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Soil aggregation, glomalin and enzyme activities under conservation tilled rice-wheat system in the Indo-Gangetic Plains
Soil and Tillage Research ( IF 6.1 ) Pub Date : 2021-12-07 , DOI: 10.1016/j.still.2021.105272
Geeta Singh 1 , Ranjan Bhattacharyya 1 , Bhagwan Singh Dhaked 1 , T.K. Das 1
Affiliation  

Although many farmers in the Indo-Gangetic Plains (IGP) are currently adopting zero tilled wheat (ZTW), limited information is available on the impacts of conservation tillage and conservation agriculture (CA) practices on soil aggregation, glomalin content, soil enzymatic activities and their inter-relationships. Hence, this study investigated the effects of direct seeded rice (DSR)-ZTW, DSR-ZTW with brown manuring (BM) or mungbean (Vigna radiata) residue retention (MBR) with rice residue retention on soil aggregation, glomalin content and soil enzymatic activities after four years under an irrigated rice (Oryza sativa L.)–wheat (Triticum aestivum L.) system. Eight treatments, involving transplanted rice (TPR)-conventional tilled wheat (CTW), TPR-ZTW, DSR-ZTW and combinations of residue management in DSR-ZTW were evaluated for soil aggregation and microbial activities in the 0–5 and 5–15 cm layers. Plots under mungbean residue + DSR – ZTW + rice residue retention (RR) – ZT summer mungbean + wheat residue retention (DSR + MBR-ZTW + RR-ZTMB+WR) had better microbial indices (except soil ergosterol content) than TPR-CTW in the topsoil and higher MBC and dehydrogenase activity in the 5–15 cm layer than TPR-CTW plots. Plots under DSR + brown manuring (BM)-ZTW + RR (CA module 1) had ~53%, 26% and 32% higher ergosterol, glomalin and MBC contents, respectively, in the topsoil (0–5 cm layer) than DSR + BM-ZTW plots. Similarly, plots under CA module 2 had ~23% and 29% higher ergosterol and glomalin contents, respectively, than DSR + MBR-ZTW plots. Plots under CA module 2 also had ~47% more alkaline phosphatase activity than farmers’ practice in the topsoil. These plots also had ~247% and 100% more large macroaggregates in the 0–5 and 5–15 cm soil layers than TPR-CTW. However, there were less small macroaggregates in plots under CA module 2 than TPR-CTW in the topsoil. There were significant positive relationships between glomalin, carboxy-methyl cellulase activity and MBC with large macroaggregates in the topsoil and between glomalin and MBC in the 5–15 cm soil layer, indicating the role of glomalin in soil aggregation. Thus, DSR + MBR-ZTW + RR-ZTMB treatment resulted in an improved soil microbial environment after four years of rice–wheat cropping in the IGP, and this practice may be adopted. The enhanced soil properties was mainly due to residue retention of crop residues, zero tillage (ZT) in two crops (in the first three years) and triple ZT (in the fourth year), and growing of a legume crop in the conventional rice-wheat system in the IGP.



中文翻译:

印度-恒河平原保护性耕稻-小麦系统下的土壤聚集、球囊蛋白和酶活性

尽管印度恒河平原 (IGP) 的许多农民目前采用零耕小麦 (ZTW),但关于保护性耕作和保护性农业 (CA) 实践对土壤聚集、球藻蛋白含量、土壤酶活性和他们的相互关系。因此,本研究调查了直播稻 (DSR)-ZTW、DSR-ZTW 与棕肥 (BM) 或绿豆 ( Vigna radiata ) 残留物保留 (MBR) 与水稻残留物保留对土壤团聚体、球藻蛋白含量和土壤酶促的影响。在灌溉水稻 ( Oryza sativa L.)下四年后的活动- 小麦 ( Triticum aestivumL.) 系统。8个处理,包括移栽水稻(TPR)-常规耕作小麦(CTW)、TPR-ZTW、DSR-ZTW以及DSR-ZTW中残留管理的组合,对0-5和5-15年土壤团聚和微生物活性进行了评估厘米层。绿豆残渣+DSR-ZTW+水稻残渣保留(RR)-ZT夏绿豆+小麦残渣保留(DSR+MBR-ZTW+RR-ZTMB+W R)下的地块)在表层土中具有比 TPR-CTW 更好的微生物指数(土壤麦角甾醇含量除外),并且在 5-15 cm 层中比 TPR-CTW 地块具有更高的 MBC 和脱氢酶活性。DSR + 棕肥 (BM)-ZTW + RR(CA 模块 1)下的地块在表土(0-5 厘米层)中的麦角甾醇、球藻素和 MBC 含量分别比 DSR 高约 53%、26% 和 32% + BM-ZTW 图。类似地,CA 模块 2 下的地块的麦角甾醇和球球蛋白含量分别比 DSR + MBR-ZTW 地块高约 23% 和 29%。CA 模块 2 下的地块的碱性磷酸酶活性也比农民在表土中的实践高约 47%。这些地块在 0-5 和 5-15 厘米土壤层中的大团聚体也比 TPR-CTW 多约 247% 和 100%。然而,与表土中的 TPR-CTW 相比,CA 模块 2 下的地块中的小团聚体较少。表土中具有大团聚体的球藻蛋白、羧甲基纤维素酶活性和 MBC 之间以及 5-15 cm 土层中球藻蛋白和 MBC 之间存在显着的正相关,表明球藻蛋白在土壤团聚中的作用。因此,在 IGP 中水稻 - 小麦种植四年后,DSR + MBR-ZTW + RR-ZTMB 处理导致土壤微生物环境的改善,这种做法可能会被采用。土壤特性的增强主要是由于作物残留物的残留保留,两种作物(前三年)和三重 ZT(第四年)的零耕(ZT),以及在常规水稻中种植豆类作物 - IGP 中的小麦系统。羧甲基纤维素酶活性和 MBC 在表土中以及 5-15 cm 土层中的球藻素和 MBC 之间具有大的大团聚体,表明球藻素在土壤团聚中的作用。因此,在 IGP 中水稻 - 小麦种植四年后,DSR + MBR-ZTW + RR-ZTMB 处理导致土壤微生物环境的改善,这种做法可能会被采用。土壤特性的增强主要是由于作物残留物的残留保留,两种作物(前三年)和三重 ZT(第四年)的零耕(ZT),以及在常规水稻中种植豆类作物 - IGP 中的小麦系统。羧甲基纤维素酶活性和 MBC 在表土中以及 5-15 cm 土层中的球藻素和 MBC 之间具有大的大团聚体,表明球藻素在土壤团聚中的作用。因此,在 IGP 中水稻 - 小麦种植四年后,DSR + MBR-ZTW + RR-ZTMB 处理导致土壤微生物环境的改善,这种做法可能会被采用。土壤特性的增强主要是由于作物残留物的残留保留,两种作物(前三年)和三重 ZT(第四年)的零耕(ZT),以及在常规水稻中种植豆类作物 - IGP 中的小麦系统。可以采用这种做法。土壤特性的增强主要是由于作物残留物的残留保留,两种作物(前三年)和三重 ZT(第四年)的零耕(ZT),以及在常规水稻中种植豆类作物 - IGP 中的小麦系统。可以采用这种做法。土壤特性的增强主要是由于作物残留物的残留保留,两种作物(前三年)和三重 ZT(第四年)的零耕(ZT),以及在常规水稻中种植豆类作物 - IGP 中的小麦系统。

更新日期:2021-12-07
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