Changes of soil fertility and yield of crops when applying fertilizers in a grain-arable crop rotation of the central black-earth region for a short and long time

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Aim of the investigations was to reveal changers in soil fertility and yield of main crops in a grain-arable crop rotation with fertilizer effect in 1st rotation (short -term application) and 10th rotation (long-term application) under conditions of the Central Black-Earth Region. The work was performed in a long-term field experiment using low-humic leached chernozem under conditions of Voronezh region. The data of 1936–1945 (1st crop rotation) and 2018–2022 (10th rotation) years were analyzed. The experiment scheme including saturation of 1 ha of arable land with fertilizers: without fertilizers, N10P10K10 + 2.8 t/ha of manure, N20P20K20 + 2.8 t/ha of manure, N30P30K30 + 2.8 т t/ha of manure, and N10P10K10 + 5.6 t/ha of manure. Change of soil fertility in the layer of 0–20 cm from 1 to 10 rotation under influence of fertilizers appeared as increase of hydrolytic acidity (by 5.26… 83.3 %), exchange K2O content (by 18.9…74.4 %), cation exchange capacity (by 27.8…35.7 %) and mobile P2O5 (by 7.81…9.00 %) (when using N20P20K20 + 2,8 t/ha of manure and N30P30K30 + 2,8 t/ha of manure); also, decrease of humus content by 0.41…0.73 %, N-NO3 by 25.3…47.7 % and P2O5 by 13.3–31.6 % in the control and in the variants with N10P10K10 + 2.8 or 5.6 t/ha of manure was noted. Long-term application of fertilizers in a crop rotation improved grain yield of barley by 11.3…50.1 %, oats by 4.0…51.2 %, winter wheat by13.4…30.6 % and sugar beet roots by 15.0…36.7 %, and reduced green mass of a clover 6.1…23.0 %. But, in addition, it increased by-products’ yield of each crop by 6.1…23.0 %. Productivity of the fertilized arable land per 1 ha increased by 3.30…18.3 % from 1st to 10th rotation (minus yield improvement by 0.96 thousand grain units/ha due to cultivation of more productive modern varieties). Long-term application of N30P30K30 + 2.8 т t/ha of manure ensured the greatest level of crop rotation soil fertility and productivity. This was achieved by twice-repeated application of N135P135K135 for sugar beet and one application of 25 t/ha of manure in fallow during 9-field crop rotation.

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. A. Minakova

Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar

Author for correspondence.
Email: olalmin2@rambler.ru

Dr. Sci. (Agr.)

Russian Federation, 396030, Voronezhskaya obl., Ramonskii r-n, pos. VNIISS, 86

L. V. Alexandrova

Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar

Email: olalmin2@rambler.ru
Russian Federation, 396030, Voronezhskaya obl., Ramonskii r-n, pos. VNIISS, 86

V. M. Vilkov

Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar

Email: olalmin2@rambler.ru
Russian Federation, 396030, Voronezhskaya obl., Ramonskii r-n, pos. VNIISS, 86

References

  1. Концепция развития агрохимии и агрохимического обслуживания сельского хозяйства Российской Федерации на период до 2010 г. / Г. А. Романенко, А. Л. Иванов, В. А. Клюкач и др. М.: ВНИИА, 2005. 80 с.
  2. Плодородие почв, основные понятия / А. С. Фрид, И. Е. Королева, Д. С. Булгаков и др. // Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. М.: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева, 2013. Т. 2. С. 5–8.
  3. Волынкин В. И., Волынкина О. В., Копылов А. Н. Изменение почвенного плодородия при длительном применении удобрений в Курганской области // Агрохимия. 2019. № 8. С. 3‒13.
  4. Последействие длительного использования систем удобрения на показатели плодородия почвы / Т. Ю. Бортник, К. С. Клековкин, А. Ю. Карпова и др. // Плодородие. 2022. № 3 (126). С. 42‒45.
  5. Влияние длительного применения удобрений на состав, свойства и структурные характеристики гумусовых кислот основных типов почв. Сообщение 1 / Л. К. Шевцова, В. А. Черников, В. Г. Сычев, и др. // Агрохимия. 2019. № 10. С. 3‒15.
  6. Влияние систем удобрения на содержание почвенного органического углерода и урожайность сельскохозяйственных культур: результаты длительных полевых опытов Географической сети России / В. Г. Сычев, А. Н. Налиухин, Л. К. Шевцова и др. // Почвоведение. 2020. № 12. С. 1521‒1536.
  7. Тютюнов С. И., Карабутов А. П., Соловиченко В. Д. Динамика подвижного калия в черноземе типичном в связи с различным уровнем интенсивности использования пашни // Земледелие. 2017. № 8. С. 7‒10.
  8. Влияние длительного применения минеральных удобрений на плодородие чернозема выщелоченного Западного Предкавказья / А. Х. Шеуджен, Л. М. Онищенко, Т. Н. Бондарева и др. // Агрохимия. 2017. № 5. С. 3‒11.
  9. Дмитриев Н. Н., Гамзиков Г. П. Систематическое применение удобрений как фактор стабилизации плодородия серых лесных почв и продуктивности зерновых культур в зернопаровом севообороте // Агрохимия. 2015. № 2. С. 3‒12.
  10. Сычев В. Г., Беличенко М. В., Романенков В. А. Этапы развития, результаты исследований и актуальные проблемы длительных агрохимических полевых опытов Географической сети опытов с удобрениями // Агрохимия. 2018. № 1. С. 3‒16.
  11. Тютюнов С. И., Цыгуткин А. С., Логвинов И. В. Урожай сахарной свёклы в зависимости от севооборота, способа основной обработки почвы, доз минеральных и органических удобрений // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 1. С. 3‒7.
  12. Минакова О. А., Косякин П. А., Александрова Л. В. Удобрение сахарной свеклы в Центрально-Черноземном районе РФ // Агрохимия. 2022. № 1. С. 10‒20.
  13. Воронин А. Н., Соловиченко В. Д. Влияние различных систем земледелия на продуктивность черноземов юго-западной части Центрально-Черноземной зоны // Плодородие. 2019. № 5 (110). С. 31‒33.
  14. Кудеяров В. Н. Почвенно-биогеохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 109‒121.
  15. Гамзиков Г. П. Почвенная диагностика азотного питания растений и применения азотных удобрений в севооборотах // Плодородие. 2018. № 1 (100). С. 8‒14.
  16. Пискунов А. С. Методы агрохимических исследований. М., КолосС, 2004. 312 с.
  17. Королев В. А., Громовик А. И. Влияние продолжительности сельскохозяйственного использования на содержание и запасы гумуса в почвах Каменной Степи // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2017. № 1. С. 71‒74.
  18. Котченко С. Г., Ерёмина Д. В. Агрогенные изменения химических свойств темно-серых лесных почв северного Зауралья // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 10 (192). С. 42‒50.
  19. Минакова О. А., Александрова Л. В., Подвигина Т. Н. Изменение физико-химических свойств чернозема выщелоченного и урожайности сахарной свеклы при длительном применении удобрений в ЦЧР // Агрохимия. 2021. № 2. С. 37‒46.
  20. Мухамадиев Р. Х, Ибатуллина Р. П. Решение проблемы почвоутомления на примере ООО «Агрокомплекс «АК БАРС» // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (46). С. 26‒31.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences