Published January 14, 2020 | Version v1
Publication Open

Soil aggregates stability and storage of soil organic carbon respond to cropping systems on Black Soils of Northeast China

Creators

  • 1. Northeast Agricultural University
  • 2. Tobacco Research Institute
  • 3. China Tobacco
  • 4. Northern State University
  • 5. Heilongjiang Academy of Sciences

Description

Abstract Monoculture and improper management may reduce soil fertility and deteriorate soil structure in Black soils (Mollisols) of Northeast China. The experiment was carried out from 2015 to 2016 in Black Soils comprising five cropping systems: continuous corn (CC), soybean-corn rotation (SC), corn-soybean rotation (CS), fallow-corn (FC), and fallow-soybean (FS). Our results showed that CS and FS treatments significantly increased mean weight diameter (MWD) and fractal dimension (D) in mechanical stability aggregates (MSAs), and increased MWD and geometric mean diameter (GMD) in water-stable aggregates (WSAs) compared with CC treatment. These two treatments were also significantly increased water-stable aggregates stability rate (WSAR), but decreased percentage of aggregates destruction (PAD) than CC treatment. Meanwhile, CS and FS treatments exhibited a higher carbon accumulation than CC treatment in bulk soils. Soil organic carbon (SOC) concentration in WSA 0.106-0.25 ,WSA 2-5 mm and WSA 0.5-1 mm had a dominant effect on aggregate stability. Simutaneously, SOC in WSA >5 mm affected SOC concentration in bulk soils. As a whole, the CS and FS treatments can increase the percentage of macro-aggregates, enhance aggregate stability, as well as increase SOC concentration in bulk soils and all soil aggregate sizes.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

قد تقلل الزراعة الأحادية والإدارة غير السليمة من خصوبة التربة وتدهور بنية التربة في التربة السوداء (Mollisols) في شمال شرق الصين. أجريت التجربة من عام 2015 إلى عام 2016 في التربة السوداء التي تتألف من خمسة أنظمة زراعة: الذرة المستمرة (CC)، ودوران ذرة فول الصويا (SC)، ودوران الذرة وفول الصويا (CS)، والذرة البور (FC)، وفول الصويا البور (FS). أظهرت نتائجنا أن معالجات CS و FS زادت بشكل كبير من متوسط قطر الوزن (MWD) والبعد الكسري (D) في الركام الميكانيكي (MSAs)، وزادت من MWD ومتوسط القطر الهندسي (GMD) في الركام المستقر في الماء (WSAs) مقارنة بالمعالجة CC. كما أدى هذان العلاجان إلى زيادة كبيرة في معدل استقرار الركام المستقر في الماء (WSAR)، ولكنهما انخفاضا في النسبة المئوية لتدمير الركام (PAD) مقارنة بمعالجة CC. وفي الوقت نفسه، أظهرت معالجات CS و FS تراكمًا للكربون أعلى من معالجة CC في التربة السائبة. كان لتركيز الكربون العضوي في التربة في منطقة تخزين المياه 0.106-0.25 ، منطقة تخزين المياه 2-5 مم ومنطقة تخزين المياه 0.5-1 مم تأثير مهيمن على استقرار الركام. وفي الوقت نفسه، أثر مخزون الكربون العضوي في التربة الغربية >5 مم على تركيز مخزون الكربون العضوي في التربة السائبة. بشكل عام، يمكن أن تزيد معالجات المواد الكيميائية السامة والمواد السائلة من النسبة المئوية للركام الكلي، وتعزز استقرار الركام، بالإضافة إلى زيادة تركيز مخزون الكربون العضوي في التربة السائبة وجميع أحجام الركام في التربة.

Translated Description (French)

Résumé La monoculture et une mauvaise gestion peuvent réduire la fertilité des sols et détériorer la structure des sols dans les sols noirs (mollisols) du nord-est de la Chine. L'expérience a été réalisée de 2015 à 2016 dans des sols noirs comprenant cinq systèmes de culture : maïs continu (CC), rotation soja-maïs (SC), rotation maïs-soja (CS), jachère-maïs (FC) et jachère-soja (FS). Nos résultats ont montré que les traitements CS et FS augmentaient significativement le diamètre moyen en poids (MWD) et la dimension fractale (D) dans les agrégats de stabilité mécanique (MSAS), et augmentaient le MWD et le diamètre moyen géométrique (GMD) dans les agrégats stables à l'eau (WSA) par rapport au traitement CC. Ces deux traitements ont également augmenté de manière significative le taux de stabilité des agrégats stables à l'eau (WSAR), mais ont diminué le pourcentage de destruction des agrégats (PAD) par rapport au traitement CC. Pendant ce temps, les traitements CS et FS présentaient une accumulation de carbone plus élevée que le traitement CC dans les sols en vrac. La concentration en carbone organique du sol (COS) dans les WSA 0,106-0,25,WSA 2-5 mm et WSA 0,5-1 mm a eu un effet dominant sur la stabilité des agrégats. Simultanément, le SOC en WSA >5 mm a affecté la concentration de SOC dans les sols en vrac. Dans l'ensemble, les traitements CS et FS peuvent augmenter le pourcentage de macro-agrégats, améliorer la stabilité des agrégats, ainsi qu'augmenter la concentration de COS dans les sols en vrac et toutes les tailles d'agrégats de sol.

Translated Description (Spanish)

Resumen El monocultivo y el manejo inadecuado pueden reducir la fertilidad del suelo y deteriorar la estructura del suelo en los suelos negros (molisoles) del noreste de China. El experimento se llevó a cabo de 2015 a 2016 en suelos negros que comprenden cinco sistemas de cultivo: maíz continuo (CC), rotación de soja y maíz (SC), rotación de maíz y soja (CS), maíz en barbecho (FC) y soja en barbecho (FS). Nuestros resultados mostraron que los tratamientos con CS y FS aumentaron significativamente el diámetro medio de peso (MWD) y la dimensión fractal (D) en agregados de estabilidad mecánica (MSA), y aumentaron la MWD y el diámetro medio geométrico (GMD) en agregados estables al agua (WSA) en comparación con el tratamiento con CC. Estos dos tratamientos también aumentaron significativamente la tasa de estabilidad de agregados estables al agua (WSAR), pero disminuyeron el porcentaje de destrucción de agregados (PAD) que el tratamiento con CC. Mientras tanto, los tratamientos de CS y FS exhibieron una mayor acumulación de carbono que el tratamiento de CC en suelos a granel. La concentración de carbono orgánico del suelo (SOC) en WSA 0.106-0.25,WSA 2-5 mm y WSA 0.5-1 mm tuvo un efecto dominante en la estabilidad del agregado. Simultáneamente, el COS en WSA >5 mm afectó la concentración de COS en suelos a granel. En su conjunto, los tratamientos de CS y FS pueden aumentar el porcentaje de macroagregados, mejorar la estabilidad de los agregados, así como aumentar la concentración de COS en los suelos a granel y en todos los tamaños de agregados del suelo.

Files

s41598-019-57193-1.pdf.pdf

Files (1.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e961d735a0795f3b0e8cfbc1d806e52d
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يستجيب استقرار ركام التربة وتخزين الكربون العضوي في التربة لأنظمة المحاصيل في التربة السوداء في شمال شرق الصين
Translated title (French)
La stabilité des agrégats du sol et le stockage du carbone organique du sol répondent aux systèmes de culture sur les sols noirs du nord-est de la Chine
Translated title (Spanish)
La estabilidad de los agregados del suelo y el almacenamiento de carbono orgánico del suelo responden a los sistemas de cultivo en los suelos negros del noreste de China

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2999852353
DOI
10.1038/s41598-019-57193-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4380080397 (Other)
https://openalex.org/W4220741348 (Other)
https://openalex.org/W3089183073 (Other)
https://openalex.org/W3088138269 (Other)
https://openalex.org/W2995467667 (Other)
https://openalex.org/W2883495537 (Other)
https://openalex.org/W2585237771 (Other)
https://openalex.org/W2351513891 (Other)
https://openalex.org/W2064571514 (Other)
https://openalex.org/W2059927119 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W147142206
  • https://openalex.org/W1534081100
  • https://openalex.org/W1814792502
  • https://openalex.org/W1841464002
  • https://openalex.org/W1857591892
  • https://openalex.org/W1938541206
  • https://openalex.org/W1953413252
  • https://openalex.org/W1973108804
  • https://openalex.org/W1988416537
  • https://openalex.org/W1988681204
  • https://openalex.org/W1990292131
  • https://openalex.org/W1991226037
  • https://openalex.org/W1991388732
  • https://openalex.org/W2001676530
  • https://openalex.org/W2004426629
  • https://openalex.org/W2005099026
  • https://openalex.org/W2005886738
  • https://openalex.org/W2006337574
  • https://openalex.org/W2007833802
  • https://openalex.org/W2009834479
  • https://openalex.org/W2010977960
  • https://openalex.org/W2017558273
  • https://openalex.org/W2020950306
  • https://openalex.org/W2022071783
  • https://openalex.org/W2022107390
  • https://openalex.org/W2023673233
  • https://openalex.org/W2027180469
  • https://openalex.org/W2027559858
  • https://openalex.org/W2029425663
  • https://openalex.org/W2029637598
  • https://openalex.org/W2031425558
  • https://openalex.org/W2032388026
  • https://openalex.org/W2033716727
  • https://openalex.org/W2038206485
  • https://openalex.org/W2040849769
  • https://openalex.org/W2041483208
  • https://openalex.org/W2048668462
  • https://openalex.org/W2055985344
  • https://openalex.org/W2063658890
  • https://openalex.org/W2063997976
  • https://openalex.org/W2068050686
  • https://openalex.org/W2070021057
  • https://openalex.org/W2072627116
  • https://openalex.org/W2074963430
  • https://openalex.org/W2077933203
  • https://openalex.org/W2078943498
  • https://openalex.org/W2086471124
  • https://openalex.org/W2088204238
  • https://openalex.org/W2089752813
  • https://openalex.org/W2104005424
  • https://openalex.org/W2110988827
  • https://openalex.org/W2113245079
  • https://openalex.org/W2130348057
  • https://openalex.org/W2140817445
  • https://openalex.org/W2142559659
  • https://openalex.org/W2152933421
  • https://openalex.org/W2158735432
  • https://openalex.org/W2159351878
  • https://openalex.org/W2168812600
  • https://openalex.org/W2174414043
  • https://openalex.org/W2199634199
  • https://openalex.org/W2255510876
  • https://openalex.org/W2386918910
  • https://openalex.org/W2389598178
  • https://openalex.org/W2396195038
  • https://openalex.org/W2412082481
  • https://openalex.org/W2412401399
  • https://openalex.org/W2495283393
  • https://openalex.org/W2504410412
  • https://openalex.org/W2561085684
  • https://openalex.org/W2565500025
  • https://openalex.org/W2587868885
  • https://openalex.org/W2588587305
  • https://openalex.org/W2592312513
  • https://openalex.org/W2619950876
  • https://openalex.org/W2741558750
  • https://openalex.org/W340885835
  • https://openalex.org/W4246233366
  • https://openalex.org/W4249424683
  • https://openalex.org/W97273727