У статті відображено результати досліджень, отриманих у довготривалих польових дослідах упродовж 1971–2007 років. Метою дослідження було моделювання родючості ґрунту та продуктивності озимих зернових культур залежно від природних та агротехнічних заходів у Південному Степу України. Дослідження виконували на дослідному полі Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції Національної академії аграрних наук України. За результатами дослідження встановлено, що із зростанням норми внесення мінерального азоту у складі органо-мінеральних систем удобрення погіршується структурно агрегатний склад чорнозему південного за рахунок збільшення його брилистих фракцій. Визначено, що довготривале систематичне використання органо-мінеральних систем удобрення на чорноземі південному позитивно впливає на водостійкість ґрунту, вміст загального азоту та його фракцій. З’ясовано, що найбільш глибокі зміни відбуваються за використання мінеральної системи удобрення. Визначено, що внесення повного мінерального добрива з різними нормами азоту поліпшує трофічний режим ґрунту та підвищує показники напруженості мінералізаційних процесів, а також продуктивність сівозміни у середньому на 10,5 %, що відображає зростання ефективної родючості чорнозему південного. Із досліджених варіантів із застосуванням органо-мінеральних систем удобрення у Південному Степу України, найбільш сприятливим не тільки за рівнем продуктивності, але й за коефіцієнтом гуміфікації виявився варіант з щорічним внесенням органічних та мінеральних добрив
озимі зернові культури, сівозміна, органо-мінеральні системи удобрення, родючість ґрунту, урожайність, моделювання