Accumulation of soil residues in short rotation crop rotations
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2023-(73)-1-3Keywords:
organic matter, organic fertilizers, humus balance, root and post-harvest residues, crop rotationAbstract
The influence of short-rotational crop rotations and fertilization systems on the accumulation of organic substances in the arable layer of a typical deep low-humus chornozem was studied.
It was established that under specialized grain-rowing and grain-rowing crop rotations, which were by 30 and 20 % saturated with sunflower, accumulated the largest amount of plant remains. Totally entered the soil 31.83 and 30.45 t, and per
1 ha of the crop rotation area – 6.36 and 6.09 t respectively.
The application of white mustard as a siderate over the years of research formed the above-ground mass, which correlates with the amount of underground. During the crop rotation, 3.09 tons of siderate mass was received, by the grain-rowing crop rotation – 3.06 tons, specialized grain-rowing crop rotation – 2.92 tons, and for row-rowing crop rotation – 2.66 tons of air-dry organic mass.
It was proved that the application of the mineral fertilization system resulted in the amount of post-harvest residues for growing soybeans – 2.92 t/ha, winter wheat – 8.01 t/ha, sunflower – 3.93 t/ha, barley – 4.60 t/ha, corn – 9.63 t/ha, which is, respectively, 0.66 t/ha of soybeans, 2.37 t/ha of winter wheat, 1.21 t/ha of sunflower, 0.91 t/ha of barley, 3.6 t/ha ha of corn more than in the version without fertilizers. A smaller amount of plant residues accumulated on the background of the organo-mineral fertilization system, in the agrocenosis of soybeans – 2.81 t/ha, winter wheat – 7.39 t/ha, sunflower – 3.81 t/ha, barley – 4.36 t/ha , corn – 7.88 t/ha.
The total amount of newly formed humus in grain-row crop rotation was 12.38 t/ha, of which 9.40 t/ha underwent mineralization, the balance of organic matter is positive and amounts to 0.59 t per 1 ha of crop rotation area.
Calculations of the humus balance for row crop rotation showed that the total amount of newly formed humus is 10.96 t/ha, of which 9.85 t/ha underwent mineralization. Growing peas, sunflowers, and corn in a row rotation led to a negative balance of soil organic matter, which was 0.75; 0.65 and 0.17 t/ha, respectively. It is important to note that in the agrocenosis of winter wheat and sunflower, the predecessor of which was winter wheat, the level of humus formation was positive and was, respectively, 0.65 and 1.60 t/ha.
The highest indicators of the level of soil enrichment by humus were found in crop rotation, which was (+0.42 t/ha), grain-row rotation ‒ (+0.59 t/ha), specialized grain-row crop rotation ‒ (+0.47 t/ha), row crop rotation ‒ (+0.22 t/ha).
References
1. Балаєв А. Д., Гаврилюк М. В., Стопа В. П. Родючість чорноземів Лісостепу за використання мінімізації обробітку ґрунту і елементів біологізації землеробства. Вісник Харківського національного аграрного університету. 2013. № 1. С. 8–11.
2. Богданович Р. П., Олійник В. С. Вплив надходження рослинних решток культур короткоротаційної сівозміни на вміст рухомих гумусових речовин в чорноземі типовому легкосуглинковому Правобережного Лісостепу. Наукові праці Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків. 2014. Вип. 21. С. 20‒24.
3. Булигін С. Ю., Дегтярьов В. В., Кронін С. В. Гумусовий стан чорноземів України. Вісник аграрної науки. 2007. № 2. С. 13‒16.
4. Вплив екологізованих систем удобрення на родючість сірого лісового ґрунту та врожайність пшениці озимої / О. Л. Дубицький та ін. Вісник аграрної науки. 2021. № 9. С. 55‒63. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202109-08.
5. Вплив систем удобрення на органічну речовину та агрохімічні показники чорнозему типового / Є. В. Скрильник та ін. Агрохімія i ґрунтознавство : міжвід. темат. наук. зб. 2019. Вип. 88. С. 74‒78. DOI: https://doi.org/10.31073/acss88-10.
6. Гумусний стан чорнозему типового за різних способів обробітку в агроценозах Лівобережного Лісостепу / О. В. Демиденко та ін. Вісник аграрної науки. 2014. № 4. С. 58‒62.
7. Гумусованість і фізико-хімічні властивості чорноземів Лісостепу за міні-мізації обробітків і біологізації системи удобрення / А. Д. Балаєв та ін. Вісник аграрної науки. 2020. № 11. С. 24‒31. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202011-03.
8. Доценко О. В. Гумусний стан чорнозему типового під впливом тривалого внесення добрив. Вісник аграрної науки. 2012. № 12. С. 75–76.
9. Євтушенко Т. В., Тонха О. Л. Уміст і запаси гумусу залежно від удобрення і обробітку чорнозему типового. Науковий вісник НУБіП України. 2017. № 269. С. 168–176.
10. Мазур Г. А. Продуктивність агроценозу як функція рівня відтворення родючості ґрунтів. Вісник аграрної науки. 2012. № 12. С. 75–76.
11. Національна доповідь про стан родючості ґрунтів України / М. В. Присяжнюк та ін. ; Міністерство аграрної політики України та ін. Київ, 2010. 112 с.
12. Піковська О. В., Вітвіцька О. І. Вплив застосування соломи на показники родючості чорнозему типового. Науковий вісник НУБіП України. Серія : Агрономія. 2016. Вип. 235. С. 160–166.
13. Попов П. Д., Хохлов В. Ю., Егоров А. А. Органическое удобрение : справочник. Москва : Агропромиздат, 1988. С. 18‒21.
14. Сівозміни у землеробстві України / за ред. Сайка В. Ф., Бойка П. І. Київ : Аграрна наука, 2002. 146 с.
15. Ступенко О. В. Вплив внесення соломи і сидератів на баланс азоту мінеральних добрив і продуктивність культур. Вісник аграрної науки. 2005. № 4. С. 23–26.
16. Ткачук В. П., Трофименко П. І. Вміст гумусу за різного використання дерново-підзолистого супіщаного ґрунту та обсяги емісійних втрат СО2. Наукові доповіді НУБіП України. 2020. № 2 (84). DOI: https://doi.org/10.31548/dopovidi2020.02.007
17. Центило Л. В. Параметри вмісту гумусу в чорноземі типовому залежно від агровиробничого використання. Наукові доповіді НУБіП України. 2019. № 2 (78). DOI: http://dx.doi.org/10.31548/dopovidi2019.02.017.
18. Цилюрик О. І. Накопичення післяжнивних решток польових культур у ґрунті сівозміни Степу. Збірник наукових праць ННЦ «Інститут землеробства УААН». 2007. Вип. 2. С. 40‒46.
19. Чесняк Г. Я., Бацула О. О., Дерев’янко Р. Г. Параметри гумусного стану ґрунтів. Забезпечення бездефіцитного балансу гумусу в грунті. Київ : Урожай, 1987. 125 с.
20. Чумак В. С., Цилюрик О. І., Федоренко І. Є. Накопичення пожнивно-кореневих решток та продуктивність сівозмін в умовах Північного Степу. Бюлетень Інституту зернового господарства. 2005. № 26/27. С. 24‒28.
21. Чумак В. С. Наукове обґрунтування ефективності сівозмін і добрив в Північному Степу України : дис. … д-ра с.-г. наук : 06.01.01 / Дніпр. аграр. ун-т. Д., 2001. 435 с.
22. Effect of conservation tillage on crop productivity and nitrogen use efficiency / D. Jug et al. Soil and Tillage Research. 2019. Vol. 194. 104327. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104327.
23. Factors controlling soil organic carbon and total nitrogen stocks following afforestation with Robinia preudoacacia on cropland across China / Yangzhou Xiang et al. Forest Ecology and Management. 2021. V. 494. 119274. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119274.
24. Hai L., Li X. G., Guggenberger G. Long-term fertilization and manuring effects on physically-separated soil organic matter pools under a wheat-wheat-maize system in an arid region of China. Soil Biology Biochemistry. 2010. V. 42, № 2. P. 253‒259. DOI: https://doi:10.1016/j.soilbio.2009.10.023.
25. Increasing organic stocks in agricultural soils: knowledge gaps and potential innovations / C. Chenu et al. Soil and Tillage Research. 2019. Vol. 188. P. 41‒52. DOI: https://doi.org/10.1016j.still-2018.04.011.
26. Long-term effect of chemical fertilizer, straw, and manure on soil chemical and biological properties in northwest China / Enke Liu et al. Geoderma. 2010. V. 158, № 3/4. P. 173–180. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.04.029.
27. Long-term straw management and N fertilizer rate effects on quantity and quality of organic C and N and some chemical properties in two contrasting soils in Western Canada / Sukhdev S. Malhi et al. Biology and Fertility of Soils. 2011. V. 47, № 7. P. 785–800. DOI: https://doi:10.1007/s00374-011-0587-8.
28. Оptimization of plant densities of dolichos (Dolichos lablab l. var. lignosus) bean in the Right-Bank of Forest-Steppe of Ukraine / І. Bobos еt al. Agronomy Research. 2019. V. 17, Is. 6. P. 2195–2202. DOI: https://doi.org/10.15159/ar.19.223.
29. The crop residue conundrum: Maintaining Long-tern soil organic carbon stocks while reinforcing the bioeconomy, compatible endeavors / C. Andrade Diaz et al. Applied Energy. 2023. Vol. 329. 120192. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.120192.
30. West T. O., Six J. Considering the influence of sequestration duration and carbon saturation on estimates of soil carbon capacity. Climatic Change. 2007. V. 80, № 1/2. Р. 25‒41. DOI: https://doi.org/10.1007/s10584-006-9173-8.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 М. В. ВОЙТОВИК (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
