Influence of crop rotations on soil density

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The survey objective is to study and evaluate soil density as one of its most important agrophysical properties. А two-factor experiment was conducted with two establishment of trial in 1996-2021 yrs.: factor A - crop rotations (one grain-grass and three fruit-changing), factor B - the level of mineral fertilizers. For the first time in the Mari El Republic, it was studied and found that the soil bulk density under perennial legumes in a layer of 0-20 cm was 1.34-1.28 g/cm3, under winter crops 1.29-1.28 g/cm3, spring crops 1.26-1.24 g/cm3, potatoes 1.15-1.12 g/cm3. Soil density decreased by the end of the growing season. Long-term fertilizations promotes the root development and leads to soil decompaction. The lowest average density per rotation was under the crops of the second crop rotation, where manure was used for potatoes. It was 1.24-1.23 g/cm3 at the beginning of the growing season. Potato cultivation increased soil density by 0.01 g/cm3 without organic fertilizations in crop rotations I and III. Perennial grasses without growing potatoes further increased the soil density at the vegetation beginning to 1.27-1.26 g/cm3. This trend persisted under crop rotations by the middle of the growing season. The difference between the soil density of grain-grass and fruit-changing crop rotations was 0.03-0.04 g/cm3 by the vegetation end.

About the authors

S. A Zamyatin

Mari Agricultural Research Institute - Mari Agricultural Research Institute - Branch of Federal Agricuctural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky

Email: zamyatin.ser@mail.ru

A. K Svechnikov

Mari Agricultural Research Institute - Mari Agricultural Research Institute - Branch of Federal Agricuctural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky

References

  1. Балабанов С.С. и др. Биологизация земледелия и плотность почвы в зернопаропропашном севообороте // Вестник Курской ГСХА. 2013. № 1. С. 68-70.
  2. Беленков А.И., Пискунова А.С. Урожайность полевых культур и плодородие дерново-подзолистой почвы в зависимости от обработки в опыте ЦТЗ // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия. Курск: ФГБНУ "Курский ФАНЦ", 2019. С. 48-52.
  3. Благополучная О.А., Девтерова Н.И. Нетрадиционные энергосберегающие способы обработки почв тяжелого механического состава в звене севооборота // Новые технологии. 2020. № 1. С. 124-131. doi: 10.24411/2072-0920-2020-10113.
  4. Богомолова Ю.А., Саков А.П., Ивенин А.В. Влияние обработки почвы и удобрений на изменения ее агрофизических свойств и урожайность сои в звене зернового севооборота // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. Т. 64. № 3. С. 62-69. doi: 10.30766/2072-9081.2018.64.3.62-69.
  5. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1986. 415 с.
  6. Гангур В.В. Влияние сельскохозяйственных культур, их соотношения в разноротационных севооборотах левобережной лесостепи Украины на плотность почвы и урожайность // Вестник Прикаспия. 2018. № 1 (20). С. 36-43.
  7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
  8. Зинченко С.И. Изменение плотности сложения в агроэкосистемах серой лесной почвы // Владимирский земледелец. 2020. № 4 (94). С. 4-7. doi: 10.24411/2225-2584-2020-10137.
  9. Калинин О.С., Кравченко Р.В. Влияние систем основной обработки почвы и предшественников на плотность почвы в посевах сахарной свеклы // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского ГАУ. 2021. № 173. С. 61-75. doi: 10.21515/1990-4665-173-006.
  10. Козлова Л.М., Носкова Е.Н., Попов Ф.А. Оценка развития болезней зерновых культур при ресурсосберегающих системах обработки почвы и применении биопрепаратов в адаптивно-ландшафтном земледелии // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020. Т. 21. № 6. P. 721-732. doi: 10.30766/2072-9081.2020.21.6.721-732.
  11. Конищев А.А., Гарифуллин И.И., Конищева Е.Н. О методике использования характеристики "Оптимальная плотность" в исследованиях по обработке почвы // Владимирский земледелец. 2019. № 1 (87). С. 16-20. doi: 10.24411/2225-2584-2019-10047.
  12. Кузыченко Ю.А., Кобозев А.К. Физическое состояние пахотного слоя почвы при различных способах основной обработки в звене севооборота // Сельскохозяйственный журнал. 2018. Т. 1. № 11. С. 27-31.
  13. Новоселов С.И., Кузьминых А.Н., Еремеев Р.В. Плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур в зависимости от основной обработки и севооборота // Плодородие. 2019. № 6 (111). С. 22-25. doi: 10.25680/S19948603.2019.111.06.
  14. Сабитов М.М. Севооборот - основа стабилизации плодородия почв и продуктивности культур // Известия Самарского научного центра РАН. 2019. Т. 21. № 6 (92). С. 89-94. doi: 10.32786/2071-9485-2019-04-12.
  15. Самаркин А.А. и др. Плотность сложения пахотного слоя почвы в зависимости от приемов обработки почвы, схемы и способов посадки картофеля // Вестник Казанского ГАУ. 2017. Т. 12. № 1 (43). С. 36-39. doi: 10.12737/article_59368709c7e266.13191535.
  16. Чевердин Ю.И. Взаимосвязь плотности сложения с эффективным плодородием почв // Итоги и перспективы развития агропромышленного комплекса. Прикаспийский НИИ аридного земледелия, 2018. С. 185-186.
  17. Черкасов Г.Н., Акименко А.С. Совершенствование севооборотов и структуры посевных площадей для хозяйств различной специализации Центрального Черноземья // Земледелие. 2016. № 5. С. 8-11.
  18. Щигрова Л.И., Николаев В.А. Оценка структурного состояния дерново-подзолистой почвы по ее плотности // Доклады ТСХА. М.: Российский ГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2021. С. 187-190.
  19. Эседуллаев С.Т., Мельцаев И.Г. Биологизированные севообороты - основной фактор повышения плодородия дерново-подзолистых почв и продуктивности пашни в Верхневолжье // Аграрный вестник Урала. 2019. № 11 (190). С. 18-26. doi: 10.32417/article_5dcd861e3d2300.42959538.
  20. Abu-Hamdeh N.H. Compaction and subsoiling effects on corn growth and soil bulk density // Soil & Water Management & Conservation. 2003. Vol. 67. № 4. P. 1213-1219. doi: 10.2136/sssaj2003.1213.
  21. Atkinson B.S., Sparkes D.L., Mooney S.J. Effect of seedbed cultivation and soil macrostructure on the establishment of winter wheat (Triticum aestivum) // Soil and tillage research. 2009. Vol. 103. № 2. P. 291-301. doi: 10.1016/j.still.2008.10.027.
  22. Bian D. et al. Effects of tillage practices on root characteristics and root lodging resistance of maize // Field Crops Research. 2016. Vol. 185. P. 89-96. doi: 10.1016/j.fcr.2015.10.008.
  23. Busari M.A. et al. Conservation tillage impacts on soil, crop and the environment // International soil and water conservation research. 2015. Vol. 3. № 2. С. 119-129. doi: 10.1016/j.iswcr.2015.05.002.
  24. Ishaq M. et al. Subsoil compaction effects on crops in Punjab, Pakistan: II. Root growth and nutrient uptake of wheat and sorghum // Soil and tillage research. 2001. Vol. 60. № 3. P. 153-161. doi: 10.1016/S0167-1987(01)00177-5.
  25. Raghavan G.S.V. et al. Vehicular traffic effects on development and yield of corn (maize) // Journal of Terramechanics. 1979. Vol. 16. № 2. P. 69-76. doi: 10.1016/0022-4898(79)90002-8.
  26. Scott D.I. et al. The effects of wheel-induced soil compaction on anchorage strength and resistance to root lodging of winter barley (Hordeum vulgare L.) // Soil and Tillage Research. 2005. Vol. 82. № 2. P. 147-160. doi: 10.1016/j.still.2004.06.008.
  27. Shaheb M.R., Venkatesh R., Shearer S.A. A review on the effect of soil compaction and its management for sustainable crop production // J. Biosyst. Eng. 2021. Vol. 46. № 4. P. 417-439. doi: 10.1007/s42853-021-00117-7.
  28. Thomas G.W., Haszler G.R., Blevins R.L. The effects of organic matter and tillage on maximum compactability of soils using the proctor test // Soil Science. 1996. Vol. 161. № 8. С. 502-508.
  29. Tracy S.R. et al. Quantifying the impact of soil compaction on root system architecture in tomato (Solanum lycopersicum) by X-ray micro-computed tomography // Annals of Botany. 2012. Vol. 110. № 2. P. 511-519. doi: 10.1093/aob/mcs031.
  30. Voorhees W.B. Long-term effect of subsoil compaction on yield of maize // Advances in Geoecology. 2000. № 32. P. 331-338.
  31. Wu X. et al. Individual and combined effects of soil waterlogging and compaction on physiological characteristics of wheat in southwestern China // Field Crops Research. 2018. Vol. 215. P. 163-172. doi: 10.1016/j.fcr.2017.10.016.

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies