长期施肥人工草地土壤养分的剖面变化

苜蓿连作长期施P或施NPM均能增加土壤耕层的有机磷，全氮和碱解氮含量，长期施NPM对提高整个土壤剖面内的有机磷含量也有显著作用，而长期施P仅能改善土壤耕层有机碳含量，对耕层以下土壤的有机碳含量则有降低作用；粮草轮作系统中，随苜蓿生长年限的增加，整个土壤剖面的有机碳含量均有一定程度的提高，二、四年生苜蓿土壤的有机碳含量明显高于一年苜蓿土壤，土壤有机碳和全氮的在土壤剖面呈典型的“S”型分布，土壤剖面全氮和碱解氮含量变化有机碳变化有很好的相关性。     

长期不同施肥黑土碳氮库的组分特征

土壤有机质因组成和稳定机制等差异,具有很大的分解异质性,研究其分组特征,对于了解土壤有机质的质量具有十分重要的意义。本文利用物理分组法,对于土壤有机质组分性质影响少的优点,比较了长期不同施肥黑土不同组分碳氮库的数量变化。结果发现,23年后化肥(NPK)处理和化肥配施秸秆(NPKS)处理土壤有机碳、全氮含量波动不大。化肥配施有机肥(NPKM)处理土壤有机碳、全氮含量显著增加(P0.01)。进一步碳氮分组发现,有机无机配施(NPKS和NPKM)显著降低了有机质与矿质结合组分(150μm MF)的含量;NPKM处理显著增加了黑土粗有机质组分(150μm MOM)的比例。将大于150μm组分中有机质与矿质结合部分去除作为易分解库,剩余组分作为耐分解库,比较3种处理发现,与NPK处理相比,NPKS和NPKM处理易分解有机碳比例增加0.9和5.9个百分点;耐分解有机碳比例分别为下降14.2和18.8个百分点。易分解有机氮比例增加1.8和9.9个百分点;耐分解有机氮下降2.7和5.3个百分点。上述研究表明,NPKS和NPKM可以改善黑土土壤有机氮和土壤有机碳的数量和品质,且NPKM的效果显著优于NPKS处理。     

长期施肥条件下黑土有机碳和氮的动态变化

以黑土地区海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站的农田长期(1990～2004年)肥料定位试验土壤为试验材料,对不同施肥处理有机碳和氮进行了系统分析。结果表明,长期不施化肥(CK),土壤中有机碳、全氮、碱解氮及C/N呈现下降趋势;长期施用氮肥,土壤有机碳亏损速率较大,但土壤氮素变化较小,C/N保持相对稳定;长期施用磷肥,土壤有机碳含量下降速率较小,但全氮含量下降速率较大,因而C/N保持上升趋势;长期施用钾肥,土壤有机碳、氮及C/N变化趋势相同,但土壤有机碳含量下降速率较小,C/N增加较快。因此,通过调控化肥可以维持土壤的有机碳、全氮及碱解氮含量,保持土壤的持续生产力及提高作物产量。     

黑土颗粒有机碳和氮含量对有机肥剂量响应的定量关系

黑土是一种非常重要的耕种土壤,但是由于过度地开发利用和水土流失导致土壤有机质含量迅速下降,严重影响了耕地生产力和作物产量。为了能够快速恢复黑土肥力,利用海伦国家野外科学观测研究站内的长期定位试验,定量分析了黑土颗粒有机碳和氮含量对有机肥剂量的响应。田间试验开始于2001年,设置了4个施肥处理,分别为:1单施化肥(OM0);2低剂量有机肥与化肥配施(OM1);3中剂量有机肥与化肥配施(OM2);4高剂量有机肥与化肥配施(OM3)。在2011年播种前,采集各处理0~20 cm耕层土壤样品。应用有机碳物理分组方法,测定分析了土壤有机碳、氮及各组分的含量。研究结果表明长期不同剂量有机肥输入能够显著增加黑土总有机碳和全氮含量(P0.05),每增施1 t有机肥,土壤有机碳含量增加0.186 kg,土壤全氮含量增加0.02 kg,表明增加有机肥投入量是提高黑土有机碳含量的有效措施。有机肥的施用增加了土壤中粗颗粒和细颗粒组分,不同剂量有机肥处理表现为OM3OM2OM1OM0,而减小了土壤中矿质结合态组分的含量;随着有机肥施入量的增加,粗颗粒和细颗粒土壤有机碳和氮的含量呈增加的趋势,而矿质结合态中的有机碳含量则略有下降,表明粗颗粒和细颗粒有机碳和氮是黑土有机碳和氮的主要储存库,有机无机配施对土壤有机碳、氮的提升作用主要集中于对活性组分颗粒有机质的形成和积累。与OM0处理相比,有机肥的施入显著降低了颗粒有机质和矿质结合态有机质的C/N,并且随着有机肥施入量的增加而逐渐降低。与单施化肥相比,化肥有机肥配施能够显著增加土壤的总有机碳,全氮,颗粒有机碳、氮含量,其中以化肥配施高剂量有机肥效果最佳,有利于黑土土壤肥力的快速提升,改善黑土的土壤质量。     

长期定位施肥对潮土有机氮组分和有机碳的影响

利用河南封丘潮土的13年长期施肥试验,采用Bremner法研究了潮土耕层有机氮组成的变化,分析了长期施肥对土壤有机氮组份和有机碳含量的影响。与不施肥和单施化肥相比,施有机肥或有机肥与化肥配施显著提高了土壤全氮、酸解有机氮、酸解铵态氮、氨基酸态氮、非酸解有机氮和有机碳的含量。有机氮主要由酸解铵态氮和氨基酸态氮组成,其次为酸解未知态氮和非酸解有机氮,氨基糖态氮含量最小。施有机肥尤其利于氨基酸态氮和非酸解有机氮的形成。施肥处理的酸解有机氮占全氮的比例减小,主要是由氨基酸态氮、酸解铵态氮占全氮的比例减小所致。与1989年试验开始时的土壤初始值相比,施有机肥能提高土壤全氮含量和有机质含量。在供应等氮磷钾的情况下,有机无机配施增加了土壤供氮能力、有机质含量和作物产量,是维持土壤肥力和保护环境最优的施肥方式。     

景电灌区几种土地利用方式土壤有机碳和养分特征研究

对景电灌区土壤次生盐渍化的1年生枸杞地和多年生枸杞地、未盐渍化的小麦地和苜蓿地4种土地利用方式土壤有机碳和养分状况进行对比研究,结果表明:在0~60cm土层,小麦地土壤有机碳含量及其密度、全氮和速效磷含量均最高,苜蓿地均最低;土壤全氮与有机碳含量呈极显著正相关(r=0.791,P0.01);4种利用方式C/N比值均较低,多年生枸杞地C/N比值最高,1年生枸杞地最低;4种利用方式速效钾含量无显著差异;苜蓿地容重显著高于其他3种利用方式,这与其低的有机碳含量密切相关(r=0.420,P0.01)。与小麦地相比,1年生枸杞地土壤有机碳含量及其密度显著降低,全氮和速效磷含量有所降低;与1年生枸杞地相比,多年生枸杞地土壤有机碳含量及其密度有所增加,全氮含量显著降低,速效磷含量显著增加。这意味着该区耕地土壤发生次生盐渍化以后,土壤性状恶化;种植枸杞使次生盐渍化土壤性状有所改善。     

杭州湾南岸不同围垦年限农田土壤有机碳及其活性组分变化

采集杭州湾南岸围垦农田土壤样品(0-10,10-20,20-30,30-40,40-50cm),分析不同围垦时期(10,40,60,120a以上)农田土壤有机碳、水溶性有机碳、易氧化碳和轻组有机质的变化特征。结果表明:各有机碳活性组分变化规律总体上与土壤有机碳相近但亦有不同之处。随围垦时间增加,土壤有机碳及其活性组分呈增加趋势,但围垦40a以上,其含量均趋于相对稳定水平;其中0-10cm土层,土壤有机碳、水溶性有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量增幅依次为40.43%,14.23%,25.47%,13.68%。土壤有机碳及其活性组分含量主要分布在0-20cm土层,但水溶性有机碳略有差别。水溶性有机碳分配比例随围垦年限增加而减小,易氧化碳则相反。土壤有机碳与其活性组分之间均显著正相关,各组分与土壤全氮、土壤含水量呈显著正相关。综上表明,随围垦年限延长土壤有机碳含量增加但其稳定性有所下降,有机碳活性组分能够敏感地反映土壤有机碳动态特征。     

长期施用化肥对农田黑土有机碳和氮消长规律的影响

利用中国科学院海伦农业生态实验站黑土区的农田长期定位试验土壤(1990~2004年)为研究对象,研究了长期施用化肥对土壤有机碳和氮的消长规律的影响。结果表明,长期施用化肥,氮用量的增加对土壤有机碳含量的影响较大,使土壤有机碳含量降低,而对土壤氮素的含量影响较小;磷用量的增加对土壤有机碳含量的影响不大,但使土壤全氮含量下降较多,因而C/N比呈上升趋势;而钾用量的增加对土壤中的有机碳含量基本上没有影响,但使土壤全氮量下降明显,有效氮含量略有降低,C/N比呈现增加趋势。因此,通过调控化肥的用量可以维持土壤中的有机碳、全氮及有效氮含量,保持土壤的持续生产力,提高作物产量。     

水热梯度变化及不同施肥措施对东北地区土壤有机碳、氮影响

基于样区的野外观察、土壤实测数据和20年气象资料的统计,分析了东北样区内土壤有机碳含量、储量和土壤全氮含量的空间分布格局及其与年均温(t)、降雨量(p)、有效积温(s)和降雨量/年均温p/t之间的关系.分析了相同水热条件下长期施肥措施对土壤有机碳含量和土壤全氮含量的影响,以及不同水热条件下相同施肥措施间的差异.结果表明:样区内土壤有机碳含量、储量和土壤全氮沿纬度呈现出南低北高的分布趋势;有机碳含量、有机碳储量与气候因素之间存在良好的相关性,土壤全氮含量与p/t间存在良好的相关性.长期施肥处理表明,在相同水热条件下外源有机肥的加入,以及合理施肥都能提高土壤碳含量;相同施肥处理土壤有机碳、氮在不同水热梯度条件下差异显著.     

草灌植被恢复提高坡地土壤水稳性团聚体和碳、 氮含量的有效性: 退耕年限的影响

【目的】退耕还林还草是防治我国西部土壤侵蚀、 恢复土壤肥力的最重要措施。本研究选择陕北黄土高原的神木、 吴旗典型丘陵退耕还林还草区,研究不同退耕年限草(苜蓿)灌(沙棘)植被提高010 cm表层土壤有机碳、 速效氮和全氮储量和各级土壤水稳性团聚体含量分布的有效性,旨在揭示退耕还林工程提高坡耕地土壤质量的有效性机理,为我国坡耕地土壤肥力提高措施的选择提供科学依据。【方法】应用空间替代时间的方法,选择土壤类型和坡度一致的三个不同退耕年限的全坡地景观(包括坡上部、 坡中部和坡下部),采集土壤样品,分析有机碳等指标。【结果】草灌植被提高土壤有机碳、 速效氮和全氮储量及土壤水稳性团聚体含量的效应随退耕年限的增加而增加; 种植5年的沙棘林坡地土壤有机碳、 全氮和速效氮储量相对于退耕前分别提高了1.4、 0.5、 0.3倍,种植10年以上沙棘林地分别提高了6.6、 2.4、 1.5倍; 种植5年苜蓿使坡耕地土壤有机碳、 全氮和速效氮储量分别提高了0.4、 0.1、 5.0倍,种植10年以上苜蓿地分别提高了0.7、 0.3、 5.2倍。种植5年和10年以上的沙棘林提高坡耕地土壤总有机碳的效应分别是种植5年和10年以上苜蓿的3.4和9.5倍; 种植5年和10年以上的沙棘林提高坡地土壤全氮储量的效应分别比种植5年和10年以上苜蓿大9倍以上。坡耕地种植5年苜蓿提高土壤速效氮的效应是种植5年沙棘林的19.2倍,种植10年以上的苜蓿提高土壤速效氮的效应是种植10年以上沙棘林的3.4倍。沙棘林对土壤有机碳和全氮的提高效应显著大于苜蓿,而苜蓿对土壤速效氮含量的增加效应显著大于沙棘林。沙棘和苜蓿在提高坡地土壤有机碳和全氮储量的差异大小与退耕前坡地土壤有机碳和全氮储量水平有关,而土壤速效氮储量的差异与其根系的固氮功能差异密切相关,苜蓿根系固氮作用大于沙棘林,显著提高了土壤速效氮含量。种植5年和10年以上沙棘林使坡地土壤0.25 mm水稳性团聚体含量分别增加了41%和56%,退耕还林植被提高0.25 mm粒级土壤水稳性团聚体含量主要是对粒径为0.25~2 mm水稳性团聚体含量的增加效应。【结论】草灌植被在提高侵蚀坡地土壤有机碳、 氮储量和稳定土壤结构方面具有重要作用,在选择提高我国坡耕地土壤肥力的措施时应该考虑这一作用。     

岩溶山地不同土地利用方式土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的分布特征

对重庆中梁山岩溶山地不同土地利用方式下0-40cm土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的含量和分布特征进行了研究.结果表明:不同土地利用方式土壤有机碳含量平均值表现为:林地>菜地>草地>橘园地>弃耕地.除橘园地外,其它各土地利用类型土壤细颗粒有机碳(FPOC)含量大于粗颗粒有机碳(CPOC).不同利用方式土壤颗粒有机碳含量在剖面层次中表现不同.0-20cm表层土壤CPOC含量表现为:橘园地>草地>菜地>林地>弃耕地,差异较大.土壤FPOC含量表现为:林地>草地>菜地>橘园地>弃耕地;20-40cm土壤CPOC和FPOC最高值出现在菜地,最低值出现在弃耕地.不同土地利用方式土壤矿物结合态有机碳(MOC)含量和土壤有机碳含量分布特征一致.除橘园地外土壤各组分有机碳分配比例大致表现为:MOC/SOC>CPOC/SOC>FPOC/SOC.相关分析表明,不同土地利用方式土壤SOC和POC呈正相关,相关性不一致.林地和草地呈极显著相关(P<0.01),弃耕地呈显著相关(P<0.05),菜地和橘园地相关性不显著.表明人为干扰和耕作措施会影响POC对SOC的贡献.     

外源有机碳对黑土有机碳及颗粒有机碳的影响

为了阐释外源有机碳在土壤有机碳运转中的作用机制,以黑土为供试材料,进行了5年的室外培养试验,并结合室内全土及颗粒组分单独矿化培养试验,研究了不同外源有机碳对黑土有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)含量及其矿化特征的影响。试验包括单施化肥、牛粪配施化肥、鸡粪配施化肥、秸秆配施化肥和树叶配施化肥5个处理。结果表明:(1)单施化肥黑土SOC的损失主要来源于POC的损失,外源有机碳有利于SOC和POC的累积,与对照相比,禽畜粪便处理的SOC和POC平均增加幅度分别为16.6%和27.8%,植物残体处理的SOC和POC平均增加幅度分别为27.0%和46.4%;(2)一级动力学方程能较好地描述SOC和POC的矿化动态(R~20.9),且POC比SOC易矿化,POC的60d累积矿化量是SOC的3倍以上;(3)禽畜粪便处理和植物残体处理的POC平均矿化率分别为31.5%和29.8%,禽畜粪便处理的POC更易矿化;(4)外源有机碳有效降低了黑土有机碳的矿化,尤其是牛粪,其SOC矿化率为1.9%,比对照低了3.4%,其POC矿化率为24.8%,比对照低17.4%;(5)外源有机碳在黑土中的碳累积能力表现为树叶秸秆牛粪鸡粪。     

Particulate and Mineral-Associated Organic Carbon in Aggregates as Affected by Biowaste Compost Applications in a Mediterranean Vegetables Cropping System

This study was conducted to assess the influence of biowaste compost on soil aggregation and soil organic carbon (SOC) stabilization, in a conventional tillage agro-ecosystem. Four treatments were involved: biowaste compost (Com), fertilizers nitrogen, phosphorus and potassium (NPK) (Min), biowaste compost plus mineral N (ComN) and unfertilized control (Cnt). Compared to the control, after four years, the amount of macroaggregates decreased by 23% and 69% for Com and ComN, while SOC stock increased by 17% and 10%, respectively. Most part of the SOC increases were stored in free-microaggregates and were made up for more than 70% by mineral-associated organic carbon (MOC), while no significant variation of particulate organic C (POC) was observed. Therefore, the biowaste compost application rates and time that were practiced in the studied agro-ecosystem were effective for C sequestration, but not enough to improve the macroaggregation and the POC protection.     

Duration of continuous cropping with straw return affects soil organic carbon

Understanding the impact of continuous cropping with straw return on soil organic matter functional groups is of great importance for maintaining chemical stabilization of SOC in arid regions. Infrared spectral characteristics of cotton field soil with different continuous cropping durations (0, 5, 10, 15 and 20 years) were determined with Fourier-transform infrared spectroscopy for fields in Manasi River Basin, Xinjiang province, China. The effects of continuous cropping duration on the stability and chemical composition of soil organic carbon (SOC) were analysed. The results indicate an initial increase in the SOC, soil particulate organic carbon (POC), and mineral-associated organic carbon (MOC) content of soil under continuous cropping with straw return. However, as continuous cropping duration increased, the levels of SOC, POC, and MOC in soil began to decrease. The soil POC content and POC/MOC were highest after 5 years of straw return, and started to decrease as the continuous cropping duration increased. The SOC and MOC contents were highest after 10 years of continuous cropping, and were 3.30 and 1.84 times higher than the control, respectively. As continuous cropping duration increased, the relative peak intensities for polysaccharides and aromatic groups in soil organic matter decreased, while the relative peak intensities for aliphatic compounds and hydroxyketone increased. In conclusion, continuous cropping with straw return in cotton fields promotes SOC but only for about 10 years. An increase in straw return duration boosts the degree of esterification in soil organic matter. Moreover, enhanced protection by mineral binding was observed for soil organic matter, increasing organic matter stabilization. This study aimed to provide an empirical foundation for the management of the SOC pool and the establishment of rational straw return practices for cotton fields in arid areas.     

草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构对长期氮输入的响应

为探究长期氮输入对草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构影响，以内蒙古东北草甸草原为研究对象，于2010年设置0(CK)、30(N30)、50(N50)、100(N100)、150(N150)、200(N200)kg/(hm~2·a) 6个不同施氮水平处理，测定土壤不同组分有机碳含量及红外光谱特征。结果表明：(1)相比CK，长期氮输入条件下可提高土壤总有机碳(SOC)含量(增幅0.3%～13.6%)，且主要表现为颗粒有机碳(POC)含量的增加(9.22%～16.39%)，但降低土壤轻组有机碳(LOC)含量。(2)红外光谱主成分分析(PCA)结果表明，土壤LOC主要来源于脂肪碳、芳香碳、酚醇化合物，POC主要来源于芳香碳和酚醇化合物，矿物结合有机碳(MOC)主要来源于烷基碳和多糖。(3)相比CK，施氮处理凋落物和LOC官能团中烷氧碳(单糖+多糖)的相对强度降低，烷基碳、芳香碳相对强度增加；土壤POC和MOC官能团中烷氧碳、烷基碳及芳香碳相对强度增加，酚醇化合物相对强度降低；且施氮处理下凋落物及其不同土壤碳组分有机碳结构稳定性(芳香碳/脂肪碳)均高于CK。(4)结构方程模型(SEM)结果...     

长期施用有机肥对稻麦轮作体系土壤有机碳氮组分的影响

【目的】 以湖北武汉地区长期稻麦轮作制度下施肥试验地作为研究对象,研究了长期不同施肥处理对耕层土壤有机碳、全氮及活性碳氮组分的影响,为优化稻麦轮作体系下施肥措施,实现土壤固碳减排,培肥土壤提供理论依据。 【方法】 长期施肥试验开始于1981年,试验处理包括不施肥 (CK)、施化学氮肥 (N)、施化学氮磷肥 (NP)、施化学氮磷钾肥 (NPK)、单施有机肥 (M) 及有机无机肥配施处理 (NPKM)。收集2017年小麦收获后耕层 (0—20 cm) 土壤,测定各小区土壤中的有机碳 (SOC)、全氮 (TN)、微生物量碳氮 (MBC、MBN)、水溶性碳 (DOC)、热水溶性有机碳 (HWSC)、颗粒有机碳氮 (POC和PON)、轻组有机碳氮 (LFOC和LFON) 及氯化钾浸提氮 (KEN,即水溶性无机氮) 的含量并分析各指标间的关系。 【结果】 1) 除KEN外,长期施用有机肥显著增加耕层土壤的各碳氮组分含量,特别是有机无机肥配施处理。2) 各活性有机碳组分占SOC的百分比由高到低排序为POC > LFOC > HWSC > MBC > DOC,各氮组分占TN的百分比由高到低排序为PON > LFON > MBN > KEN,其中POC占SOC的24.04%～37.64%,PON占TN的12.09%～20.24%,且有机肥处理下POC/SOC、PON/TN显著高于其余处理。3) 通过对土壤有机碳及各活性有机碳的对施肥的敏感性分析可得,各活性碳敏感性指数均显著高于SOC,且DOC的敏感性最高。4) 通过各组分间相关性分析可知,除KEN外,各碳、氮组分间显著正相关,其中DOC与SOC、PON与TN关系更为紧密,表明DOC及PON可较好地反应出SOC、TN的变化情况。 【结论】 在湖北稻麦轮作地区,长期有机无机肥配施处理显著增加了土壤碳库及氮库,促进了土壤碳、氮的积累,尤其是颗粒有机碳和有机氮 (POC和PON)。水溶性碳 (DOC) 对施肥反应最为敏感,可作为指示该地区有机物早期变化的指示物。      

添加牛粪对长期不同施肥潮土有机碳矿化的影响及激发效应

为了探讨长期不同施肥潮土有机碳矿化对添加牛粪的响应特征及添加牛粪对长期不同施肥潮土有机碳矿化的激发效应,以始建于1986年的长期定位试验为平台,通过室内恒温培养的方法研究添加等氮量牛粪后长期不同施肥(不施肥,CK;常量有机肥,SMA;常量化肥,SMF;常量有机无机配施,1/2(SMA+SMF))潮土有机碳矿化、土壤有机碳及活性碳库组分(微生物量碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳)含量的变化特征。结果表明:无论添加牛粪与否,长期不同施肥潮土有机碳矿化过程均符合一级动力学方程,而牛粪的添加显著增加了长期不施肥、长期单施化肥和长期有机无机配施土壤的有机碳矿化速率常数,增长幅度分别为21.74%、35.00%和45.00%;添加牛粪提高了长期不同施肥潮土有机碳、微生物量碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,却显著降低了可溶性有机碳含量;牛粪对长期不施肥、长期施用常量有机肥、常量化肥和常量有机无机配施潮土有机碳矿化的正激发效应分别达到了48.56%、3.60%、48.43%和3.92%,且对长期不施肥及长期施用常量化肥潮土的激发效应显著高于对长期施用常量有机肥及长期有机无机配施土壤;冗余分析显示添加牛粪对长期不同施肥土壤有机碳矿化的激发效应与土壤活性组分碳氮比呈正相关,与土壤养分含量呈负相关。该研究不仅为合理施用有机肥和实现农田生态系统的可持续发展提供理论依据,还有利于实现农业资源再利用及其效益最大化。     

Effects of long-term treatments of different organic fertilizers complemented with chemical N fertilizer on the chemical and biological properties of soils

Continuous cultivation has been known to decrease soil organic matter content. Application of organic matter to cultivated soil is an important practice from the point of view of maintaining an adequate amount of soil organic matter. Soil organic matter content significantly affects soil microbial activity, which is an important index of soil quality. In this study, a field experiment was conducted to examine the long-term effects of different kinds of organic matter in combination with inorganic nitrogen (N) fertilizer on chemical and biological properties of soils. There were seven treatments, namely (1) CK (without fertilization), (2) Chem-N (applying chemical N fertilizer only), (3) Comp (applying compost with the same rate of N as the Chem-N treatment), (4) Comp + l/3 N (applying compost complemented with 33% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment), (5) Comp + 2/3 N (applying compost complemented with 66% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment), (6) GM + 1/3 N (applying green manure complemented with 33% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment) and (7) Peat + 1/3 N (applying peat complemented with 33% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment). After continuous treatment for 12 years and with cultivation of 24 crops on the same area, soils were sampled for analyses of chemical and biological properties, enzymatic activities and phospholipid fatty acid (PLFA) profiles. The results showed that compared with CK and Chem-N treatments, applications of compost and peat increased soil organic carbon (SOC) content and altered microbial activities and microbial community structure. However, application of green manure for 12 years had no effect on SOC content. Both microbial activities and PLFA profiles were clearly dependent on the characteristics of the applied organic amendments. In summary, a peat application led to the highest increase in SOC content compared to compost and green manure; however, compost-treated soil had a higher microbial population and higher microbial and enzyme activities, while the effects of both green manure and chemical N fertilizer on soil properties were similar.     

Short-term responses of soil nutrients and corn yield to tillage and organic amendment

Field experiments were conducted in 2010 and 2011 at the Agricultural College of Shiraz University to evaluate the effects of cattle manure and nitrogen (N) fertilizers on soil properties such as soil organic carbon (SOC), soil organic nitrogen (SON), soil electrical conductivity, soil pH and corn yield under two tillage systems. Treatments included tillage systems in two levels as conventional tillage and reduced tillage as subplots, cattle manure (0, 25 and 50 tons ha^?1) and N fertilizer (0, 125 and 250 kg N ha^?1) as sub-subplots. Results showed that SOC and SON were significantly affected by tillage system in both years of the experiment. SOC and SON were higher in reduced tillage compared to conventional tillage. Tillage system had no significant effect on grain yield, plant height and 1000 seed weight. Increased cattle manure rates at 25 and 50 tons ha^?1 increased grain yield by 27% and 38%, respectively, in 2010 and 25% and 25% in 2011. The results showed that application of cattle manure combined with N fertilizer might be an efficient management to increase soil productivity in southern Iran, in soils with poor organic content. Additionally, reduced tillage showed to be an efficient method to increase soil organic matter.     

Long-term effects of NPK fertilizers and organic manures on soil organic carbon and carbon management index under a double-cropping rice system in Southern China

The effects of manure and chemical fertilizer on soil bulk density, soil organic carbon (SOC), and the role of carbon management index (CMI) in soil quality evaluation were studied under a double-cropping rice system in a long-term experiment. The experiment included five fertilizer treatments: without fertilizer input (CK), chemical fertilizer alone (MF), rice straw residue plus chemical fertilizer (RF), 30% organic matter plus 70% chemical fertilizer (LOM), and 60% organic matter plus 40% chemical fertilizer (HOM). RF, LOM, HOM treatments increased SOC content relative to MF treatment in the paddy fields at 0–20 cm. RF, LOM, HOM treatments were more effective for increasing CMI, lability index, lability of C, and SOC stocks, as compared with MF treatment. Based on rice grain yield and carbon storage, integrated fertilization of chemical fertilizer and organic manure proved to be the most effective practices for improving crop productivity and SOC sequestration.