Paddy soils make up the largest anthropogenic wetlands on earth. They may originate from any type of soil in pedological terms, but are highly modified by anthropogenic activities. The formation of these Anthrosols is induced by tilling the wet soil (puddling), and the flooding and drainage regime associated with the development of a plough pan and specific redoximorphic features. Redox potential oscillations due to paddy management control microbial community structure and function and thus short-term biogeochemical processes. After flooding, microbial reduction processes sequentially use NO3−, Mn4+, Fe3+, SO24− as electron acceptors, accompanied by the emission of the trace gases N2O, N2, H2S, CH4 and — due to reduction-induced increasing pH — NH3. This results in N losses and low N fertilizer use efficiency. However, transport of atmospheric O2 to the roots via the rice plant's aerenchyma modifies conditions in the rhizosphere, leading to nitrification and methane oxidation, and precipitation of Mn and Fe oxides. High concentrations and fluxes of dissolved organic matter (DOM) in paddy soils from plant debris trigger microbial activity and thus the emission of greenhouse gases. Retention of DOM by soil minerals and its subsequent stabilisation against microbial decay depend on the redox state (e.g. DOM precipitation by Fe2+ under anaerobic conditions). Oscillation in redox conditions may enhance retention and stabilisation of DOM by Fe oxyhydroxides. Induced by the periodic short-term redox cycles, paddy management over long periods has strong effects on long-term biogeochemical processes. Frequent irrigation intensifies mineral weathering and leaching processes. High concentrations of DOM during flooding seasons enhance the changes and the release of structural iron in clay minerals, and support the formation of ferrihydrite. Repeated redox alternations lead to a translocation of iron in various directions, and particularly increase the crystallinity of iron oxides. This results also in higher total iron oxide contents in paddy compared to non-paddy soils.
The large accumulation of soil organic matter (SOM) observed in some, but not all paddy soils, is considered to be due to high input of plant residues and charred material associated with retarded decomposition under anaerobic conditions. There is also evidence of SOM stabilisation via occlusion into aggregates and phytoliths as well as interactions with clay minerals and iron oxides. SOM accumulation in paddy subsoils can be explained by downward movement of DOM and its stabilisation by interaction with iron oxides. A specific feature of paddy soils is the coupling of organic matter turnover with mineral transformations and fluxes, which seem to be intensified by the alternating redox conditions with increasing age of paddy soil development. Bioavailability of soil organic N is strongly coupled to SOM cycling and is a crucial parameter determining crop yield. Anaerobic conditions inhibit N mineralization, with a high risk of gaseous N losses. In paddy soils the management-induced, microbially mediated redox processes control the dynamics of soil minerals and soil organic matter, which are strongly related to the microbial accessibility of C and N, but also of Fe.
ดินนาทำขึ้นในพื้นที่ชุ่มน้ำของมนุษย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก พวกเขาอาจจะมาจากชนิดของดินในแง่ pedological ใด ๆ แต่จะมีการปรับเปลี่ยนอย่างมากจากกิจกรรมของมนุษย์ การก่อตัวของ Anthrosols เหล่านี้เกิดจากการไถพรวนดินเปียก (puddling) และน้ำท่วมและการระบายน้ำระบอบการปกครองที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของกระทะไถและคุณสมบัติเฉพาะ redoximorphic Redox แนบแน่นที่มีศักยภาพเนื่องจากข้าวเปลือกควบคุมการจัดการโครงสร้างกลุ่มจุลินทรีย์และฟังก์ชั่นและทำให้กระบวนการ biogeochemical ระยะสั้น หลังน้ำท่วมกระบวนการลดจุลินทรีย์ตามลำดับใช้ NO3-, MN4 + Fe3 + SO24- เป็นตัวรับอิเล็กตรอนมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซร่องรอย N2O, N2, H2S, CH4 และ - เนื่องจากการลดลงที่เกิดค่าความเป็นกรดเพิ่มขึ้น - NH3 ซึ่งจะส่งผลในการสูญเสียไม่มีและต่ำ N ประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ย อย่างไรก็ตามการขนส่งของบรรยากาศ O2 ไปที่รากผ่าน aerenchyma ต้นข้าวที่ปรับเปลี่ยนเงื่อนไขในบริเวณรากที่นำไปสู่การเกิดออกซิเดชันไนตริฟิเคและก๊าซมีเทนและการตกตะกอนของ Mn และเฟออกไซด์ ความเข้มข้นสูงและนำผลของสารอินทรีย์ละลายน้ำ (DOM) ในดินนาจากเศษพืชกิจกรรมเรียกจุลินทรีย์และทำให้การปล่อยก๊าซเรือนกระจก การเก็บข้อมูลของ DOM โดยแร่ธาตุดินและการรักษาเสถียรภาพตามมากับการเสื่อมสลายของจุลินทรีย์ขึ้นอยู่กับรัฐรีดอกซ์ (เช่น DOM ตกตะกอนโดย Fe2 + ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน) ความผันผวนในสภาพอกซ์อาจเพิ่มการเก็บรักษาและการรักษาเสถียรภาพของ DOM โดย oxyhydroxides เฟ ที่เกิดจากธาตุในระยะสั้นรอบอกซ์, การจัดการข้าวในช่วงเวลานานมีผลอย่างมากต่อกระบวนการ biogeochemical ระยะยาว ชลประทานบ่อยทวีความรุนแรงสภาพดินฟ้าอากาศแร่และกระบวนการชะล้าง ความเข้มข้นสูงของ DOM ในช่วงฤดูน้ำท่วมเพิ่มการเปลี่ยนแปลงและการเปิดตัวของเหล็กโครงสร้างในแร่ดินเหนียวและการสนับสนุนการก่อตัวของ ferrihydrite ซ้ำแล้วซ้ำอีก alternations อกซ์นำไปสู่การโยกย้ายของเหล็กในทิศทางต่างๆและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพิ่มขึ้นเป็นผลึกเหล็กออกไซด์ ซึ่งส่งผลให้ยังอยู่ในเนื้อหาเหล็กออกไซด์รวมที่สูงขึ้นในข้าวเมื่อเทียบกับดินที่ไม่ใช่ข้าว.
การสะสมมากของอินทรียวัตถุในดิน (SOM) พบว่าในบางส่วน แต่ไม่ทั้งหมดดินนาเป็นที่ยอมรับว่าน่าจะเกิดจากการป้อนข้อมูลสูงของพืชตกค้างและ วัสดุที่ไหม้เกรียมที่เกี่ยวข้องกับการสลายตัวปัญญาอ่อนภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน นอกจากนี้ยังมีหลักฐานของการรักษาเสถียรภาพ SOM ผ่านการบดเคี้ยวเข้าไปในมวลรวมและ phytoliths เช่นเดียวกับการมีปฏิสัมพันธ์ด้วยแร่ธาตุดินและธาตุเหล็กออกไซด์ สะสมในชั้นดิน SOM ข้าวเปลือกสามารถอธิบายได้ด้วยการเคลื่อนไหวลดลงของ DOM และการรักษาเสถียรภาพของตนโดยการมีปฏิสัมพันธ์กับเหล็กออกไซด์ คุณลักษณะเฉพาะของดินนาคือการมีเพศสัมพันธ์ของการหมุนเวียนสารอินทรีย์ที่มีการเปลี่ยนแปลงและแร่ฟลักซ์ซึ่งดูเหมือนจะทวีความรุนแรงมากจากสภาพสลับอกซ์ด้วยอายุที่เพิ่มขึ้นของการพัฒนาดินข้าว การดูดซึมของดินอินทรีย์ N เป็นคู่อย่างยิ่งที่จะ SOM การขี่จักรยานและเป็นตัวแปรสำคัญกำหนดผลผลิตพืช สภาวะไร้ออกซิเจนยับยั้ง N แร่ที่มีความเสี่ยงสูงของการสูญเสียไม่มีก๊าซ ในดินนาการบริหารจัดการที่เกิด microbially พึ่งกระบวนการรีดอกซ์ควบคุมการเปลี่ยนแปลงของแร่ธาตุดินและอินทรียวัตถุในดินซึ่งมีความสัมพันธ์อย่างยิ่งกับการเข้าถึงของจุลินทรีย์ C และ N, แต่ยังเฟ
การแปล กรุณารอสักครู่..
