/ha) + Ikar Fosto (0.5 l/ha) + Ikar Zinto (0.5 l/ha), which resulted in the highest values for cob length (17.7 cm), cob diameter (4.6 cm), number of kernels per cob (489.3), grain weight per cob (141.2 g), weight of 1,000 kernels (287.2 g), total plant weight (512.2 g), cob with grain (169.1 g), stem (231.5 g), leaves (89.5 g), and panicle (22.1 g). The highest grain and by-product yields of corn were obtained in the variant with the application of mineral fertilisers N90Р70K70 in combination with foliar spraying of Ikar Bigo Roots (0.5 l/ha) + Ikar Fosto (0.5 l/ha) + Ikar Zinto (0.5 l/ha), reaching 9.41 t/ha and 13.72 t/ha, respectively. The use of mineral fertilisers increased grain yield by 11.3–18.8% and by-product yield by 15.2–22.1%, while microfertilizer contributed increases of 3.5–6.5% and 5.8–9.8%, respectively, compared to the control variants. No significant differences were found between the various desiccants in terms of moisture content and yield of grain and by-products; however, the timing of desiccation had a more pronounced effect. When desiccants were applied at the first stage (40% grain moisture content), grain and by-product moisture content decreased by 8.9–9.0% and 12.1–12.3%, respectively. At the second stage (30% grain moisture content), reductions of 6.9% and 5.7–5.9% were observed, while at the third stage (20% grain moisture content), the decreases were 3.1–3.3% and 1.7–1.9% compared to the control. The highest corn grain yield (8.69–8.80 t/ha) was recorded at the third stage of desiccant application, while the highest by-product yield (17.41–18.47 t/ha) was obtained at the first stage. Grain yield was primarily influenced by the timing of desiccation (60.5%) and the type of desiccant used (22.4 %).

Research papers

Засуха А.А. Зміна біометричних показників рослин кукурудзи залежно від застосування добрив та регуляторів росту росли. Аграрні інновації. 2023. № 22. С.46–54. DOI https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.22.8

Вахній С.П., Засуха А.А. Вплив добрив та регуляторів росту рослин на продуктивність основної і побічної продукції кукурудзи. Таврійський науковий вісник. 2024. № 137. С. 44–55. DOI https://doi.org/10.32782/2226-0099.2024.137.6

Засуха А.А. Вплив десикантів на вологість, урожайність зерна та побічної продукції кукурудзи. Український журнал природничих наук. 2024. № 9. С. 235–246. DOI https://doi.org/10.32782/naturaljournal.9.2024.24

Засуха А.А., Вахній С.П. Особливості формування урожайності, якісних показників зерна і побічної продукції кукурудзи та розрахунковий вихід паливних пелет залежно від елементів технології вирощування. Аграрні інновації. 2024. № 26. С. 41–52. DOI https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2024.26.6

Засуха А.А. Формування площі листкової поверхні рослин кукурудзи за різних доз мінеральних добрив. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології в агрономії, землеустрої, електроенергетиці, лісовому та садово-парковому господарстві», м. Біла Церква, 21 жовтня 2021 р., БНАУ, С. 8–9.

Засуха А.А., Козак Л.А., Качан Л.М. Використання побічної продукції кукурудзи для виробництва паливних брикетів. Матеріали Міжнародної науково–практичної конференції «Селекція агрокультур в умовах змін клімату: напрями та пріоритети», м. Одеса, 30 вересня 2022, ІКОСГ НААН, С. 192–195.

Засуха А.А., Вахній С.П., Козак Л. А. Вплив регуляторів росту та мікродобрив на площу листкової поверхні рослин кукурудзи. Збірник матеріалів ІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Селекція агрокультур в умовах змін клімату: напрями та пріоритети», м. Одеса, 24 березня 2023 р., ІКОСГ НААН, С. 246–248.

Засуха А.А., Козак Л. А. Післяжнивні залишки кукурудзи як джерело енергії. Матеріали ХІ Міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів «Селекція, генетика та технології вирощування сільськогосподарських культур», с. Центральне, 21 квітня 2023 р., МІП НААН, С. 50.

Засуха А.А., Вахній С.П., Козак Л. А. Динаміка проходження фаз росту і розвитку рослин гібридами кукурудзи під впливом макро- і мікрокродобрив та регуляторів росту рослин. Матеріали міжнародної наукової конференції з нагоди 100-річчя від дня народження доктора сільськогосподарських наук, професора, академіка НААН Валентина Сергійовича Цикова «Зернова галузь – проблеми та перспективи технологічного забезпечення», м. Дніпро, 12–13 жовтня 2023 р., ДУ ІЗГ НААН, С. 121–122.

Засуха А.А., Козак Л.А. Накопичення сухої речовини рослинами кукурудзи під впливом удобрення та регуляторів росту рослин. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології в агрономії, землеустрої, електроенергетиці, лісовому та садово-парковому господарстві», м. Біла Церква, 26 жовтня 2023 року, БНАУ, С.44–46.

Вахній С.П., Засуха А.А., Павліченко К.В., Німенко С.С. Формування висоти рослин і прикріплення качана у рослин кукурудзи під впливом макро- і мікродобрив. Збірник матеріалів VІІІ Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «Хімія, біотехнологія, екологія та освіта», м. Полтава, 15–16 травня 2024 року, ПДАУ, С. 195–197.

Засуха А. А., Качан Л. М., Німенко С. С. Економічна оцінка виробництва пелет з побічної продукції кукурудзи за різних варіантів десикації посівів. Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції «Світові рослинні ресурси: стан та перспективи розвитку», м. Київ, 8 жовтня 2024 р., Український інститут експертизи сортів рослин, С. 91–93.

Засуха А.А., Вахній С.П., Козак Л. А., Городецький О.С. Якісні показники та енергетична цінність побічної продукції кукурудзи. Матеріали ХІІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених «Актуальні проблеми агропромислового виробництва України: стратегії стійкості сільськогосподарського сектору під час війни та у післявоєнний період», Львів-Оброшине, 19 листопада 2024 р., ІСГКР НААН. С. 33–35.

Similar theses