Agronomy Science, przyrodniczy lublin, czasopisma up, czasopisma uniwersytet przyrodniczy lublin
Skip to main navigation menu Skip to main content Skip to site footer
Agronomy Science Baner text

Vol. 77 No. 4 (2022)

Articles

The effect of subsurface mineral fertilizer application on the yield and seed quality of soybean under no-tillage conditions

DOI: https://doi.org/10.24326/as.2022.4.8
Submitted: November 9, 2022
Published: 2023-01-25

Abstract

The present study was conducted during the period 2015–2017 based on a field experiment established in 2014 in the village of Rogów, Zamość County, Poland. The aim of this experiment was to evaluate the effect of subsurface application of different rates of a mineral compound fertilizer named Polifoska®6 NPK(S) 6-20-30(7) on yield of soybean, and some yield quality. The soybean was sown in soybean – winter wheat – maize crop rotation under no-tillage conditions. The mineral fertilizer was applied at a rate of 200 and 400 kg ha–1, and it was spread evenly under the soil surface at a depth range of 10–30 cm according to the operation of a soil loosener and fertilizer spreader attachment. Plots with surface fertilizer application were the control treatment. After harvest, yield and yield components of the soybean seeds were estimated. A chemical analysis of seeds was also performed in order to determine the quality of harvested yield. Deep mineral fertilizer application had a beneficial effect on soybean yield levels and contributed to an increase in the seed content of Met and Trp as well as of P, K, and Mg. Nevertheless, the seed content of Glu and Ala was found to decrease compared to surface fertilizer application. Soybean fertilized with the higher rate of the fertilizer Polifoska®6 was characterized by a greater seed total protein and P content. In turn, soybeans contained more fiber, amino acids (except for Cys, Met, and Trp), and also N, K, and Mg in the treatment with the lower rate of mineral fertilization.

References

  1. Adamič S., Leskovšek R., 2021. Soybean (Glycine max (L.) Merr.) growth, yield, and nodulation in the early transition period from conventional tillage to conservation and no-tillage systems. Agronomy 11, 2477. https://doi.org/10.3390/agronomy11122477 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy11122477
  2. Alam Md.K., Bell R.W., Salahin N., Pathan Sh., Mondol A.T.M.A.I., Alam M.J, Rashid M.H., Paul P.L.C., Hossain M.I., Shil N.C., 2018. Banding of fertilizer improves phosphorus acquisition and yield of zero tillage maize by concentrating phosphorus in surface soil. Sustainability 10, 3234. https://doi.org/10.3390/su10093234 DOI: https://doi.org/10.3390/su10093234
  3. Barker D.W., Sawyer J.E., 2005. Nitrogen application to soybean at early reproductive development. Agron. J. 97, 615–619. https://doi.org/10.2134/agronj2005.0615 DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2005.0615
  4. Batista R.O., Hamawaki R.L., Sousa L.B., Nogueira A.P.O., Hamawaki O.T., 2015. Adaptability and stability of soybean genotypes in off-season cultivation. Genet. Mol. Res. 14(3), 9633–9645. http://dx.doi.org/10.4238/2015.August.14.26 DOI: https://doi.org/10.4238/2015.August.14.26
  5. Bellaloui N., Gillen A.M., 2010. Soybean seed protein, oil, fatty acids, N, and S partitioning as affected by node position and cultivar differences. Agric. Sci. 1, 110–118. https://doi.org/10.4236/ as.2010.13014 DOI: https://doi.org/10.4236/as.2010.13014
  6. Biel W., Gawęda D., Łysoń E., Hury G., 2017. Wpływ czynników genetycznych i agrotechnicznych na wartość odżywczą nasion soi. Acta Agroph. 24(3), 395–404.
  7. Biel W., Gawęda D., Jaroszewska A., Hury G., 2018. Content of minerals in soybean seeds as influenced by farming system, variety and row spacing. J. Elem. 23(3), 863–873. https://doi.org/10.5601/JELEM.2017.22.3.1483 DOI: https://doi.org/10.5601/jelem.2017.22.3.1483
  8. Bobrecka-Jamro D., Pizło H., 1996. Wpływ czynników agrotechnicznych na plonowanie soi w warunkach Polski południowo-wschodniej. Biul. IHAR 198, 31–44.
  9. Boczar P., 2016. Znaczenie gospodarcze soi oraz możliwości rozwoju jej produkcji w Polsce. Zesz. Nauk. Szk. Gł. Gosp. Wiej. Probl. Rol. Światowego 16(31), 3, 35–48. DOI: https://doi.org/10.22630/PRS.2016.16.3.60
  10. Borawska J., Darewicz M., Iwaniak A., Minkiewicz P., 2014. Biologicznie aktywne peptydy pochodzące z białek żywności jako czynniki prewencji wybranych chorób dietozależnych. Bromat. Chem. Toksykol. 47(2), 230–236.
  11. Bujak K., Jędruszczak M., Frant M., 2001. Wpływ uproszczeń w uprawie roli na plonowanie soi. Biul. IHAR 220, 263–272.
  12. Bury M., Nawracała J., 2004. Wstępna ocena potencjału plonowania odmian soi (Glycine max (L.) Merill) uprawianych w rejonie Szczecina. Rośl. Oleiste 25(2), 415–422.
  13. Caliskan S., Ozkaya I., Caliskan M., Arslan M., 2008. The effects of nitrogen and iron fertilization on growth, yield and fertilizer use efficiency of soybean in a Mediterranean-type soil. Field Crops Res. 108, 126–132. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2008.04.005
  14. Căpățână N., Bolohan C., Oprea C.A, Marin D.I., 2018. Influence of soil tillage systems and inoculation on soybean nodulation and yield. Sci. Papers, A Agron. 61(1), 46–52.
  15. Cudzik A., Białczyk W., Czarnecki J., Brennensthul M., Kaus A., 2012. Ocena systemów uprawy w aspekcie zużycia paliwa, plonowania roślin i właściwości gleby. Inż. Rol. 2(137), 2, 17–27.
  16. Dobek T.K., Dobek M., 2008. Efektywność produkcji soi w polskich warunkach. Inż. Rol. 4(102), 233–240.
  17. Fageria N. K., Moreira A., 2011. The role of mineral nutrition on root growth of crop plants. W: L.D. Sparks (red.), Advances in agronomy, 110, Academic Press, Burlington, 251–331. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385531-2.00004-9
  18. FAO, 2015. World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Update 2015. Rome, 144–181.
  19. Farmah B.S., Fernández F.G., Nafziger E.D., 2011. No-till and strip-till soybean production with surface and subsurface phosphorus and potassium fertilization. Agron. J. 103(6), 1862–1869. https://doi.org/10.2134/agronj2011.0149 DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2011.0149
  20. Fecák P., Šariková D., Černý I., 2010. Influence of tillage system and starting N fertilization on seed yield and quality of soybean Glycine max (L.) Merrill. Plant Soil Environ. 56, 105–110. DOI: https://doi.org/10.17221/201/2009-PSE
  21. Filipek-Mazur B., Gorczyca O., Tabak M., 2017. Wpływ nawozów mineralnych zawierających siarkę na zawartość azotu, siarki oraz aminokwasów siarkowych w nasionach rzepaku jarego i ziarnie pszenicy ozimej. Fragm. Agron. 34(3), 33–43.
  22. Fiszer A., Dworzecki Z., Kaźmierczak P., Morkowski A., 2006. Analiza porównawcza tradycyjnej i bezorkowej uprawy pszenicy ozimej. J. Res. Appl. Agric. Eng. 51(3), 23–25.
  23. Gawęda D., Cierpiała R., Bujak K., Wesołowski M., 2014. Soybean yield under different tillage systems. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus 13(1), 43–54.
  24. Gawęda D., Cierpiała R., Harasim E., Haliniarz M., 2016. Effect of tillage systems on yield, weed infestation and seed quality elements of soybean. Acta Agroph. 23(2), 175–187.
  25. Gawęda D., Haliniarz M., Cierpiała R., Klusek I., 2017. Yield, weed infestation and seed quality of soybean (Glycine max (L.) Merr.) under different tillage systems. J. Agric. Sci. 23(2), 268–275.
  26. Gawęda D., Nowak A., Haliniarz M., Woźniak A., 2020. Yield and economic effectiveness of soybean grown under different cropping systems. Int. J. Plant Prod. 11. https://doi.org/10.1007/s42106-020-00098-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s42106-020-00098-1
  27. Harasim E., Kwiatkowski C., Gawęda D., Gocół M., 2017. Effect of cover crops and different doses of herbicides on the yield and quality of soybean grown in direct sowing. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus 16(1), 121–132.
  28. Hosseini S.Z., Firouzi S., Aminpanah H., Sadeghnejhad H.R., 2016. Effect of tillage system on yield and weed populations of soybean (Glycine Max L.). An Acad Bras Cienc 88(1), 377–384. https://doi.org/10.1590/0001-3765201620140590 DOI: https://doi.org/10.1590/0001-3765201620140590
  29. Jakubus M., Tatuśko N., Nawracała J., Pluta M., 2015. Wpływ uprawy soi w monokulturze i zmianowaniu na skład chemiczny roślin i zasobność gleby w składniki pokarmowe. Agron. Sci. 70(3), 31–40. https://doi.org/10.24326/as.2015.3.4 DOI: https://doi.org/10.24326/as.2015.3.4
  30. Jarecki W., Bobrecka-Jamro D., 2015a. Wpływ nawożenia dolistnego na plon i skład chemiczny nasion soi (Glycine Max (L.) Merrill). Fragm. Agron. 32(4), 22–31.
  31. Jarecki W., Bobrecka-Jamro D., 2015b. Effect of fertilization with nitrogen and seed inoculation with nitragina on seed quality of soya bean (Glycine max (L.) Merrill). Acta Sci. Pol. Agricultura, 14(3), 51–59.
  32. Jarecki W., Bobrecka-Jamro D., 2016. Reakcja roślin soi na szczepienie nasion nitraginą oraz nawożenie startowe azotem. Nauka Przyr. Technol. 10(1), 12. DOI: https://doi.org/10.17306/J.NPT.2016.1.12
  33. Jasińska Z., Kotecki A., Malarz W., 1987. Wpływ rozstawy rzędów i ilości wysiewu na plonowanie soi na glebie brunatnej – średniej. Biul. IHAR 164, 117–124.
  34. Jug D., Sabo M., Jug I., Stipešević B., Stošić M., 2010. Effect of different tillage systems on the yield and yield components of soybean [Glycine max (L.) Merr.]. Acta Agron. Hung. 58(1), 65–72. https://doi.org/10.1556/AAgr.58.2010.1.8 DOI: https://doi.org/10.1556/AAgr.58.2010.1.8
  35. Kania J., Zając T., Śliwa J., 2016. Efektywność ekonomiczna uprawy soi i rzepaku w zachodniej części Polski. Rocz. Nauk. SERiA 18(3)3, 133–138.
  36. Kassam A., Friedrich T., Shaxson F., Pretty J., 2009. The spread of conservation agriculture: justification, sustainability and uptake. Int. J. Agric. Sustain. 7, 292–320. https://doi.org/10.3763/ijas.2009.0477 DOI: https://doi.org/10.3763/ijas.2009.0477
  37. Khaledian M.R., Mailhol J.C., Ruelle P., Mubarak I., Perret S., 2010. The impacts of direct seeding into mulch on the energy balance of crop production system in the SE of France. Soil Till. Res. 106(2), 218–226. https://doi.org/10.1016/j.still.2009.10.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2009.10.002
  38. Kołpak R., 1989. Kształtowanie się składu chemicznego nasion soi w zależności od obsady roślin i nawożenia azotem. Mat. konf. nauk. Przyrodnicze i agrotechniczne uwarunkowania produkcji nasion roślin strączkowych, 8–9 listopada 1989, IUNG, Puławy, 193–201.
  39. Kołpak R., 1996. Plonowanie soi oraz kształtowanie się cech morfologicznych na tle obsady i nawożenia roślin. Biul. IHAR, 198, 53–63.
  40. Kováč L., Jakubová J., Šariková D., 2014. Effect of tillage system and soil conditioner application on soybean (Glycine max (L.) Merrill.) and its crop management economic indicators. Agriculture 60(2), 60–69. DOI: https://doi.org/10.2478/agri-2014-0007
  41. Kozak M., Malarz W., Kotecki A., Černý I. Serafin-Andrzejewska M., 2008. Wpływ zróżnicowanej ilości wysiewu i biostymulatora Asahi SL na skład chemiczny nasion i resztek pozbiorowych soi uprawnej. Rośl. Oleiste 29, 217–230.
  42. Kraska P., Andruszczak S., Gierasimiuk P., Rusecki H., 2021. The effect of subsurface placement of mineral fertilizer on some soil properties under reduced tillage soybean cultivation. Agronomy 11(5), 859. https://doi.org/10.3390/agronomy11050859 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy11050859
  43. Księżak J. (red.), 2015. Wybrane zagadnienia uprawy roślin strączkowych. Fundacja Programów Pomocy dla Rolnictwa FAPA, Warszawa, ss. 60.
  44. Lanca Rodrígues J.G., Gamero C.A., Costa Fernandes J., Mirás-Avalos J.M., 2009. Effects of different soil tillage systems and coverages on soybean crop in the Botucatu Region in Brazil. Span. J. Agric. Res. 7(1), 173–180. https://doi.org/10.5424/sjar/2009071-409 DOI: https://doi.org/10.5424/sjar/2009071-409
  45. Li Y.S., Du M., Zhang Q.Y., Wang G.H., Hashemi M., Liu X.B., 2012. Greater differences exist in seed protein, oil, total soluble sugar and sucrose content of vegetable soybean genotypes [Glycine max (L.) Merrill] in Northeast China. Aust. J. Crop Sci. 6, 1681–1686.
  46. Lorenc-Kozik A.M., Pisulewska E., 2003. Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem i mikroelementami na plonowanie wybranych odmian soi. Rośl. Oleiste 24, 131–142.
  47. Luboiński A., Markowicz M., 2017. Wpływ systemu nawożenia azotem na plonowanie trzech odmian soi (Glycine Max (L.) Merr.). Fragm. Agron. 34(3), 66–75.
  48. Martyniuk S., Kozeł M., Stalenga J., 2013. Wpływ różnych szczepów bakterii symbiotycznych na plony i brodawkowanie łubinu i soi. J. Res. Appl. Agric. Eng. 58(4), 67–70.
  49. Mateos-Aparicio I., Redondo-Cuenca A., Villanueva-Suárez M.J., Zapata-Revilla M.A., 2008. Soybean, a promising health source. Nutr. Hosp. 23(4), 305–312.
  50. Nkebiwe P.M., Weinmann M., Bar-Tal A., Muller T., 2016. Fertilizer placement to improve crop nutrient acquisition and yield: A review and meta-analysis. Field Crops Res. 196, 389–401. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2016.07.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2016.07.018
  51. Nouri A., Lee J., Yin X., Tyler D. D., Jagadamma S., Arelli P., 2018. Soil physical properties and soybean yield as influenced by long-term tillage systems and cover cropping in the Midsouth USA. Sustainability 10, 4696. https://doi.org/10.3390/su10124696 DOI: https://doi.org/10.3390/su10124696
  52. Ohnishi S., Miyoshi T., Shirai S., 2010. Low temperature stress at different flower developmental stages affects pollen development, pollination, and pod set in soybean. Environ. Exp. Bot. 69(1), 56–62. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2010.02.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2010.02.007
  53. Pisulewska E., Kulig B., Ziółek W., 1997. Zmienność i współzależność elementów struktur plonu nasion z krajowych odmian soi w zależności od terminu i sposobu zbioru oraz lat badań. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, Rolnictwo 69(308), 59–71.
  54. Pisulewska E., Lorenc-Kozik A., Borowiec F., 1999. Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem na plon, zawartość oraz skład kwasów tłuszczowych w nasionach dwóch odmian soi. Rośl. Oleiste 20(2), 511–520.
  55. Pittelkow C.M., Linquist B.A., Lundy M.E., Liang X., Groenigen K.J., Lee J., Gestel N., Six J., Venterea R.T., Kessel Ch., 2015. When does no-till yield more? A global meta-analysis. Field Crops Res. 183, 156–168. http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2015.07.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.07.020
  56. Reckling M., Döring T.F., Bergkvist G., Stoddard F.L., Watson C.A., Seddig S., Chmielewski F.M., Bachinger J., 2018. Grain legume yields are as stable as other spring crops in long-term experiments across northern Europe. Agron. Sustain. Dev. 38, 63. https://doi.org/10.1007/s13593-018-0541-3. DOI: https://doi.org/10.1007/s13593-018-0541-3
  57. Rotundo J.L., Westgate M.E., 2009. Meta-analysis of environmental effects on soybean seed composition. Field Crop. Res. 110, 147–156. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2008.07.012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2008.07.012
  58. Šařec O., Šařec P., Dobek T., 2005. Uprawa i zbiór soi. Materiały konferencyjne 8 Międzynarodowej Konferencji Naukowej pt. „Teoretyczne i aplikacyjne problemy inżynierii rolniczej”. Wrocław–Polanica Zdrój 2, 218–220.
  59. Sharma S., Kaur M., Goyal R., Gill B.S., 2014. Physical characteristics and nutritional composition of some new soybean (Glycine max (L.) Merrill) genotypes. J. Food Sci. Technol. 51, 551–557. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0517-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-011-0517-7
  60. da Silva G.F., Calonego J.C., Luperini B.C.O., Chamma L., Alves E.R., Rodrigues S.A., Putti F.F., da Silva V.M., de Almeida Silva M., 2022. Soil – plant relationships in soybean cultivated under conventional tillage and long-term no-tillage. Agronomy 12, 697. https://doi.org/10.3390/ agronomy12030697 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy12030697
  61. Skowera B., Puła J., 2004. Skrajne warunki pluwiotermiczne w okresie wiosennym na obszarze Polski w latach 1971–2000. Acta Agroph. 3(1), 171–177.
  62. Skowera B., 2014. Zmiany warunków hydrotermicznych na obszarze Polski (1971−2010) Fragm. Agron. 31(2), 74–87.
  63. Stanisławska-Glubiak E., Korzeniowska J., 2010. Skuteczność zlokalizowanego nawożenia kukurydzy i grochu w tradycyjnym i zerowym systemie uprawy roli. Fragm. Agron. 27(1), 160–169.
  64. Szulc P., Dubas A., 2013. Plonowanie kukurydzy (Zea Mays L.) po orce i nawożeniu obornikiem zastosowanych jednorazowo po wieloletniej bezorkowej uprawie roli i nawożeniu wyłącznie mineralnym. Fragm. Agron. 30(4), 173–180.
  65. Szwejkowska B., 2005. Wpływ intensywności uprawy grochu siewnego na zawartość i plon białka. Acta Sci. Pol. Agricultura 4(1), 153–161.
  66. Taylor H.M., 1980. Soybean growth and yields affected by row spacing and by seasonal water supply. Agron. J. 69, 729–732.
  67. Tyczewska A., Gracz J., Twardowski T., Małyska A., 2014. Soja przyszłością polskiego rolnictwa? Nauka 4, 121–138.
  68. Wilcox J.R., Shibles R.M., 2001. Interrelationships among seed quality attributes in soybean. Crop Sci. 41, 11–14. DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci2001.41111x
  69. Zielińska-Dawidziak M., Nawracała J., Piasecka-Kwiatkowska D., Król E., Staniek H., Krejpcio Z., 2012. Wpływ roku zbioru nasion soi (Glycine max L. Merill) na akumulację żelaza z roztworów FeSO4. Fragm. Agron. 29(4), 183–193.

Downloads

Download data is not yet available.

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 > >> 

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.