Influence of organic and mineral fertilizers on cereal yields, arable land productivity and soil fertility maintenance | Влияние видов органических и минеральных удобрений на урожайность зерновых продуктивность пашни и сохранения плодородия почвы

English. The influence of organic (manure, green manure, root and cut plant residues, which were cultivated in fallows) and mineral fertilizers on organic matter (humus) accumulation, cereal yields and arable land productivity in crop rotation was determined. The systematic application of manure in the fallow field increased humus content in topsoil by 0.19%, the combination of manure and fertilizers for grain crops – by 0.51% (up to 2.0%). Annual accumulation of organic matter was 459-522 kg/ha. Crop rotation with seeded and green-manured fallows provided deficit-free balance of humus and accumulation of fresh organic matter 213-305 kg/ha per year (0.32-0.43%). Replacing of complete fallows on seeded and green-manured ones in 7-field crop rotations increased not only the total content of humus, but also its transformed fraction (HTF), Ctrans = 0.52-0.71%. The minimum level of inert biologically inactive humus components was noted in the variant with the permanent fallow (0.78%). The content of HTF was closely correlated with cereal yield and productivity of arable land, r = 0.77. Depending on fallow type HTF increase ensured grain yield at the level of 2.38-2.90 t/ha and arable land productivity 2,680-3,050 feed units per hectare. The efficiency of mineral fertilizers was low (11.7-29.6%). The bioenergetics potential of crop rotation without mineral fertilizer application was 4.2-5.6, with NPK application it was 3.0-4.6. Annual organic matter loss reached 168-254 kg/ha in 6-field crop rotations without perennial grasses and continuous barley seeding, reducing humus content and HTF to 0.19-0.29%. The decrease in soil fertility provided high efficiency of fertilizers. Grain yield increased on 55.8-57.8% with its usage. The bioenergetics potential of crop rotations without fertilizer was 0.02-0.57, with NPK application it was 0.98-1.07. Thus, the replacement of complete fallows on seeded and green-manured ones not only improved the input of crop rotations in environment creation, but also provided its ecology stability.

Russian. Определяли влияние органических (навоза, зелёных удобрений, корневых и поукосных растительных остатков культур, возделываемых в паровых полях) и минеральных удобрений на накопление органического вещества (гумуса), урожайность зерновых и продуктивность пашни в севообороте. Систематическое внесение навоза в паровом поле повышает содержание гумуса в пахотном слое почве на 0,19%, сочетание навоза с внесением удобрений под зерновые – на 0,51% (до 2,0%). Ежегодное накопление гумуса составляет 459-522 кг/га. Севообороты с занятым и сидеральными парами обеспечивают бездефицитный баланс гумуса и накопление свежего гумуса в количестве 213-305 кг/га в год (0,32-0,43%). Замена чистого пара на занятый и сидеральный в 7-польных севооборотах способствует повышению общего содержания гумуса и его трансформируемой фракции (ТФГ) (Сtrans=0,52-0,71%). Наименьший уровень инертных биологически неактивных компонентов гумуса отмечен в варианте с бессменным паром (0,78%). Содержание ТФГ тесно коррелирует с урожаем зерновых и продуктивностью пашни – r=0,77. В зависимости от вида пара повышение ТФГ обеспечивает получение урожайности зерновых без удобрений на уровне 2,38-2,90 т/га при продуктивности пашни 2,68-3,05 тыс. корм.ед./га. Эффективность минеральных удобрений невысока (11,7-29,6%). Биоэнергетический потенциал севооборота без минеральных удобрений составляет 4,2-5,6, с внесением NPK – 3,0-4,6. В 6-польных севооборотах без многолетних трав и при бессменном посеве ячменя ежегодные потери гумуса достигают 168-254 кг/га, снижая содержание гумуса и ТФГ до 0,19-0,29%. Уменьшение эффективного плодородия почвы обеспечивает высокую эффективность удобрений. Урожайность зерновых при их использовании возрастает на 55,8-57,8%. Биоэнергетический потенциал севооборотов без удобрений составляет 0,02-0,57, с внесением NPK – 0,98-1,07. Замена чистых паров на занятые и сидеральные повышает средообразующую роль и обеспечивает экологическую устойчивость севооборотов.