Effects of Combined Application of Different Organic Materials and Clay Minerals on Accumulation of Organic Carbon in Newly Cultivated Paddy Soils

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0272

Abstract

Abstract:

To understand the effects of combined application of organic materials with different sources and clay minerals on the improvement of soil organic matter in newly reclaimed paddy fields, two newly reclaimed red soil paddy fields with different textures, including paddy fields on red sandstone soil and paddy field on yellowish red soil in Zhejiang Province, were selected to explore the mineralization characteristics of different organic materials in newly reclaimed red soil paddy fields by indoor simulation cultivation. The effects of different organic material combination application on soil organic carbon accumulation and composition, as well as the effects of organic materials-clay mineral combination application on organic carbon accumulation in the soils were analyzed. The results showed that the mineralization rate of different organic materials in the soils was different. The application of biochar, weathered coal humic acid, peat and branch compost was conducive to the accumulation of soil organic carbon, and the application of biological manure was conducive to improving soil microbial biomass. The combination of biochar-weathered coal-biological manure, biochar-branch compost-biological manure or peat-straw-biological manure was better for improvement of soil organic carbon. The study on the effects of organic material combinations in different proportions on the accumulation of organic carbon in the soils showed that three proportioning schemes, namely, biochar (2/5)+weathered coal humic acid (1/5)+biological manure (2/5), biochar (2/5)+ branch compost (1/5)+biological manure (2/5), and peat (2/5)+straw (1/5)+biological manure (2/5), were more appropriate for the overall improvement of soil organic carbon quality in new paddy fields. At the same time of applying organic materials, the application of montmorillonite in new sandy loamy paddy field was conducive to the improvement of soil water stability aggregates, and could promote the joint improvement of organic carbon and microbial biomass carbon, and increase the stability of soil organic carbon.

Key words: newly cultivated paddy fields, quantity and quality of organic carbon, improvement, organic materials, clay minerals, soil aggregates, stability, microbial biomass

YIN Xianyuan, ZHANG Xin, XU Qiutong, ZHANG Mingkui. Effects of Combined Application of Different Organic Materials and Clay Minerals on Accumulation of Organic Carbon in Newly Cultivated Paddy Soils[J]. Journal of Agriculture, 2025, 15(3): 51-59.

Figures/Tables 9

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性状	砂壤质新造水田（红砂田）	粘壤质新造水田（黄泥田）
pH	5.14	5.32
有机碳/(g/kg)	6.24	9.59
总N/(g/kg)	0.58	1.02
砂粒/(g/kg)	658.60	394.20
粉砂/(g/kg)	254.20	352.40
粘粒/(g/kg)	88.20	253.40
有效磷/(mg/kg)	9.24	12.54
速效钾/(mg/kg)	58.78	85.24
C/N	10.76	9.40

性状	砂壤质新造水田（红砂田）	粘壤质新造水田（黄泥田）
pH	5.14	5.32
有机碳/(g/kg)	6.24	9.59
总N/(g/kg)	0.58	1.02
砂粒/(g/kg)	658.60	394.20
粉砂/(g/kg)	254.20	352.40
粘粒/(g/kg)	88.20	253.40
有效磷/(mg/kg)	9.24	12.54
速效钾/(mg/kg)	58.78	85.24
C/N	10.76	9.40

有机物料	pH	有机碳/(g/kg)	总N/(g/kg)	C/N
风化煤腐殖酸	6.04	448.9	38.57	11.64
泥炭	7.03	312.5	31.47	14.56
水稻秸秆	7.14	402.8	9.52	42.31
生物质炭	9.56	574.3	5.26	109.18
生物有机肥	6.24	355.2	22.87	15.53
树枝堆肥	7.13	448.24	8.47	52.92

有机物料	pH	有机碳/(g/kg)	总N/(g/kg)	C/N
风化煤腐殖酸	6.04	448.9	38.57	11.64
泥炭	7.03	312.5	31.47	14.56
水稻秸秆	7.14	402.8	9.52	42.31
生物质炭	9.56	574.3	5.26	109.18
生物有机肥	6.24	355.2	22.87	15.53
树枝堆肥	7.13	448.24	8.47	52.92

有机物料种类	红砂田		黄泥田
有机物料种类	4个月	8个月	4个月	8个月
对照	6.22f	6.25f	9.55e	9.29g
风化煤腐殖酸	14.72b	12.55c	18.45a	15.99c
泥炭	14.32c	12.35c	17.95b	15.59d
水稻秸秆	13.22e	10.95e	16.75d	14.29f
生物质炭	15.12a	14.65a	18.65a	17.99a
生物有机肥	13.62d	11.55d	17.25c	14.89e
树枝堆肥	14.32c	13.25b	17.95b	16.49b