Transformation of morphological characteristics and profile coloration of a light-gray forest surface-gleyed soil under long-term agricultural use
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2026-(80)-1-4Keywords:
soil, profile, horizon, agrogenic transformation, morphological characteristics, fertilization, liming, colorAbstract
The article presents the results of a study on the morphological transformation of a light-gray forest surface-gleyed soil profile under 61 years of agricultural use, in a long-term stationary field experiment established in 1965. The study aimed to determine changes in morphological characteristics associated with prolonged agricultural impact, fertilization, and liming systems. Research was conducted in 2026 at the beginning of the 12th rotation of a four-field crop rotation. Six treatments were studied: unfertilized (control); periodic liming with 1.0 n CaCO₃ HA; 10 t of manure on ha; organo-mineral systems with N65P68K68 and N30P34K34 combined with 1.0 n CaCO₃ HA; and systematic application of N65P68K68. Six soil profiles were examined using morphogenetic and comparative-analytical methods, and horizon color was determined using the Munsell scale. Long-term agrogenic impact resulted in complex transformation of the profile morphology, expressed in changes in color, humification, distinctness of genetic horizon boundaries, and eluvi-illuvial differentiation. The color of the AEg arable and AEg sub-arable horizons remained stable across treatments (10YR 6/3). The most pronounced changes occurred in the Ehg, Beg, and Bg horizons. Organic promoted darkening and a stronger visual manifestation of humus in the upper profile. Whereas organo-mineral systems with CaCO₃ produced less distinct horizon boundaries. The greatest color transformation occurred in the Bg horizon, characterized by lightening and a hue shift from 10YR to 2.5Y. The results demonstrate the long-term agrogenic transformation of morphological properties in acidic, low-fertility soils and highlight the role of fertilization and liming in shaping chemical profile differentiation.
References
1. Балюк С. А., Трускавецький Р. С. Ґрунтознавство в Україні: досягнення, пріоритети та перспективи. Вісник аграрної науки. 2021. № 12 (825). С. 18–27. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202112-02.
2. Гавришко О. С. Роль глобальної мережі тривалих польових сільськогосподарських дослідів (GLTEN) у практичній підготовці здобувачів вищої освіти в галузі сучасних аграрних наук. Scientific and pedagogical internship «Development trends in the system of agricultural education: Baltic states’ experience» : Internship proceedings (July 3 – August 13, 2023. Riga, the Republic of Latvia). Riga, Latvia : «Baltija Publishing», 2023. P. 9–12.
3. Зміни ґрунтового профілю ясно-сірого лісового поверхнево-оглеєного ґрунту за тривалого використання / М. А. Ткаченко та ін. Збірник наукових праць Національного наукового центру "Інститут землеробства НААН". 2015. Вип. 2. С. 32‒41.
4. Паньків З. Генетичний статус профільно-диференційованих ґрунтів Передкарпаття. Теорія і практика генетичного ґрунтознавства : колективна монографія / за ред. З. П. Паньківа. Львів : ЛНУ імені Івана Франка, 2023. С. 130–152. https://geography.lnu.edu.ua/wp-content/uploads/2023/09/monohrafiia-Theory-practice-of-genetic-soil-science-2023-book.pdf.
5. Позняк С. П., Гнатишин М. А. Глобальна ініціатива «4 PER 1000» та можливості її реалізації в Україні. Український географічний журнал. 2021. № 2 (114). С. 11–19. https://doi.org/10.15407/ugz2021.02.011.
6. Стаціонарні польові досліди України. Реєстр атестатів / За ред. А. С. Заришняка, С. А. Балюка, М. В. Лісового. К. : Аграрна наука, 2014. 146 с.
7. Ткаченко М. А. Відтворення родючості сірих лісових ґрунтів за різних систем удобрення та хімічної меліорації у Правобережному Лісостепу : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра с.-г. наук : спец. 06.01.03 “Агроґрунтознавство і агрофізика”. Київ, 2015. 46 с.
8. Цапко Ю. Л., Даньків К. Я., Оліфір Ю. М. Морфологічні зміни ґрунтового профілю ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного ґрунту під впливом агронавантажень. Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія : Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство. 2016. № 2. С. 33–37.
9. Changes in soil organic matter content and quality after application of different organic and mineral fertilisers in 27-year long-term field experiments on luvisol / J. Balík et al. Front. Soil Sci. 2025. 5:1540137. https://doi.org/10.3389/fsoil.2025.1540137.
10. Chapter 1 ‒ Long-term agricultural research at Rothamsted / A. J. Macdonal et al. [In:] Bhullar, G. S., Riar, A. (Eds.), Long-Term Farming Systems Research. Academic Press, 2020. P. 15–36. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818186-7.00002-3.
11. Dziczek J., Świtoniak M., Sykuła M. The impact of erosion on the spatial variability of main properties, genesis, and systematic position of soils in the Wieliczka Foothills, southern Poland – a case study from the Bemke Campus area. Soil Science Annual, 2025. 76 (3), 209899. https://doi.org/10.37501/soilsa/209899.
12. From chernozem to Luvisol or from Luvisol to Chernozem? A discussion about the relationships and limits of the two types of soils A case study of the soil catena of Hrusov, Czechia / B. Strouhalova et al. Geografie, 2020. 125 (4), 473‒500. https://doi.org/10.37040/geografie2020125040473.
13. Gajda A. M., Czyż E. A., Ukalska-Jaruga A. Comparison of the Effects of Different Crop Production Systems on Soil Physico-Chemical Properties and Microbial Activity under Winter Wheat. Agronomy, 2020. 10 (8), 1130. https://doi.org/10.3390/agronomy10081130.
14. GLTEN: The Global Long-Term Agricultural Experiment Network. Rothamsted Research. https://www.rothamsted.ac.uk/facilities-and-resources/glten-global-long-term-agricultural-experiment-network
15. Gray Luvisols are polygenetic / M. F. Dyck et al. Canadian Journal of Soil Science. 2022. 103 (1), 121–133. https://doi.org/10.1139/cjss-2022-0035.
16. IUSS Working Group WRB, 2022. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria.
17. Liming Enhances Soil Phosphorus Cycling in Long-Term Agricultural Fields / Y. Wang et al. European Journal of Soil Science. 2025. 76, e70238. https://doi.org/10.1111/ejss.70238.
18. Munsell Soil Color Charts. Baltimore 2, Maryland, U. S. A., 2000. 10 p.
19. Świtoniak M., Mroczek P., Bednarek R. Luvisols or Cambisols? Micromorphological study of soil truncation in young morainic landscapes – Case study: Brodnica and Chełmno Lake Districts (North Poland). CATENA. 2016. 137. 583–595. https://www.mindat.org/reference.php?id=16572902.
20. The effects of agrogenic transformation on soil profile morphology, organic carbon and physico-chemical properties in Retisols of Western Lithuania / J. Volungevicius et al. Archives of Agronomy and Soil Science. 2018. 64 (13), 1910–1923. https://doi.org/10.1080/03650340.2018.1467006.
21. The Relationship Between Organic Carbon and Ca in the Profile of Luvisols: A Case Study of a Long-Term Experiment in Pulawy, Poland / D. Pikuła et al. Agriculture, 2025. 15 (6), 598. https://doi.org/10.3390/agriculture15060598.
22. Transformations of different soils under natural and anthropogenized land management / J. Volungevičius et al. Zemdirbyste-Agriculture. 2019. 106, 3‒14. https://doi.org/10.13080/z-a.2019.106.001.
23. Veenstra, J., Burras, C. Soil profile transformation after 50 years of agricultural land use. Soil Science Society of America Journal. 2015. 79 (4), 1154–1162. https://doi.org/10.2136/sssaj2015.01.0027.
24. Witkowska-Walczak B., Turski M. Porosity and water useful for plants in Luvisols created from sandy silt and silt. International Agrophysics. 2004. 18. 189–194.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Олег ГАВРИШКО, Юрій ОЛІФІР, Тетяна ПАРТИКА, Надія КОЗАК, Олександр ГОРЛІНСЬКИЙ (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
