INFLUENCE OF VARIOUS MINERAL NUTRITION CONDITIONS ON BIOLOGICAL ACTIVITY OF MEADOW-CHERNOZEM SOILS AND PRODUCTIVITY OF AGRICULTURAL CROP
УДК: 631.465:631.559:631.8 DOI: 10.31588/2073-0462-2026-21-2-46-53 EDN: EIRUNT
Keywords:
enzymatic activity, meadow-chernozem soil, mineral fertilizers, fertility, productivityAbstract
The study was conducted to assess the influence of various forms of mineral fertilizers on soil enzymatic activity, cellulose decomposition rate and crop yields, with the aim of improving fertilization systems. The study was conducted from 2022 to 2024 in Omsk region in a long-term stationary field experiment, which included the following treatments: no fertilizer (control), N60, P60 and N60P60. The experimental plot soil was a medium-humus, heavy loamy meadow-chernozem soil. Enzymatic activity was determined in air-dried samples. Meteorological conditions during the observation period and crops grown influenced the soil's enzymatic activity. Catalase demonstrated its highest activity under perennial grass crops towards the end of growing season, in August, reaching 2.03 O2 cm3/min. No significant effects of nitrogen and phosphorus fertilizers on invertase and urease activity were observed. The highest rate of cellulose decomposition in the soil was observed in oil flax crops, where this indicator varied from 0.82 to 0.95% per day, compared to 0.60 to 0.71% per day under perennial grasses and 0.69 to 0.85% per day under the sorghum-sudanic hybrid. Under the current conditions, the use of N60P60 in flaxseed, orchardgrass mixed with sainfoin and sorghum-sudanic hybrid crops was most effective, yielding 1.54 t/ha of oilseeds and 4.21 and 5.23 t/ha of aboveground plant dry matter, respectively.
References
1. Sheikh S. A., Atmapoojya S. L. Experimental study on factors affecting the efficiency of microbially induced carbonate precipitation in soil. Materials Today // Proceedings. 2022. Vol. 60. No. 4. P. 275-280. doi: 10.1016/j.matpr.2021.12.530.
2. Проворов Н. А., Тихонович И. А. Сельскохозяйственная микробиология и симбиогенетика: синтез классических идей и конструирование высокопродуктивных агроценозов (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2022. Т. 57. № 5. С. 821–831. doi: 10.15389/agrobiology.2022.5.821rus.
3. Белоусов А. А., Белоусова Е. Н., Кухбуди Д. Д. Динамика каталазной активности чернозема обыкновенного в условиях минимизации обработки // Вестник КрасГАУ. 2021. № 5 (170). С. 103–108.
4. Магда Е. В., Мазиров М. А., Зинченко М. К. Активность каталазы и инвертазы при различной интенсивности механической обработки почвы // Владимирский земледелец. 2022. № 2 (100). С. 24–30.
5. Завалин А. А., Алешин М. А. Использование растениями азота в различных агроценозах. М.: ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д. Н. Прянишникова», 2024. 310 с.
6. Почвы ксерофитных лугов Среднего Подесенья: к вопросам накопления органических веществ и биохимической активности / С. Н. Поцепай, Л. Н. Анищенко, М. В. Семышев и др. // Аграрная наука. 2024. № 3. С. 109–113. doi: 10.32634/0869-8155-2024-380-3-109-113.
7. Микробиологические индикаторы экологических функций почв (обзор) / Д. А. Никитин, М. В. Семенов, Т. И. Чернов и др. // Почвоведение. 2022. № 2. С. 228–243. doi: 10.31857/S0032180X22020095.
8. Soil enzyme activity in response to long-term organic matter manipulation / Z. Kotroczó, Z. Veres, I. Fekete, et al. // Soil Biology and Biochemistry. 2014. Vol. 70. P. 237–243.
9. Ферментативная активность орошаемых луговых почв Бухарского оазиса / Л. А. Гафурова, Г. М. Набиева, Д. Ю. Махкамова и др. // Современные тенденции в научном обеспечении агропромышленного комплекса: Коллективная монография / Под редакцией В. В. Окоркова. Иваново: ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ», 2020. С. 13–15.
10. Зинченко М. К., Зинченко С. И. Оценка ферментативной активности серой лесной почвы агросистем // Аграрный вестник Верхневолжья. 2019. № 2 (27). С. 5–11. doi: 10.35523/2307-5872-2019-27-2-5-11.
11. Relative impacts of tillage, residue management and crop-rotation on soil bacterial communities in a semi-arid agroecosystem / Y. E. Navarro-Noya, S. Gomez, N. Montoya-Ciriaco, et al. // Soil Biology and Biochemistry. 2013. No. 65. P. 86–95. doi: 10.1016/j.soilbio.2013.05.009.
12. Osler G. H. R., Sommerkorn M. Toward a complete soil C and N cycle: Incorporating the soil fauna // Ecology. 2007. No. 88. P. 1611–1621. doi: 10.1890/06-1357.1.
13. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. 252 с.
14. Тихомирова Л. Д. Биологический метод определения плодородия почвы // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1973. № 5. С. 15–18.
15. Wang X., Chi Y., Song S. Important soil microbiota's effects on plants and soils: a comprehensive 30-year systematic literature review // Frontiers in Microbiology. 2024. Vol. 15. P. 1347745. doi: 10.3389/fmicb.2024.1347745.
16. Халикова Л. В., Кавеленова Л. М. Почвенный микробоценоз в агросреде как динамичная система: первичные результаты оценки изменений // Самарский научный вестник. 2023. Т. 12. № 2. C. 91–97. doi: 10.55355/snv2023122114.
17. Эффективность применения минеральных удобрений в орошаемом севообороте / Н. Н. Шулико, А. Ю. Тимохин, Е. В. Тукмачева и др. // Плодородие. 2023. № 2 (131). С. 82–88. doi: 10.25680/S19948603.2023.131.19.
1. Sheikh SA, Atmapoojya SL. Experimental study on factors affecting the efficiency of microbially induced carbonate precipitation in soil. Materials today proceedings. 2022; Vol.60. No.4. 275-280 p. doi: 10.1016/j.matpr.2021.12.530.
2. Provorov NA, Tikhonovich IA. [Agricultural microbiology and symbiogenetics: synthesis of classical ideas and construction of highly productive agrocenoses (review)]. Selskokhozyaystvennaya biologiya. 2022; Vol.57. 5. 821-831 p. doi: 10.15389/agrobiology.2022.5.821rus.
3. Belousov AA, Belousova EN, Kukhbudi DD. [Dynamics of catalase activity of ordinary chernozem under conditions of minimized tillage]. Vestnik KrasGAU. 2021; 5 (170). 103-108 p.
4. Magda EV, Mazirov MA, Zinchenko MK. [Catalase and invertase activity under different intensities of mechanical tillage]. Vladimirskiy zemledelets. 2022; 2 (100). 24-30 p.
5. Zavalin AA, Aleshin MA. Ispolzovanie rasteniyami azota v razlichnykh agrotsenozakh. [Nitrogen use by plants in various agrocenoses]. Moscow: FGBNU Vserossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut agrokhimii imeni D.N.Pryanishnikova. 2024; 310 p.
6. Potsepay SN, Anishchenko LN, Semyshev MV. [Soils of xerophytic meadows of Middle Podesenya region: on the accumulation of organic matter and biochemical activity]. Agrarnaya nauka. 2024; 3. 109-113 p. doi: 10.32634/0869-8155-2024-380-3-109-113.
7. Nikitin DA, Semenov MV, Chernov TI. [Microbiological indicators of ecological functions of soils (review)]. Pochvovedenie. 2022; 2. 228-243 p. doi: 10.31857/S0032180X22020095.
8. Kotroczo Z, Veres Z, Fekete I. Soil enzyme activity in response to long-term organic matter manipulation. Soil Biology and Biochemistry. 2014; Vol.70. 237-243 p.
9. Gafurova LA, Nabieva GM, Makhkamova DYu. Fermentativnaya aktivnost oroshaemykh lugovykh pochv Bukharskogo oazisa. Sovremennye tendentsii v nauchnom obespechenii agropromyshlennogo kompleksa: kollektivnaya monografiya. [Enzyme activity of irrigated meadow soils of Bukhara oasis. Modern trends in scientific support of the agro-industrial complex: collective monograph]. / Editorship V.V. Okorkov. Ivanovo: FGBNU Verkhnevolzhskiy FANTs. 2020; 13-15 p.
10. Zinchenko MK, Zinchenko SI. [Assessment of enzymatic activity of gray forest soil of agrosystems]. Agrarnyy vestnik Verkhnevolzhya. 2019; 2 (27). 5-11 p. doi: 10.35523/2307-5872-2019-27-2-5-11.
11. Navarro-Noya YE, Gomez S, Montoya-Ciriaco N. Relative impacts of tillage, residue management and crop-rotation on soil bacterial communities in a semi-arid agroecosystem. Soil Biology and Biochemistry. 2013; No.65. 86-95 p. doi: 10.1016/j.soilbio.2013.05.009.
12. Osler GHR, Sommerkorn M. Toward a complete soil C and N cycle: Incorporating the soil fauna. Ecology. 2007; No.88. 1611-1621 p. doi: 10.1890/06-1357.1.
13. Khaziev FKh. Metody pochvennoy enzimologii. [Methods of soil enzymology]. Moscow: Nauka.2005; 252p.
14. Tikhomirova LD. [Biological method for determining soil fertility]. Sibirskiy vestnik selskokhozyaystvennoy nauki. 1973; 5. 15-18 p.
15. Wang X, Chi Y, Song S. Important soil microbiota's effects on plants and soils: a comprehensive 30-year systematic literature review. Frontiers in Microbiology. 2024; Vol.15. 1347745 p. doi: 10.3389/fmicb.2024.1347745.
16. Khalikova LV, Kavelenova LM. [Soil microbiocenosis in the agricultural environment as a dynamic system: primary results of change assessment]. Samarskiy nauchnyy vestnik. 2023; Vol.12. 2. 91-97 p. doi: 10.55355/snv2023122114.
17. Shuliko NN, Timokhin AYu, Tukmacheva EV. [Efficiency of mineral fertilizer application in irrigated crop rotation]. Plodorodie. 2023; 2 (131). 82-88 p. doi: 10.25680/S19948603.2023.131.19.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
