Increased cropping intensity improv

Increased cropping intensity improves crop residue inputs to the soil and aggregate-associated soil organic carbon stocks

Abstract
Many South American agroecosystems are based mainly on soybean [Glycine max (L.) Merr.] as a sole crop in the year, which has increased concerns regarding soil conservation and ecosystems sustainability. The increase in cropping intensity (CI) has been suggested as a strategy to improve crop residue inputs, which in turn, may increase soil aggregation and soil organic C (SOC) storage, while maintaining or even increasing total sequence yields. Our objective was to evaluate the relationships between CI and crop residue input with SOC storage and soil aggregation in two contrasting northeastern Argentinean Pampas soils under no-till. Two parallel experiments were established in a Mollisol and a Vertisol evaluating six cropping sequences, starting from soybean monoculture and increasing the number of crops per year and crop diversity. Crop residue inputs to the soil (aboveground biomass, belowground biomass and total biomass), grain yield, the amount of macroaggregates (MA), SOC stored inside macroagregates (SOCMA) and total SOC stocks were measured in both soils two years after the beginning of cropping sequences, at three soil depths. Soil organic C stocks, MA and SOCMA were all positively related with CI in both soils at 0–5 cm depth. All soil variables were lowest in simple rotations (soybean monoculture) and increased in more complex rotations (double cropping with cereals and legumes), although differences were significant (P < 0.05) only in the top soil (0–5 cm depth). Grain yields and crop residues followed a similar pattern being higher in rotations that included maize (with yields expressed as grain mass or as glucose equivalent mass) and lower in soybean monocultures. The highest protein yields were obtained in sequences with wheat and soybean double cropping. Increases in CI under no-till seem to be a useful strategy to improved residue inputs, soil aggregates and SOC stocks. Our results provide valuable evidence for stakeholders and policy-makers to improve SOC sequestration and soil health in agroecosystems of humid temperate croplands.

Conclusions
The increase in CI improved crop residue input in both soil types, with a higher productivity in the Mollisol. All soil variables were lowest in simple rotations (soybean monoculture) and increased with more complex rotations (double cropping with cereals and legumes), although differences were significant only in the top soil (0–5 cm depth). The improvements in crop residue input and SOCMA in both soil types, by the increase in CI, were reached maintaining (CC/S-CC/S) or increasing (S-M; CC/S-M, W/S-M, W/S-W/S) grain productivity in comparison with the predominant crop sequence (S-S) in the region. The increase in SOCMA was greater in the Mollisol than in the Vertisol, due to a higher soil aggregation response.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความเข้มการครอบตัดที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มอินพุตกากพืชดินและหุ้นปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ของดินที่เกี่ยวข้องรวมบทคัดย่อAgroecosystems อเมริกาใต้จำนวนมากจะขึ้นส่วนใหญ่ในถั่วเหลือง [Glycine สูงสุด (L.) Merr.] เป็นพืชเดียวในปี ซึ่งได้เพิ่มความกังวลเกี่ยวกับความยั่งยืนและอนุรักษ์ระบบนิเวศของดิน การเพิ่มขึ้นของการปลูกพืชความเข้ม (CI) ได้รับการแนะนำเป็นกลยุทธ์เพื่อปรับปรุงพืชกากอินพุท ซึ่งในทางกลับกัน อาจเพิ่มรวมดินและดินอินทรีย์ C (SOC) เก็บ ในขณะที่การรักษา หรือแม้กระทั่งเพิ่มรวมลำดับอัตราผลตอบแทน วัตถุประสงค์ของเราคือการ ประเมินความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตกับ SOC เก็บและดินรวมสองตัดดิน Pampas อาร์เจนติน่าที่อีสานใต้ลิ้นชักไม่กาก CI และพืช ทดลองขนานที่สองก่อตั้งใน Mollisol การและ Vertisol การประเมินลำดับการครอบตัดหก เริ่มต้นจากถั่วเหลืองปลูกพืชเชิงเดี่ยว และการเพิ่มจำนวนของพืชต่อปีและพืชหลากหลาย อินพุทกากพืชดิน (ชีวมวลโผล่ ชีวมวล belowground และชีวมวลรวม), ผลผลิตธัญพืช จำนวน macroaggregates (MA), SOC เก็บไว้ภายใน macroagregates (SOCMA) และรวม SOC หุ้นถูกวัดในดินทั้งสองปีหลังจากการเริ่มต้นของการปลูกพืช ลำดับสามดินลึก ดินอินทรีย์ C หุ้น MA และ SOCMA บวกทั้งหมดเกี่ยวข้องกับ CI ในดินทั้งที่ 0 – 5 ซม.ความลึก ตัวแปรดินทั้งหมดถูกสุดหมุนง่าย (ถั่วเหลืองปลูกพืชเชิงเดี่ยว) และเพิ่มเติมหมุน (คู่ครอบ ด้วยธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว), แม้ว่าจะแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05) เฉพาะในดินชั้นบน (0 – 5 ซม.ความลึก) ผลผลิตธัญพืชและพืชตกค้างตามรูปแบบคล้ายสูงหมุนที่รวมข้าวโพด (ด้วยอัตราผลตอบแทนที่เป็นเม็ดมวล หรือ เป็นน้ำตาลกลูโคสเท่ากับมวล) และต่ำกว่าในถั่วเหลือง monocultures ผลผลิตโปรตีนสูงสุดได้รับในลำดับข้าวสาลีและถั่วเหลืองคู่ครอบ เพิ่ม CI ใต้ลิ้นชักไม่มีดูเหมือนจะ เป็นปัจจัยการผลิตปรับปรุงสารตกค้าง มวลดิน และ SOC หุ้นกลยุทธ์มีประโยชน์ ผลของเราให้หลักฐานที่มีคุณค่าเสียและคอมพิวติ้งอายัด SOC และดินสุขภาพใน agroecosystems ของ croplands หนาวชื้นบทสรุปเพิ่ม CI ขึ้นป้อนกากพืชในทั้งสองชนิดดิน มีผลิตภาพที่เพิ่มขึ้นในการ Mollisol ตัวแปรดินทั้งหมดถูกสุดหมุนง่าย (ถั่วเหลืองปลูกพืชเชิงเดี่ยว) และเพิ่มเติมฟิลด์ (คู่ครอบ ด้วยธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว), แม้ว่าจะแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเฉพาะในดินชั้นบน (0-5 ซม.ความลึก) การปรับปรุงในการป้อนข้อมูลสารตกค้างพืชและ SOCMA ในทั้งสองชนิดดิน โดยการเพิ่มขึ้นของ CI ได้ถึงการรักษา (CC/S-CC/S) หรือเพิ่มขึ้น (S-M CC/S-M -S W M, W/S-W/S) เมล็ดพืชผลผลิตเปรียบเทียบกับลำดับพืชเด่น (S-S) ในภูมิภาคนี้ เพิ่มใน SOCMA ขึ้นมากขึ้นใน Mollisol กว่าใน Vertisol เนื่องจากการตอบสนองรวมดินสูงกว่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เพิ่มขึ้นความเข้มของการปลูกพืชปรับปรุงปัจจัยการผลิตพืชตกค้างกับดินและดินอินทรีย์คาร์บอนหุ้นที่เกี่ยวข้องรวม

บทคัดย่อ
หลายระบบนิเวศเกษตรอเมริกาใต้ส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับถั่วเหลือง [Glycine max ( L. ) Merr.] เป็นพืช แต่เพียงผู้เดียวในปีที่มีความกังวลเพิ่มขึ้น เกี่ยวกับการอนุรักษ์ดินและระบบนิเวศการพัฒนาอย่างยั่งยืน การเพิ่มขึ้นของการปลูกพืชเข้ม (CI) ได้รับการแนะนำเป็นกลยุทธ์ในการปรับปรุงปัจจัยการผลิตพืชตกค้างซึ่งในที่สุดก็อาจเพิ่มการรวมตัวของดินและดินอินทรีย์ (SOC) การจัดเก็บข้อมูลในขณะที่รักษาหรือแม้กระทั่งการเพิ่มผลผลิตลำดับรวม วัตถุประสงค์ของเราคือการประเมินความสัมพันธ์ระหว่างการป้อนสารตกค้าง CI และการเพาะปลูกมีการจัดเก็บ SOC และการรวมดินในสองตัดกันภาคตะวันออกเฉียงเหนือดินทุ่งหญ้าอาร์เจนตินาภายใต้ไม่มีการไถ สองการทดลองแบบขนานที่ถูกจัดตั้งขึ้นใน Mollisol และ Vertisol ประเมินหกลำดับการปลูกพืชเชิงเดี่ยวที่เริ่มต้นจากถั่วเหลืองและการเพิ่มจำนวนของพืชต่อปีและความหลากหลายของพืช ปัจจัยการผลิตพืชผลตกค้างให้กับดิน (ชีวมวลดินชีวมวล belowground และชีวมวลทั้งหมด) ผลผลิตข้าวจำนวนของ macroaggregates (MA), SOC เก็บไว้ภายใน macroagregates (SOCMA) และหุ้น SOC รวมอยู่ในวัดทั้งดินสองปีหลังจากที่จุดเริ่มต้นของ การปลูกพืชลำดับที่สามระดับความลึกของดิน ดินอินทรีย์หุ้น C, MA และ SOCMA ทุกคนที่เกี่ยวข้องในเชิงบวกที่มี CI ทั้งในดินที่ระดับความลึก 0-5 ซม. ตัวแปรดินทั้งหมดถูกต่ำสุดในผลัดง่าย (เชิงเดี่ยวถั่วเหลือง) และเพิ่มขึ้นในการหมุนที่ซับซ้อนมากขึ้น (การปลูกพืชคู่กับธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว) แม้ว่าความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (P <0.05) เท่านั้นใน (ซม. ความลึก 0-5) ดินชั้นบน ผลผลิตและเศษซากพืชตามรูปแบบที่คล้ายกันเป็นที่สูงขึ้นในผลัดที่รวมข้าวโพด (กับอัตราผลตอบแทนที่แสดงเป็นมวลเม็ดหรือเป็นกลูโคสมวลเทียบเท่า) และลดลงในเชิงเดี่ยวถั่วเหลือง ผลผลิตโปรตีนสูงที่สุดคือการได้รับในลำดับด้วยข้าวสาลีและถั่วเหลืองปลูกพืชคู่ การเพิ่มขึ้นของ CI ภายใต้ไม่มีจนดูเหมือนจะเป็นกลยุทธ์ที่มีประโยชน์ในการปรับปรุงปัจจัยการผลิตสารตกค้างมวลดินและหุ้น SOC ผลของเราให้มีหลักฐานที่มีคุณค่าสำหรับผู้มีส่วนได้เสียและผู้กำหนดนโยบายในการปรับปรุงการอายัด SOC และสุขภาพของดินในระบบนิเวศเกษตรของ croplands หนาวชื้น.

สรุปผลการวิจัย
เพิ่มขึ้นในการป้อนข้อมูลที่ดีขึ้น CI เศษซากพืชทั้งสองชนิดในดินที่มีการผลิตที่สูงขึ้นใน Mollisol ตัวแปรดินทั้งหมดถูกต่ำสุดในผลัดง่าย (เชิงเดี่ยวถั่วเหลือง) และเพิ่มขึ้นด้วยการหมุนที่ซับซ้อนมากขึ้น (การปลูกพืชคู่กับธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว) แม้ว่าความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเฉพาะในดินชั้นบน (0-5 ซม. ความลึก) การปรับปรุงในการป้อนข้อมูลเศษซากพืชและ SOCMA ในทั้งสองประเภทของดินโดยการเพิ่มขึ้นของ CI ถูกถึงการบำรุงรักษา (CC / S-CC / S) หรือเพิ่ม (SM; CC / SM, W / SM, W / SW / S) ผลผลิตข้าวในการเปรียบเทียบกับลำดับพืชเด่น (เอสเอส) ในภูมิภาค การเพิ่มขึ้นของ SOCMA สูงใน Mollisol กว่าใน Vertisol เนื่องจากมีการตอบสนองต่อการรวมตัวของดินที่สูงขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เพิ่มความเข้มการเพิ่มปัจจัยการผลิตพืชในดินกากและดินอินทรีย์คาร์บอนรวมที่เกี่ยวข้องบทคัดย่ออเมริกาใต้มีพฤติกรรมตามหลักในถั่วเหลือง [ Glycine max ( L . ) Merr . ) เป็นพืช แต่เพียงผู้เดียวในปีนี้ ซึ่งมีความวิตกกังวลเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับการอนุรักษ์ดินและระบบนิเวศที่ยั่งยืน เพิ่มความเข้มของการปลูกพืช ( CI ) ได้รับการแนะนำเป็นกลยุทธ์เพื่อปรับปรุงปัจจัยเศษพืชตกค้าง ซึ่งในทางกลับ อาจเพิ่มการรวมของดินและดินอินทรีย์ C ( ส ) กระเป๋า , ในขณะที่การรักษาหรือแม้กระทั่งการเพิ่มผลผลิตลำดับทั้งหมด มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความสัมพันธ์ระหว่าง Cl และพืชกากใส่กับกระเป๋าส และดินในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ รวมสองตัดกันซึ่งปัมดินไม่จน . เส้นขนานสองการทดลองถูกก่อตั้งขึ้นใน ม ลิซอลและเวอร์ติซอลการประเมินหกพืชดังนี้ เริ่มจากการปลูกและการเพิ่มจำนวนของพืชต่อปีและความหลากหลายของพืช พืชในดิน ( เหนือพื้นดินกระผมกากชีวมวล ชีวมวล belowground รวม 2 ) , ผลผลิต , ปริมาณของ macroaggregates ( MA ) สที่เก็บไว้ภายใน macroagregates ( socma ) และหุ้นสรวมวัดทั้งในดิน สองปีหลังจากเริ่มต้นการลำดับ ที่ 3 ระดับความลึก . ดินอินทรีย์ C หุ้นแม่และ socma ทั้งหมดมีความสัมพันธ์ทางบวกกับ สายสืบทั้งในดินที่ 0 – 5 เซนติเมตร ความลึก ตัวแปรที่ดินทั้งหมดถูกสุดในหมุนง่าย ( การถั่วเหลือง ) และเพิ่มขึ้นในการหมุนที่ซับซ้อนมากขึ้น ( คู่กับการปลูกธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว ) แม้ว่าความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ( P < 0.05 ) เฉพาะในดินชั้นบน ( 0 ) ความลึก 5 ซม. ) ผลผลิตพืชและสารตกค้างตามแบบแผนการสูงในการหมุนที่คล้ายกันรวมข้าวโพด ( กับผลผลิตแสดงเป็นมวลเมล็ดหรือเป็นมวลเทียบเท่ากลูโคส ) และลดลงในถั่วเหลืองทรีตเมนต์ . สูงสุดผลผลิตโปรตีนที่ได้รับในลำดับด้วย ข้าวสาลี และถั่วเหลือง คู่ การปลูกพืช เพิ่มขึ้นใน CI ภายใต้จนดูเหมือนจะเป็นกลยุทธ์ที่เป็นประโยชน์เพื่อการปรับปรุงดินและกากผลผลิตมวลรวม 1 หุ้น ผลของเราแสดงหลักฐานที่มีคุณค่าสำหรับผู้มีส่วนได้เสียและผู้ผลิตนโยบายเพื่อปรับปรุงรายวิชา การสุขภาพและพฤติกรรมของดินชื้น เย็น croplands .สรุปเพิ่มขึ้นในการปรับปรุงพืชและกากใส่ในดินทั้งชนิด ที่มีประสิทธิภาพสูงในมอลลิซอล . ตัวแปรที่ดินทั้งหมดถูกสุดในหมุนง่าย ( การถั่วเหลือง ) และเพิ่มขึ้นตามการหมุนที่ซับซ้อนมากขึ้น ( คู่กับการปลูกธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว ) แม้ว่าความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในดินชั้นบน ( 0 ) ความลึก 5 ซม. ) การปรับปรุงในการป้อนข้อมูล และ socma กากพืชในดินทั้งประเภท โดยเพิ่ม CI , ได้ถึงการรักษา ( CC / s-cc / s ) หรือเพิ่มขึ้น ( s-m ; CC / s-m W / s-m W / s-w / s ) ผลผลิตข้าวในการเปรียบเทียบกับลำดับพืชเด่น ( s-s ) ในภูมิภาค เพิ่ม socma ได้มากขึ้นในมอลลิซอลกว่าในเวอร์ติซอล เนื่องจากดินสูงการตอบสนอง