ABSTRACT

Sustainability of rice-wheat rotation is questioned with soil degradation and depleting natural resources. The study aimed to assess the long-term impact of four crop rotations [rice-wheat, rice-wheat-mungbean, rice-chickpea, rice-wheat-rice-chickpea (2-year rotation)], each consisted of three nutrient treatments [control, integrated nutrient management (INM), and chemical fertilizers (RDF)] on soil carbon pools, soil microbial, and biochemical properties. Mungbean inclusion in rice-wheat rotation increased soil organic carbon (SOC) and microbial biomass carbon (MBC) by 17% and 27%. Rice-wheat-mungbean rotation increased soil enzymes activities over rice-wheat rotation, prominent on arylsulfatase (41%), dehydrogenase (38%), and phosphatases (32%). Rice-chickpea rotation had higher alkaline phosphatase (10%), β-glucosidase (13%), and protease (6%) activities over rice-wheat rotation. Rice-wheat-mungbean rotation increased the MBC/SOC and reduced MBC/MBN ratio over rice-wheat rotation, which indicates increased lability of soil carbon and enhanced nitrogen cycling rate. The INM treatment increased SOC (20%), MBC (53%), soil respiration (9%), and enzymes activities over RDF treatment, which was primarily attributed to higher organic matter input through farmyard manure and residues recycling. The higher SOC and microbial activity in legume-inclusive rotations influenced the base-crop (rice) productivity. Thus, the inclusion of grain legume and INM could improve microbial activity and biochemical functions in tropical rice soils.

摘要

稻麦轮作的可持续性受到土壤退化和自然资源枯竭的质疑。该研究旨在评估四种作物轮作 [水稻-小麦、水稻-小麦-绿豆、水稻-鹰嘴豆、水稻-小麦-水稻-鹰嘴豆（2 年轮作）] 的长期影响，每种轮作由三种营养处理组成[控制、综合养分管理 (INM) 和化肥 (RDF)] 对土壤碳库、土壤微生物和生化特性的影响。稻麦轮作中加入绿豆使土壤有机碳 (SOC) 和微生物生物量碳 (MBC) 分别增加 17% 和 27%。水稻-小麦-绿豆轮作比水稻-小麦轮作增加了土壤酶活性，对芳基硫酸酯酶 (41%)、脱氢酶 (38%) 和磷酸酶 (32%) 尤为突出。水稻-鹰嘴豆轮作具有较高的碱性磷酸酶 (10%)、β-葡萄糖苷酶 (13%)、和蛋白酶 (6%) 在稻麦轮作中的活性。水稻-小麦-绿豆轮作增加了 MBC/SOC 并降低了水稻-小麦轮作的 MBC/MBN 比，这表明土壤碳的不稳定性增加和氮循环速率提高。与 RDF 处理相比，INM 处理增加了 SOC (20%)、MBC (53%)、土壤呼吸 (9%) 和酶活性，这主要归因于通过农家肥和残留物回收增加的有机质输入。包含豆类的轮作中较高的 SOC 和微生物活性影响了基础作物（水稻）的生产力。因此，包含豆类和 INM 可以改善热带水稻土壤中的微生物活性和生化功能。这表明土壤碳的不稳定性增加和氮循环速率增加。与 RDF 处理相比，INM 处理增加了 SOC (20%)、MBC (53%)、土壤呼吸 (9%) 和酶活性，这主要归因于通过农家肥和残留物回收增加的有机质输入。包含豆类的轮作中较高的 SOC 和微生物活性影响了基础作物（水稻）的生产力。因此，包含豆类和 INM 可以改善热带水稻土壤中的微生物活性和生化功能。这表明土壤碳的不稳定性增加和氮循环速率增加。与 RDF 处理相比，INM 处理增加了 SOC (20%)、MBC (53%)、土壤呼吸 (9%) 和酶活性，这主要归因于通过农家肥和残留物回收增加的有机质输入。包含豆类的轮作中较高的 SOC 和微生物活性影响了基础作物（水稻）的生产力。因此，包含豆类和 INM 可以改善热带水稻土壤中的微生物活性和生化功能。包含豆类的轮作中较高的 SOC 和微生物活性影响了基础作物（水稻）的生产力。因此，包含豆类和 INM 可以改善热带水稻土壤中的微生物活性和生化功能。包含豆类的轮作中较高的 SOC 和微生物活性影响了基础作物（水稻）的生产力。因此，包含豆类和 INM 可以改善热带水稻土壤中的微生物活性和生化功能。