Sunflower yield depend on various combination of pre-planting, co-planting and root-zone fertilization
DOI:
https://doi.org/10.31359/2413.7642.2026.1.193Keywords:
sunflower, hybrid, fertilization system, compound fertilizers, seed yield, dry plant biomassAbstract
This paper presents and analyzes the results of a two-year study on the effect of the fertilization system on seed yield, dry plant biomass yield, and the proportion of seeds in the total biomass of sunflower plants. Formulation of the problem. Despite the large number of scientific publications devoted to various approaches to sunflower fertilization, the issue of evaluating the effectiveness of fertilization systems remains incompletely studied. This is explained by the introduction into production of new types of fertilizers, modern sunflower hybrids and varieties with different morpho-biotypes, and consequently, different responses to fertilizers. Climate change also plays a significant role in this regard, as it also influences, to a certain extent, the effectiveness of crop fertilization approaches. The purpose of the research. The objective of the study was to determine the combined effect of various combinations of pre-sowing, pre-planting, and root-zone application of mineral fertilizers on the seed yield and dry biomass of the sunflower hybrid SY Fenomeno under the conditions of the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Research methods. The study was conducted in 2024 and 2025 at the “Hryga” farm in the Poltava District of Poltava Oblast. The experiment was set up using the split-plot design. The first-order plots (factor A) consisted of four variants of root-zone fertilization of crops with the liquid fertilizer UAN32 at the V5–V6 stage: 1 – control (no fertilization); 2, 3, and 4 – UAN32 at doses of 65 l/ha (N20), 95 l/ha (N30), and 125 l/ha (N40), respectively. The second-order plots (factor B) consisted of five combinations of pre-sowing and top-dressing fertilizer applications: I – absolute control; II – pre-sowing application of ammonium sulfate at a rate of 100 kg/ha combined with top-dressing application of ammophos at a rate of 100 kg/ha (production control); III, IV, and V – pre-sowing application of sulfoammophos at a rate of 100 kg/ha combined with post-sowing application of the complex fertilizer MACROSTAR at rates of 100 kg/ha, 150 kg/ha, and 200 kg/ha, respectively. The area of the second-order plot was 210 m². Research methods. The highest average sunflower seed yield over two years was achieved in the treatment involving the root-zone application of UAN32 at a rate of 125 l/ha, combined with a top-dressing application of 200 kg/ha of Makrostar fertilizer, against a background of a pre-sowing application of 100 kg/ha of sulfoammophos – 2.72 t/ha. Compared to the control, the yield increase was 0.59 t/ha, or 28 %. At the same time, the yield was similar in the treatment involving topdressing with 150 kg/ha of Makrostar and root-zone application of UAN32 at a dose of 95 l/ha. The difference in seed yield between these variants in 2024 and 2025 was only 0.15 and 0.08 t/ha, respectively. Under the weather conditions of both years, the effectiveness of pre-sowing, co-sowing, and root-zone fertilizer application in terms of seed yield was virtually identical, indicating the advisability of these practices in years with varying weather conditions. In absolute terms, the increases in seed yield in 2024 and 2025 were virtually identical; in relative terms, they were higher under the less favorable weather conditions of 2024. In 2024, the highest dry biomass yield of sunflower plants – 9.39 t/ha, was achieved in the treatment involving the root-zone application of UAN32 at a rate of 125 l/ha (N40) against a background of pre-sowing application of sulfoammophos at a dose of 100 kg/ha and top-dressing with Makrostar fertilizer at a dose of 200 kg/ha (N18P40K24). At the same time, it was significantly higher than in all other variants. In 2025, a slightly different trend was observed, namely, the highest dry biomass yield of sunflower plants was also in this variant – 10.10 t/ha, however, it did not differ significantly from the variant with a Makrostar fertilizer application rate of 150 kg/ha in combination with 95 l/ha of UAN32. The difference between these variants was only 0.15 t/ha, or 1.5 %. An analysis of the proportion of seeds in the total biomass of sunflower plants revealed no significant fluctuations in this proportion under the influence of the factors studied. Only a tendency toward a decrease in the proportion of seeds in the total plant biomass was observed when the application rates of the Makrostar complex fertilizer were increased. This trend was more pronounced in 2025. Specifically, on average across the root-zone fertilization treatments, the seed proportion in the total biomass of sunflower plants in that year was 27.7 % in the treatment with the highest doses of pre-sowing and top-dressing fertilizers, whereas in the control for this factor, it was 28.5 %. Conclusions. The results of a two-year study demonstrated the high effectiveness of pre-sowing, co-sowing, and root-zone application of compound fertilizers in increasing seed yield and dry plant biomass. In terms of agronomic efficiency, the best options were the combination of pre-sowing application of sulfoammophos at a rate of 100 kg/ha (N20P20S14), co-sowing application of the Makrostar compound fertilizer at doses of 150 and 200 kg/ha (N14P30K18 and N18P40K24), and root-zone fertilization with the liquid fertilizer UAN32 at a dose of 95 l/ha (N30).
References
Список використаних джерел
1. Мащенко Ю.В., Кернасюк Ю.В., Сергієнко О.Д., Ткач А.Ф. Вплив систем удобрення та біопрепарату на економічну ефективність вирощування соняшнику залежно від виходу олії. Науково-технічний бюлетень Інституту олійних культур НААН. 2024. № 36. С. 117–124. https://doi.org/10.36710/IOC-2024-36-10
2. Ahmad R., Waraich E.A., Ashraf M.Y. and other. Does nitrogen fertilization enhance drought tolerance in sunflower? A review. J. Plant Nutr. 2014. № 37. Р. 942–963.
3. Рожков А.О., Шевченко М.В., Поляков О.І. Соняшник: онтогенез, сучасні аспекти технології вирощування: монографія. Харків. ДБТУ. 2025. 205 с.
4. Ткачук О.П., Бондарук Н.В. Фактори інтенсифікації та екологізації вирощування соняшнику. Аграрні інновації. 2023. № 18. С. 120–127. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.18.17
5. Ткачук О.П., Овчарук В.В. Потенціал біомаси побічної продукції рослинництва для удобрення ґрунту. Scientific achievements of modern society. Abstracts of IX international scientific and practical conference. April 28–30. 2020. Liverpool, P. 1069–1076.
6. Карбівська У.М., Турак Р.О. Вплив строків посіву на продуктивність соняшнику в умовах Прикарпаття. Український журнал природничих наук. 2024. № 7. С. 141–147. https://doi.org/ 10.32782/naturaljournal.7.2024.15
7. Гангур В.В., Космінський О.О., Лень О.І., Тоцький В.М. Вплив удобрення на продуктивність соняшнику та якість насіння. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2022. № 2 (2). С. 50–56. https://doi.org/10.31210/visnyk2022.02.05
8. Кириченко В.В., Макляк К.М., Леонова Н.М. та ін. Особливості технології вирощування гібридів соняшнику кондитерського типу в умовах східної частини Лісостепу України. Вісник аграрної науки. 2023. № 1 (898). С. 14–21. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202301-02
9. Єременко О.А. Продуктивність соняшнику залежно від мінерального живлення та передпосівної обробки насіння за умов недостатнього зволоження. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2017. № 3. С. 25–30.
10. Мазур В.А., Дідур І.М., Циганський В.І. Формування продуктивності гібридів соняшнику залежно від рівня удобрення та умов зволоження. Сільське господарство та лісівництво. 2020. № 19. С. 208–220. https://doi.org/10.37128/2707-5826-2020-4-17
11. Домарацький Є.О., Добровольський А.В., Базалій В.В. Соняшник: екологічні шляхи оптимізації його живлення: монографія. Херсон: Олді-плюс, 2020. 160 с.
12. Ткаліч І.Д., Гирка А.Д., Бочевар О.В., Ткаліч Ю.І. Агро-технічні заходи підвищення урожайності насіння соняшника в умовах степу України. Зернові культури. 2018. Т. 2. № 1. С. 44–52. https://doi.org/10.31867/2523-4544/0006
13. Цилюрик О.І., Румбах М.Ю., Іжболдін О.О. та ін. Вплив регуляторів росту на ріст і розвиток рослин соняшнику в Північному Степу України. Зернові культури. 2022. Т. 6. № 1. С. 69–81. https://doi.org/10.31867/2523-4544/0209
14. Домарацький Є.О. Вплив рістрегулюючих препаратів та мінеральних добрив на поживний режим соняшника. Наукові доповіді НУБіП України. 2018. № 1(71). URL: http://journals.nubip.edu.ua/ index.php/ Dopovidi/article/ view/dopovidi2018.01.017/8902
15. Піньковський Г.В., Мащенко Ю.В. Вплив елементів живлення на родючість ґрунту та продуктивність соняшнику в Правобережному Степу України. Таврійський науковий вісник. 2019. № 107. С. 145–150. https://doi.org/10.32851/2226 0099.2019.107.19
16. Курач О.В., Лукашук Я.Я., Петруша В.В. Вплив доз мінерального удобрення та стимуляторів росту на продуктивність гібридів соняшнику. Вісник аграрної науки. 2023. № 8 (845). С. 12–19.
17. Єщенко В.О., Копитко П.Г., Костогриз П.В., Опришко В.П. Основи наукових досліджень в агрономії: підручник. Вид. 2-ге, виправлене і доповнене. Вінниця: ПП «ТД Едельвейс і К». 2014. 332 с.
18. Рожков А.О., Пузік В.К., Каленська С.М. та ін. Дослідна справа в агрономії: у 2 книгах. Кн. перша: Теоретичні аспекти дослідної справи. Харків: Майдан. 2016. 316 с.
19. Асанішвілі Н.М. Формування та функціонування фотосинте-тичного апарату рослин кукурудзи за впливу елементів технології вирощування в Лісостепу. Наукові доповіді НУБіП України. 2020. № 4 (86). С. 127–137. https://doi.org/10.31548/dopovidi2020.04.012
20. Вожегова Р.А., Бєлов Я.В. Динаміка накопичення надземної біомаси гібридами кукурудзи залежно від густоти стояння рослин та удобрення за вирощування в умовах зрошення. Таврійський науковий вісник. Херсон, 2019, Вип. 109. Частина 1. С. 3–9. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.109-1.1
21. Засуха А.А., Козак Л.А. Накопичення сухої речовини росли-нами 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 р., Білоцерківський національний аграрний університет, С. 44–46.
22. Курач О.В., Лукашук Я.Я., Петруша В.В. Вплив доз мінерального удобрення та стимуляторів росту на продуктивність гібридів соняшнику. Вісник аграрної науки. 2023. № 8 (845). С. 12–19.
23. Лябах С.В. Вплив способу обробітку ґрунту та системи удобрення на врожайність соняшнику (Helianthus L.) за вирощування в умовах Центрального Полісся України. Агроекологічний журнал. 2022. № 4. С. 130–135. https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2022.273259
24. Турак Р.О. Продуктивність соняшнику залежно від системи удобрення в умовах західного регіону України. Український журнал природничих наук. 2025. № 12. С. 240–247. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.12.2025.24
25. Господаренко Г.М. Система застосування добрив. Київ: ТОВ «СІК ГРУП Україна», 2018. 376 с.
REFERENCES
1. Mashchenko, Y.V., Kernasyuk, Y.V., Sergienko, O.D., & Tkach, A.F. (2024).The effect of fertilization systems and a biological preparation on the economic efficiency of sunflower cultivation depending on oil yield. Scientific and technical bulletin of the Institute of oilseed crops of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, 36, 117–124. https://doi.org/10.36710/IOC-2024-36-10
2. Ahmad, R., Waraich, E.A., & Ashraf, M.Y. (2014). Does nitrogen fertilization enhance drought tolerance in sunflower? A review. J. Plant Nutr, 37, 942–963.
3. Rozhkov, A.O., Shevchenko, M.V., & Polyakov, O.I. (2025). Sunflower: Ontogenesis and Modern Aspects of Cultivation Technology: Monograph. Kharkiv: DBTU, 205.
4. Tkachuk, O.P., & Bondaruk, N.V. (2023). Factors contributing to the intensification and environmental sustainability of sunflower cultivation. Agrarian Innovations, 18, 120-127. doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.18.17
5. Tkachuk, O.P., & Ovcharuk, V.V. (2020). The potential of crop by-products as biomass for soil fertilization. Scientific achievements of modern society. Abstracts of IX international scientific and practical conference. April 28–30. Liverpool, 1069–1076.
6. Karbyvska, U.M., & Turak, R.O. (2024). The effect of sowing dates on sunflower yield in the Carpathian region. Ukrainian journal of natural sciences, 7, 141–147. https://doi.org/ 10.32782/naturaljournal.7.2024.15
7. Hangur, V.V., Kosminsky, O.O., Len O.I., & Totsky, V.M. (2022). The Effect of Fertilization on Sunflower Yield and Seed Quality. Bulletin of the Poltava state agrarian academy, 2(2), 50–56. https://doi.org/10.31210/visnyk2022.02.05
8. Kirichenko, V.V., Maklyak, K.M., Leonova and other. (2023). Features of the cultivation technology for confectionery-type sunflower hybrids in the eastern part of the Forest-Steppe region of Ukraine. Bulletin of agricultural science, 1(898), 14–21. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202301-02
9. Yeremenko O.A. (2017). Sunflower yield as a function of mineral nutrition and pre-sowing seed treatment under conditions of insufficient moisture. Bulletin of the Poltava State Agrarian Academy, 3, 25–30.
10. Mazur, V.A., Didur, I.M., & Tsiganskyi, V.I. (2020). Yield formation in sunflower hybrids depending on fertilizer application rates and moisture conditions. Agriculture and Forestry, 19, 208–220. https://doi.org/10.37128/2707-5826-2020-4-17
11. Domaratsky, E.O., Dobrovolsky, A.V., & Bazaliy, V.V. (2020). Sunflower: ecological approaches to optimizing its nutrition: Monograph. Kherson: Oldi-Plus, 160.
12. Tkalich, I.D., Girka, A.D., Bochevar, O.V., & Tkalich, Y.I. (2018). Agronomic measures to increase sunflower seed yield in the steppe regions of Ukraine. Grain crops, 2(1), 44–52. https://doi.org/10.31867/2523-4544/0006
13. Tsilyurik, O.I., Rumbach, M.Yu., Izboldin, O.O. and other. (2022). The Effect of growth regulators on the growth and development of sunflower plants in the Northern Steppe of Ukraine. Cereal Crops, 6, 1, 69–81. https://doi.org/10.31867/2523-4544/0209
14. Domaratsky, E.O. (2018). The effect of growth regulators and mineral fertilizers on the nutrient regime of sunflowers. Scientific reports of the national university of life and environmental sciences of Ukraine, 1(71). URL:http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Dopovidi/article/view/ dopovidi 2018.01.017/8902
15. Pinkovskyi, H.V., & Mashchenko, Y.V. (2019). The effect of nutrients on soil fertility and sunflower yield in the Right-Bank Steppe of Ukraine. Tavriya Scientific Bulletin, 145–150. doi.org/10.32851/2226 0099.2019.107.19
16. Kurach, O.V., Lukashuk, Y.Y., & Petrusha, V.V. (2023). The effect of mineral fertilizer and growth stimulant doses on the productivity of sunflower hybrids. Bulletin of Agricultural Science, 8 (845), 12–19.
17. Yeschenko, V.O., Kopytko, P.G., Kostogryz, P.V., & Opryshko, V.P. (2014). Basics of scientific research in agronomy: a textbook. Edition 2nd, corrected and supplemented. Vinnytsia. PE «TD Edelweiss and K», 332.
18. Rozhkov, A.O., Puzik, V.K., Kalenska, S.M. and other (2016). Research case in agronomy: educational manual: in 2 books. – Book 1. Theoretical aspect of the research case. Kharkiv: Maidan, 316
19. Asanishvili, N.M. (2020). Formation and functioning of the photosynthetic apparatus of maize plants under the influence of cultivation techniques in the Forest-Steppe. Scientific reports of the national university of life and environmental sciences of Ukraine, 4(86), 127–137. https://doi.org/10.31548/dopovidi2020.04.012
20. Vozhegova, R.A., & Belov, Y.V. (2019). Dynamics of above-ground biomass accumulation in corn hybrids depending on plant density and fertilization under irrigated conditions. Tavriya scientific bulletin. Kherson, 109 (1), 3–9. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.109-1.1
21. Zasukha, A.A., & Kozak, L.A. (2023). Dry matter accumulation in corn plants under the influence of fertilizers and plant growth regulators. Proceedings of the international scientific and practical conference “Innovative technologies in agronomy, land management, electric power engineering, forestry, and landscape architecture,” Bila Tserkva, October 26, 2023, Bila Tserkva National Agrarian University, 44–46.
22. Kurach, O.V., Lukashuk, Y.Y., & Petrusha, V.V. (2023). The effect of mineral fertilizer and growth stimulant doses on the productivity of sunflower hybrids. Bulletin of Agricultural Science, 8 (845), 12–19.
23. Lyabakh, S.V. (2022). The effect of tillage methods and fertilization systems on sunflower (Helianthus L.) yield when grown in the Central Polissya region of Ukraine. Agroecological journal, 4, 130–135. https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2022.273259
24. Turak, R.O. (2025). Sunflower Yields Depending on Fertilization Systems in the Western Region of Ukraine. Ukrainian journal of natural sciences, 12, 240–247. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.12.2025.24
25. Hospodarenko, G.M. (2018). Fertilizer Application System. Kyiv: SIK GROUP Ukraine LLC, 376.
