Ефективність технології вирощування бавовнику в умовах плівкового покриття
Анотація
Бавовник (Gossypium hirsutum L.) належить до стратегічно важливих теплолюбних технічних культур, що є джерелом високоякісного волокна та цінної олійної сировини. Метою дослідження є оцінка впливу плівкового укриття та оптимізованих режимів зрошення на ріст, розвиток, тривалість вегетаційного періоду та врожайність бавовнику на основі аналізу літературних джерел. Методи. Аналіз досягнень науковців світу в галузі застосування плівки під посіви бавовнику. Результати. Одним із ключових лімітуючих чинників вирощування бавовнику є вплив низьких температур, які виступають потужним абіотичним стресором. За умов холодового стресу відбувається дисбаланс активних форм кисню, порушується функціонування фотосинтетичного апарату, інгібуються фізіолого-біохімічні процеси, що призводить до уповільнення росту й розвитку рослин та, як наслідок, зниження врожайності й погіршення якості продукції. Особливої актуальності зазначена проблема набуває в умовах Степу України, який розташований у зоні північної межі вирощування бавовнику. Впровадження технології мульчування, зокрема вирощування культури під полімерними плівковими укриттями, є ефективним агротехнічним заходом для нівелювання негативного впливу абіотичних стресових чинників. Застосування плівкових матеріалів забезпечує підвищення температурного режиму ґрунту, збереження вологи, оптимізацію водного балансу, сприяє прискоренню ростових процесів, формуванню більш раннього врожаю та підвищенню ефективності використання водних ресурсів. Висновки. На основі аналізу сучасних досліджень встановлено, що застосування плівкового мульчування у поєднанні з крапельним зрошенням сприяє покращенню температурного та водного режимів ґрунту, активізації ростових процесів рослин бавовнику, скороченню тривалості вегетаційного періоду та підвищенню врожайності. Доведено також підвищення ефективності використання води в умовах обмежених водних ресурсів.
Посилання
2. Li W., Wang Z., Zhang J., Zong R. Soil salinity variations and cotton growth under long-term mulched drip irrigation in saline-alkali land of arid oasis. Irrig. Sci. 2021. 40, 103–113. DOI:10.1007/s00271-021-00749-9.
3. Wu Y., Zhao W., Meng Y., et al. Relationships between temperature-light meteorological factors and seedcotton biomass per boll at different boll positions. J. Integr. Agric. 2018. 17, 1315–1326. doi: 10.1016/S2095-3119(17)61820-3.
4. Yang S., Chen X., Yan L., Jiang D. Performance of three different spades for residual plastic film recycling machine. Appl. Eng. Agric. 2020. 36, 187–195. doi: 10.13031/aea.13368.
5. Can H., Wang X., Wang S., et al. Impact of agricultural residual plastic film on the growth and yield of dripirrigated cotton in arid region of Xinjiang, China. Int. J. Agr. Biol. Eng. 2020. 13, 160–169. doi: 10.25165/j.ijabe.20201301.5084.
6. Tan Q., Yang L., Wei F., Chen Y., Li J. Comparative life cycle assessment of polyethylene agricultural mulching film and alternative options including different end-of-life routes. Renew. Sustain. Energy Rev. 2023. 178:113239. doi: 10.1016/j.rser.2023.113239.
7. Bandopadhyay S., Liquet y González J. E., Henderson K. B., et al. Soil microbial communities associated with biodegradable plastic mulch films. Front. Microbiol. 2020. 11:587074. doi: 10.3389/fmicb.2020.587074.
8. Sintim H. Y., Flury M. Is biodegradable plastic mulch the solution to agriculture’s plastic problem? Environ. Sci. Technol. 2017. 51:1068–1069. doi: 10.1021/acs.est.6b06042.
9. Sintim H. Y., Bary A. I., Hayes D. G., et al. In situ degradation of biodegradable plastic mulch films in compost and agricultural soils. Sci. Total Environ. 2020. 727:138668. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.138668.
10. Kim S. J., Shim J-Y., Park K. M., et al. Comparison of decomposition of biodegradable mulching films under variable soil microbial conditions. Front. Microbiol. 2025. 16:1674576. doi: 10.3389/fmicb.2025.1674576
11. Ma Z., Liu J., Wen Y., et al. Effects of Different Film Types on Cotton Growth and Yield under Drip Irrigation. Sustainability. 2024. 16(10):4173. https://doi.org/ 10.3390/su16104173.
12. Zong R., Wang Z., Zhang J., Li W. The response of photosynthetic capacity and yield of cotton to various mulching practices under drip irrigation in Northwest China. Agric. Water Manag. 2021. 249, 106814. DOI:10.1016/j.agwat.2021.106814.
13. Chen W., Jin M., Ferre T.P.A., et al. Soil conditions affect cotton root distribution and cotton yield under mulched drip irrigation. Field Crops Res. 2020. 249, 107743. DOI:10.1016/j.fcr.2020.107743.
14. Hu C., Wang X., Wang S., et al. Impact of agricultural residual plastic film on the growth and yield of dripirrigated cotton in arid region of Xinjiang, China. Int. J. Agric. Biol. Eng. 2020. 13, 160–169. DOI:10.25165/j.ijabe.20201301.508.
15. Li Y., Zhao C., Yan C., et al. Effects of agricultural plastic film residues on transportation and distribution of water and nitrate in soil. Chemosphere. 2020. 242, 125131. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.125131. Epub 2019.
16. Wang X., Qiao D., Chen Y., et al. Effects of long-term film mulching on the characteristics of soil residual film in topsoil layer of maize planted in northern China. Fresenius Environ. Bull. 2022. 31, 2881–2888.
17. Zhang Z., Zhang L., Tian H., et al. Photosynthetic characteristics of cotton are enhanced by altering the timing of mulch film removal. J Cotton Res. 2021. 4, 17. https://doi.org/ 10.1186/s42397-021-00091-7.
18. Jiang Z., Wang Q., Ning S., et al. Growth and Yield Response and Water Use Efficiency of Cotton under Film-Mulched Drip Irrigation to Magnetized Ionized Water and Bacillus subtilis in Saline Soil in Xinjiang. Agronomy. 2023. 13(6):1644. https://doi.org/ 10.3390/agronomy13061644.
19. Ning S., Chen C., Zhou B., Wang Q. Evaluation of normalized root length density distribution models. Field Crops Res. 2019. 242, 107604. https://doi.org/ 10.1016/j.fcr.2019.107604.
20. Ning S., Zhou B., Shi J., Wang Q. Soil water/salt balance and water productivity of typical irrigation schedules for cotton under film mulched drip irrigation in northern Xinjiang. Agric. Water Manag. 2021. 245, 106651. https://doi.org/ 10.1016/j.agwat.2020.106651.
21. Zhang T., Zhai Y., Ma X., et al. Towards environmental sustainability: Life cycle assessment-based water footprint analysis on China’s cotton production. J. Clean. Prod. 2021. 313:127925. doi: 10.1016/j.jclepro.2021.127925.
22. Kamble Z., Behera B. K. Upcycling textile wastes: Challenges and innovations. Text. Prog. 2021. 53:65–122. doi: 10.1080/ 00405167.2021.1986965.
23. Zhang Z., Rumi S. S., Lucia L. A., Abidi N. Waste treat waste: Alginate calcium versus alginate acid gels in upcycling waste cotton linter as composite biosorbent. Ind. Crops Prod. 2023. 205:117512. doi: 10.1016/j.indcrop.2023.117512.
24. Zhang Z., Rumi S. S., Lucia L. A., Abidi N. Transforming low-quality cotton fibers into dye adsorbents. Environ. Chem. Lett. 2024:1–7. doi: 10.1007/s10311-023-01692-1.
25. Wang C., Su J., Liu T. A sustainable strategy to transform cotton waste into renewable cellulose fiber self-reinforcing composite paper. J. Clean. Prod. 2023. 429:139567. doi: 10.1016/j.jclepro.2023.139567.
26. Fan W., Wang Q., Rong K. et al. MXene enhanced 3D needled waste denim felt for high-performance flexible supercapacitors. Nano-Micro Lett. 2024. 16:36. doi: 10.1007/s40820-023-01226-y.
27. Zhou C., Girouard F., O’Brien B., et al. Construction of chevaux-de-frise from cellulose nanocrystals to enable mechano-bactericidal activity on recycled waste cotton films. Green Chem. 2022. 24:1109–1113. doi: 10.1039/D2GC00073C.
28. Gao W., Tu Q., Wang P., et al. Conductive Polymer/Nanocellulose Composites as a Functional Platform for Electronic Devices: A Mini-Review. Polym. Rev. 2023. 64:162–191. doi: 10.1080/ 15583724.2023.2220018.
29. Demirci S., Sahiner M., Rumi S. S., et al. The Use of Low-Quality Cotton-Derived Cellulose Films as Templates for In Situ Conductive Polymer Synthesis as Promising Biomaterials in Biomedical Applications. Macromolecular Materials and Engineering. 2024. Vol. 310(1).2400246. https://doi.org/ 10.1002/mame.202400246.
30. Rumi S. S., Liyanage S., Abidi N. Conversion of low-quality cotton to bioplastics. Cellulose. 2021. 28:2021–2038. doi: 10.1007/s10570-020-03661-1.
31. Erdal N. B., Hakkarainen M. Degradation of cellulose derivatives in laboratory, man-made, and natural environments. Biomacromolecules. 2022. 23:2713–2729. doi: 10.1021/acs.biomac.2c00336.
32. Técher D., Aran D., Silva M.D., et al. Field evaluation of the cotton-strip assay for quantifying decomposition rates in extensive green roof substrates. Urban Forestry & Urban Greening. 2024. Vol. 94. 128292. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2024.128292.
33. Rumi S.S., Liyanage S., Zhang Z., Abidi N. Upcycling Low-Quality Cotton Fibers into Mulch Gel Films in a Fast Closed Carbon Cycle. Gels. 2024. 23;10(4):218. doi: 10.3390/gels10040218. PMID: 38667637; PMCID: PMC11049410.
34. Singh K., Dhillon B. S., Limba V. Effect of Mulching on Growth and Productivity of Bt Cotton (Gossypium hirsutum L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2021. Vol. 10(01). https://doi.org/10.20546/ijcmas.2021.1001.304.
35. Tan S., Wang Q., Zhang J., et al. Performance of AquaCrop model for cotton growth simulation under film-mulched drip irrigation in southern Xinjiang, China. Agricultural Water Management. 2018. 196(8):99-113. DOI:10.1016/j.agwat.2017.11.001.
36. Yang Z., Hu Y., Zhao Y., et al. Effects of film mulching on cotton yield and water use efficiency in China: a metaanalysis. Sci Rep. 2026. 8;16(1):7801. doi: 10.1038/s41598-026-37124-7. PMID: 41656294; PMCID: PMC12949007.
37. Hu Y., Zhao Y., Li L., et al. Effects of film mulching on cotton yield and water use efficiency in China: a metaanalysis. cts of film mulching on cotton yield and water use efficiency in China: a meta-analysis. Scientific Reports.2026. 16(1). DOI:10.1038/s41598-026-37124-7
38. Sun D., Li H., Wang E., et al. An overview of the use of plastic-film mulching in China to increase crop yield and water-use efficiency. Natl Sci Rev. 2020.2;7(10):1523-1526. doi: 10.1093/nsr/nwaa146.
39. Mo F., Mo F., Li X., et al. Alternating small and large ridges with full film mulching increase linseed (Linum usitatissimum L.) productivity and economic benefit in a rainfed semiarid environment. Field Crops Research. 2018. 219, 120–130. https://doi.org/ 10.1016/J.FCR.2018.01.036.
40. Fu W., Fan J., Hao M. D., et al. Evaluating the effects of plastic film mulching patterns on cultivation of winter wheat in a dryland cropping system on the Loess Plateau, China. Agric. Water Manag. 2021. 244, 106550. 10.1016/j.agwat.2020.106550. DOI: 10.1016/j.agwat.2020.106550.
41. GaoY., Li Y., Wang Y., et al. Effect of different film color mulching on dry matter and grain yield of oil flax in dryland. Oil Crop Science. 2020. Vol. 5(2)., P. 17-22/ https://doi.org/ 10.1016/j.ocsci.2020.04.003.
42. Yang Z., Hu Y., Zhao Y., et al. Effects of film mulching on cotton yield and water use efficiency in China: a metaanalysis. Sci Rep. 2026. 8;16(1):7801. doi: 10.1038/s41598-026-37124-7. PMID: 41656294; PMCID: PMC12949007.
43. Ermatov Q., Bekkulov B., Ibragimdjanov B., et al. Results of a study on the mechanization of photodegradable film application in cotton crops. AIP Conf. Proc.2025. Vol. 3268(1). 3268, 040015. https://doi.org/ 10.1063/5.0257480.
44. Wang H., Yin Z., Zhang L., et al. Irrigation modulates the effect of increasing temperatures under climate change on cotton production of drip irrigation under plastic film mulching in southern Xinjiang. Front. Plant Sci. 2022. 13:1069190. doi: 10.3389/fpls.2022.1069190.
45. Nie T. Z., Tang Y., Jiao Y., et al. Effects of irrigation schedules on maize yield and water use efficiency under future climate scenarios in heilongjiang province based on the AquaCrop model. Agronomy. 2022. 12, 810. doi: 10.3390/agronomy12040810.
46. Dubey S. K., Sharma D. Assessment of climate change impact on yield of major crops in the banas river basin, India. Sci. Total Environ.2018. 635, 10–19. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.03.343.
47. Anwa R. M. R., Wang B., Liu D. L. et al. Late planting has great potential to mitigate the effects of future climate change on Australian rain-fed cotton. Sci. Total Environ.2020. 714, 136806. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.136806.
48. Irmak S., Sandhu R., Kukal M. S. Multi-model projections of trade-offs between irrigated and rainfed maize yields under changing climate and future emission scenarios. Agric. Water Manage. 2022. 261, 107344. doi: 10.1016/j.agwat.2021.107344.
49. Alizadeh M. R., Adamowski J., Nikoo M. R., et al. A century of observations reveals increasing likelihood of continental-scale compound dry-hot extremes. Sci. Adv. 2020.6, aaz4571. doi: 10.1126/sciadv.aaz4571.
50. Rashid M., Jabloun M. А., Andersen M. N., et al. Climate change is expected to increase yield and water use efficiency of wheat in the north China plain. Agric. Water Manage. 2019. 222, 193–203. doi: 10.1016/j.agwat.2019.06.004.
51. Alvar-Beltrán J., Heureux A., Soldan R., et al. Assessing the impact of climate change on wheat and sugarcane with the AquaCrop model along the indus river basin, Pakistan. Agric. Water Manage. 2021.253, 106909. doi: 10.1016/j.agwat.2021.106909
52. Li N., Lin H., Wang T., et al. Impact of climate change on cotton growth and yields in xinjiang, China. Field Crops Res. 2020. 247, 107590. doi: 10.1016/j.fcr.2019.107590

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.


