Agricultural management, such as tillage and straw-returning, affect soil fertility and nutrient cycling in agroecosystems. With the increasing food demand and challenges imposed by climate change, these effects on soil fertility need to be closely monitored, so that short-term agricultural intensification should not threaten the long-term productivity of the land. Therefore, the main objective of this study was to examine the long-term effects of different management practices on soil aggregate stability and associated organic carbon (OC) and nitrogen (N) over a 33-year period in the croplands of the North China Plain. Bulk soils from the surface and subsurface layers were fractionated using the wet sieving approach. The results showed that the silt + clay (SC) fractions (<0.053 mm) were predominant, accounting for 32–56% of the mass at the 0–20 cm depth, and accounting for 41–55% of the mass at the 20–40 cm depth. Additionally, long-term (33 years) no-tillage management and straw-returning at different application rates increased the mass of large soil macroaggregates (LMA), the LMA- and macroaggregate-associated OC content, but decreased the SC-associated OC content. Mineral N and P fertilizers had a minor effect on the stabilization of soil aggregates. The treatment with straw significantly increased the mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GWD), compared with the treatment without straw. Our results indicate that carefully regulated management practices would enhance soil aggregate stability, associated OC and N content in the intensive agroecosystem.

中文翻译：

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耕作，秸秆还田和矿物肥料对华北平原土壤团聚体稳定性和相关有机物含量的影响

耕作和秸秆还田等农业管理影响农业生态系统中的土壤肥力和养分循环。随着粮食需求的增加和气候变化带来的挑战，需要密切监测对土壤肥力的这些影响，以便短期的农业集约化不会威胁到土地的长期生产力。因此，本研究的主要目的是研究华北平原农田在33年间不同管理实践对土壤团聚体稳定性及相关有机碳（OC）和氮（N）的长期影响。 。使用湿筛分法将表层和地下的大块土壤分级。结果表明，淤泥+粘土（SC）分数（<0.053 mm）占主导地位，在0-20厘米深度处占质量的32-56％，在20-40厘米深度处占质量的41-55％。此外，长期（33年）免耕管理和不同施用量的秸秆还田增加了大型土壤大型团聚体（LMA），LMA和大型团聚体相关OC含量，但降低了SC相关性OC含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。并在20-40厘米深度处占质量的41-55％。此外，长期（33年）免耕管理和不同施用量的秸秆还田增加了大型土壤大型团聚体（LMA），LMA和大型团聚体相关OC含量，但降低了SC相关性OC含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。并在20-40厘米深度处占质量的41-55％。此外，长期（33年）免耕管理和不同施用量的秸秆还田增加了大型土壤大型团聚体（LMA），LMA和大型团聚体相关OC含量，但降低了SC相关性OC含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。长期（33年）的免耕管理和不同施用量的秸秆还田增加了大型土壤大型集料（LMA）的质量，LMA和大型集料相关的OC含量，但降低了SC相关的OC含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。长期（33年）的免耕管理和不同施用量的秸秆还田增加了大型土壤大型集料（LMA）的质量，LMA和大型集料相关的OC含量，但降低了SC相关的OC含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。矿物氮和磷肥料对土壤团聚体的稳定影响很小。与未使用秸秆的处理相比，使用秸秆的处理显着增加了平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）。我们的结果表明，严格规范的管理实践将增强集约型农业生态系统中的土壤团聚体稳定性，相关的OC和N含量。