The objective of this work was to evaluate the long-term effects of the surface application of lime on soil fertility and on the mineral nutrition and grain yield of soybean, and of black oat and sorghum in crop succession. The experiment was carried out on a clayey Oxisol, in a randomized complete block design, with four replicates. Treatments consisted of lime the rates of 0, 1,000, 2,000, and 4,000 kg ha-1, applied in October 2002 and November 2004. Soil samples were collected at five soil layers, down to 0.60-m depth. Surface liming was effective in reducing soil acidity and increasing Ca2+ and Mg2+ contents in the subsurface. Moreover, it increased available phosphorus contents and soil organic matter in the long term (48 to 60 months after the last lime application). Surface liming improved plant nutrition, mainly for N, Ca, and Mg, and increased dry matter production and grain yield of the crops, even in years with regular distribution of rainfall. The greatest productivities of soybean, black oat, and sorghum were obtained with the respective estimated lime doses of 4,000, 2,333, and 3,281 kg ha-1, for shoot dry matter, and of 2,550, 3,555, and over 4,000 kg ha-1, for grain yield.O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos em longo prazo da aplicação superficial de calcário sobre a fertilidade do solo e sobre a nutrição mineral e a produtividade de soja, e de aveia-preta e sorgo em sucessão. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho argiloso, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram das doses de calcário de: 0, 1.000, 2.000 e 4.000 kg ha-1, aplicadas em outubro de 2002 e novembro de 2004. Amostras de solos foram tiradas de cinco camadas do solo, até a profundidade de 0,60 m. A calagem superficial foi efetiva em reduzir a acidez do solo e elevar os teores de Ca+2 e Mg+2 em profundidade. Além disso, ela elevou os teores de fósforo disponível e de matéria orgânica do solo, em longo prazo (48 a 60 meses após a última calagem). A calagem superficial melhorou a nutrição das plantas, principalmente quanto a N, Ca e Mg, e aumentou a produção de matéria seca e a produtividade de grãos da culturas, mesmo em anos com distribuição regular de chuvas. As maiores produtividades de soja, aveia-preta e sorgo foram obtidas com as respectivas doses de calcário estimadas em 4.000, 2.333 e 3.281 kg ha‑1, para a matéria seca da parte aérea, e de 2.550, 3.555 e mais de 4.000 kg ha‑1, para a produção de grãos
