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Manure injection alters the spatial distribution of soil nitrate, mineralizable carbon, and microbial biomass
Journal of Soil and Water Conservation ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-03-01 , DOI: 10.2489/jswc.2021.00002
A.M. Bierer , R.O. Maguire , M.S. Strickland , R.D. Stewart , W.E. Thomason

Subsurface injection of liquid manure is a no-till compatible application method that may fundamentally change nutrient cycling dynamics. This study investigated subsurface injection and surface broadcast application methods on soil nitrate-nitrogen (NO3–-N) at 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 14, 18, and 22 weeks after first-year applications of liquid dairy slurry in 0 to 15 cm and 15 to 30 cm sampling depths. The effect on corn ( Zea mays L.) grain yield and quality parameters was considered. Soil health was assessed by proxy on weeks 0, 2, 8, 14, and 22 by two microbial indicators sensitive to change: carbon (C) mineralization and microbial biomass C. Soil NO3–-N and the microbial indicators were also measured at distances from an injected band of manure: In-band, 10 cm, 20 cm, and 36 cm. The injection application resulted in significantly ( p < 0.05) higher soil NO3–-N levels relative to the surface application and no-manure control from week 2 to week 10 after manure application. Soil NO3–-N concentrations in the 15 to 30 cm sampling depth suggested NO3–-N leaching was exacerbated by the injection application method in 1 of 2 years. Soil NO3–-N decreased with increasing sampling distance from an injected manure band following quadradic plateau models at weeks 1, 2, and 4 each year. Crop yield was ~14.5% higher under injection application relative to surface application; however, grain quality parameters were not significantly ( p > 0.05) different between treatments. Carbon mineralization was significantly ( p < 0.05) increased under only the injection application relative to the control. The increase in C mineralization was entirely dependent on the In-band sampling distance as the 10, 20, and 36 cm sampling distances were not significantly ( p > 0.05) different from the no-manure control. Microbial biomass C was significantly ( p < 0.05) higher in the In-band samples in either the 15 to 30 or 0 to 15 cm sampling depths each year relative to the control, but was not appreciably affected by surface application. Findings from this study refine the understanding of nutrient concentrations around an injection band and accentuate the potential for manure N retention under surface and injected manure applications. However, as treatments were not reliably differentiated by C mineralization nor microbial biomass C, the capability of these tests to identify first-year management changes is disputable.

中文翻译:

粪肥注入改变了土壤硝酸盐,可矿化碳和微生物生物量的空间分布

液体肥料的地下注射是一种免耕兼容的施用方法,可以从根本上改变养分循环动力学。这项研究调查了第一年施用液体后0、1、2、4、6、8、10、14、18和22周在土壤硝酸盐-氮(NO3-–N)上的地下注射和地面广播施用方法采样深度为0至15厘米和15至30厘米的乳浆。考虑了对玉米(Zea mays L.)谷物产量和品质参数的影响。在第0、2、8、14和22周时,通过代理对土壤健康进行了评估,采用了两个对变化敏感的微生物指标:碳(C)矿化度和微生物生物量C。还测量了土壤NO3 -–- N和微生物指标的距离注入的粪肥带中:带内,10 cm,20 cm和36 cm。注射应用导致显着(p <0。05)施肥后第2周到第10周,土壤NO3-–N含量相对于地表施肥和无肥料控制要高。在15至30 cm的采样深度中,土壤NO3-–N的浓度表明,在2年中的1年内,注入法会加剧NO3-–N的淋溶。在每年的第1、2和4周,随着四倍地高原模型从注入的粪肥带采样距离的增加,土壤NO3--N减少。相对于表面施肥,注射施肥可使作物增产约14.5%。然而,不同处理之间的谷物品质参数差异不显着(p> 0.05)。与对照相比,仅在注射应用下,碳矿化显着增加(p <0.05)。C矿化的增加完全取决于带内采样距离,因为10、20和36 cm采样距离与无肥对照无显着差异(p> 0.05)。相对于对照,每年带内样品中的微生物生物量碳在15至30厘米或0至15厘米采样深度的带内样品中均显着较高(p <0.05),但不受表面施药的影响。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。和36 cm的采样距离与无粪便对照无显着差异(p> 0.05)。相对于对照,每年带内样品中的微生物生物量碳在15至30厘米或0至15厘米采样深度的带内样品中均显着较高(p <0.05),但不受表面施药的影响。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。和36 cm的采样距离与无粪便对照无显着差异(p> 0.05)。相对于对照,每年带内样品中的微生物生物量碳在15至30厘米或0至15厘米采样深度的带内样品中均显着较高(p <0.05),但不受表面施药的影响。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。05)在带内样品中,相对于对照,在每年15至30或0至15 cm的采样深度中较高,但不受表面施加的明显影响。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。05)在带内样品中,相对于对照,在每年15至30或0至15 cm的采样深度中较高,但不受表面施加的明显影响。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。这项研究的发现完善了对注入带附近养分浓度的理解,并强调了在表面施肥和注入施肥条件下肥料氮滞留的潜力。但是,由于不能通过C矿化作用或微生物生物量C可靠地区分处理,因此这些测试确定第一年管理变化的能力是有争议的。
更新日期:2021-03-09
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