种植制度的转变影响了印度上印度-恒河平原地区的养分稳定性、微生物多样性和土壤质量

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Transition of Cropping Systems Influences Nutrient Stability, Microbial Diversity and Soil Quality in the Upper Indo-Gangetic Plains of India

作物轮作系统对土壤有机碳、微生物多样性和土壤质量的影响研究，采用SCG、PCG、MCG与RCG对比分析，发现SCG系统显著提升有机碳（+38.8%）、碳氧化速率（+40.2%）和有效氮（+34.9%），微生物多样性指数（Shan D/E, MacD/E）和土壤质量指数（SQI）最高，MCG和PCG系统则导致土壤质量恶化。

　　

摘要

土壤质量、养分稳定性以及微生物群落的相互作用对可持续农业至关重要。在印度-恒河平原地区，大多数农民传统上采用水稻-小麦种植模式；然而，这种模式导致了土壤结构恶化、土壤有机碳和有效氮含量下降，以及多种养分缺乏问题的加剧。本研究旨在探讨将水稻-小麦种植系统（RCG）转变为甘蔗-再生甘蔗-小麦（SCG）、珍珠粟-小麦（PCG）和玉米-小麦（MCG）种植系统对养分稳定性、微生物多样性和土壤质量的影响。为了评估养分状况、微生物和酶活性以及其他化学和生物特性，从不同种植系统中收集了242个深度为0至20厘米的复合土壤样本。分析了土壤酶和多样性指数，并利用非线性多维缩放（NMDS）、主成分分析（PCA）和皮尔逊系数相关性研究来确定不同种植系统中的相关变量。通过Kaiser-Meyer-Olkin检验值（>0.5）和Bartlett球形性检验（ 玉米-小麦（MCG）（0.754）> 水稻-小麦（RCG）（0.742）> 珍珠粟-小麦（PCG）（0.721）。研究发现，微生物生物量碳（MBC）、总氮（TN）、有效氮（N）、硫含量、β-葡萄糖苷酶（β-glu）和锌（Zn）是影响不同种植系统土壤质量的关键指标。在数据量最少的情况下，微生物生物量碳（MBC）、总氮（TN）和有效氮（N）是最重要且最敏感的变量，容易受到种植系统及其管理方式变化的影响。将水稻-小麦种植系统转变为甘蔗-再生甘蔗种植系统有助于改善养分状况、提高微生物多样性和土壤质量，而转变为玉米-小麦或珍珠粟-小麦种植系统则会导致养分状况、微生物活性和酶活性的下降。本研究强调了不同种植系统、土壤性质、微生物动态与土壤质量之间的复杂关系，为特定种植系统的可持续农业发展提供了参考。