Changes in the content of organic carbon and physicochemical properties of sod-podzolic soil, crop rotation productivity as a result of long-term use of increasing doses of nitrogen fertilizers in the conditions of the Cis-Urals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of long-term application of increasing doses of nitrogen fertilizers on changes in the main fertility parameters of sod-podzolic heavy loamy soil (Albiс Retisol (Abruptic, Aric, Loamic)) was studied in a stationary experiment established in the Perm Territory in 1972. The assessment was performed in dynamics by rotations of the eight–field crop rotation (I–VI rotations) in the arable layer (0–20 cm) and at the end of the VI rotation along the profile in the 0–60 cm layer. The maximum losses of Corg content in the arable layer in all studied variants (without fertilizers, P60K60 (background), background + N30–120) were noted in the first rotation from 1.41–1.60 (initial level) to 1.12–1.22% (by 15–30%). No reliable further decrease in the amount of Corg in the soil (0–20 cm) was observed in the following rotations with the application of nitrogen fertilizers. The straw of grain crops in the experiment was alienated in the 1st–5th rotations, and plowed under in the 6th rotation, which affected the developing balance of Corg. An increase in the Corg content in the soil (0–20 cm) was noted at the end of the 6th rotation in the N120P60K60 variant, its amount became Close to the initial level. The Corg content at the end of the 6th rotation in the N30–90P60K60 variants was 16–20% less than the initial level, and the Corg reserves were 6.6–8.1 t/ha. Long–term application of nitrogen fertilizers at doses of N30–90P60K60 led to a decrease in the Corg content in the 20–40 and 40–60 cm soil layers; no decrease was found in the N120P60K60 variant. A decrease in the pHKCl index, the degree of soil saturation with bases, and an increase in hydrolytic acidity were noted at the end of the second rotation as a result of using high doses of nitrogen fertilizers N90–120P60K60, despite the liming carried out at the beginning of this rotation. Deterioration in soil acidity began to be observed only with the fourth rotation when using low doses of N30–60P60K60. The productivity of crop rotation as a result of using N30–120P60K60 fertilizers increased by 15–20%.

About the authors

M. T. Vasbieva

Perm Federal Research Center Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: vasbieva@mail.ru
Perm region, Lobanovo, 614532 Russia

References

  1. Бакина Л.Г., Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Изменение содержания и состава гумуса дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в длительном полевом опыте по известкованию // Почвоведение. 2011. № 5. С. 572–581.
  2. Башкин В.Н. Повышение эффективности использования азота: проблемы и пути решения. Сообщение 1. Агрогеохимические подходы // Агрохимия. 2022. № 7. С. 82–96. https://doi.org/10.31857/S0002188122070031
  3. Васбиева М.Т., Завьялова Н.Е., Шишков Д.Г. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при длительном применении азотных, фосфорных и калийных удобрений в условиях Предуралья // Почвоведение. 2022. № 11. С. 1415–1425. https://doi.org/10.31857/S0032180X22110132
  4. Гасанова Е.С., Малявская А.В., Стекольников К.Е., Мязин Н.Г. Влияние многолетнего внесения удобрений и мелиоранта на основные показатели плодородия чернозема выщелоченного // Вестник Воронеж. гос. аграрного ун-та. 2023. Т. 16. № 3. С. 42–52. https://doi.org/10.53914/issn2071-2243_2023_3_42
  5. Гомонова Н.Ф. Эколого-агрохимические функции удобрений при их длительном применении (50 лет) в агроценозе на дерново-подзолистой почве: дис. … докт. биологических наук. М., 2010. 278 с.
  6. Днепровская В.Н., Шубина О.И. Эффективность применения соломы в различных видах пара в полевом севообороте // Вестник ИрГСХА. 2024. № 120. С. 6-14.
  7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 352 с.
  8. Завалин А.А., Шафран С.А. Об эффективности использования аммиачной селитры и карбамида // Агрохимический вестник. 2024. № 6. С. 3–7. https://doi.org/10.24412/1029-2551-2024-6-001
  9. Замятин С.А., Изместьев В.М. Влияние культур севооборота на среднегодовое поступление растительных остатков за ротацию севооборотов // Вестник Марийского гос. ун-та. Сер. Сельскохозяйственные науки. Экономические науки. 2016. Т. 2. № 1. С. 18–22.
  10. Иванов А.И. Почвенно-агрохимическое обоснование системы удобрения на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах Северо-Запада России: дис. … докт. с-х наук. Санкт-Петербург, 2000. 295 с.
  11. Козлова Л.М., Носкова Е.Н., Попов Ф.А. Оптимизация полевых севооборотов, как фактор сохранения почвенного плодородия и экологизации земледелия // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 3. С. 147–153. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3-147-153
  12. Кудеяров В.Н. Эмиссионный фактор закиси азота при применении азотных удобрений в земледелии России // Агрохимия. 2021. № 11. С. 3–15. https://doi.org/10.31857/S0002188121110089
  13. Лыков А.М. К методике расчетного определения гумусового баланса почвы в интенсивном земледелии // Известия ТСХА. 1979. № 3. С. 21–34.
  14. Павлова К.М., Виноградов Д.В., Березнов А.В., Габибов М.А. Агрохимическое состояние темно-серых лесных почв при длительном использовании под пашню // Плодородие. 2024. № 5(140). С. 9-12. https://doi.org/10.25680/S19948603.2024.140.02
  15. Попова С.И., Митрофанова Е.М., Зиганьшина Ф.М. Известкование кислых почв в Предуралье. Пермь: От и До, 2013. 252 с.
  16. Романенков В.А., Беличенко М.В., Рухович О.В., Никитина Л.В., Иванова О.И. Эффективность использования азота в длительных и краткосрочных опытах агрохимслужбы и Геосети Российской Федерации // Агрохимия. 2020. № 12. С. 28–37. https://doi.org/10.31857/S0002188120120091
  17. Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.
  18. Сычев В.Г., Налиухин А.Н. Изучение потоков углерода и азота в длительных полевых опытах геосети с целью снижения выбросов парниковых газов и повышения депонирования диоксида углерода агроценозами // Плодородие. 2021. № 6. С. 38–41. https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.123.10
  19. Сычев В.Г., Налиухин А.Н. Потребность в минеральных удобрениях с учетом роста урожаев и воспроизводства плодородия почв России // Плодородие. 2024. № 4. С. 5–10. https://doi.org/10.25680/S19948603.2024.139.01
  20. Сычев В.Г., Налиухин А.Н., Шевцова Л.К., Рухович О.В., Беличенко М.В. Влияние систем удобрения на содержание почвенного органического углерода и урожайность сельскохозяйственных культур: результаты длительных полевых опытов Географической сети России // Почвоведение. 2020. № 12. С. 1521–1536. https://doi.org/10.31857/S0032180X20120138
  21. Сычев В.Г., Шафран С.А., Виноградова С.Б. Плодородие почв России и пути его регулирования // Агрохимия. 2020. № 6. С. 3–13. https://doi.org/10.31857/S0002188120060125
  22. Цыбулько Н.Н. Вклад азота почвы и удобрений в формирование урожаев сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых почвах // Почвоведение и агрохимия. 2018. № 2. С. 43–54.
  23. Чеботарев Н.Т., Микушева Е.Н., Мушинский А.А. Влияние минеральных удобрений на фоне известкования на фракционный состав и баланс гумуса дерново-подзолистой почвы севера // Аграрная наука. 2019. № 9. С. 51–54. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2019-331-8-51-54
  24. Шаповалова Н.Н., Шустикова Е.П., Воропаева А.А. Влияние длительного внесения минеральных удобрений на продуктивность полевого севооборота в прямом действии и последействии // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 2. С. 11–14.
  25. Шафран С.А. Вклад минеральных удобрений в формирование урожайности полевых культур. Сообщение 1. Азотные удобрения // Агрохимия. 2021. № 7. С. 27–35. https://doi.org/10.31857/S0002188121070097
  26. Шихова Л.Н., Чеглакова О.А. Изменение кислотности и состава ППК при длительном внесении возрастающих доз минеральных удобрений в дерново-подзолистой почве // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 6. С. 32-36. https://doi.org/10.31857/S2500262722060072
  27. Castellano M.J., David M.B. Long-term fate of nitrate fertilizer in agricultural soils is not necessarily related to nitrate leaching from agricultural soils // Proceed. National Acad. Sci. USA (PNAS). 2014. V. 11. Р. E766. https://doi.org/10.1073/pnas.1321350111
  28. Karami S., Soltani Sh., Jasemi K. Positive and Negative Impact of Nitrogen Fertilizer on Soil Properties and Nutrient Dynamic // Asian J. Res. Agriculture Forestry. 2023. V. 9. P. 233–240. https://doi.org/10.9734/ajraf/2023/v9i3228
  29. Meng X., Zhang X., Li Yu., Jiao Ya., Fan L., Jiang Yu., Qu Ch., Filimonenko E., Jiang Yu., Tian X., Shi Ji., Kuzyakov Ya. Nitrogen fertilizer builds soil organic carbon under straw return mainly via microbial necromass formation // Soil Biol. Biochem. 2024. V. 188. P. 109223. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2023.109223

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».