Kol (C), kväve (N), och fosfor (P) är tre bioelement med maximal ackumulering i områden med rikligt liv. C:N:P stökiometri i jordar bestämmer i hög grad tillgången på näringsämnen för växter och markmikroorganismer, och återspeglar vidare hur terrestra ekosystem fungerar.

Jordens C:N:P-förhållanden är mycket känsliga för mänskliga aktiviteter (t.ex. gödsling) och klimatfaktorer (t.ex. temperatur och nederbörd). Dock, hur markens C:N:P stökiometri påverkas av högland och risodling över bred geografisk skala är i stort sett okänt.

En forskargrupp ledd av Prof. Su Yirong från Institute of Subtropical Agriculture (ISA) vid den kinesiska vetenskapsakademin genomförde en studie för att undersöka markens C:N:P-stökiometri i skogsmark (som kontroll), jordbruksuppland och risfält från fyra klimatzoner (tropikerna, subtropiska områden, varm tempererad, och medeltempererad) över östra Kina. Studien publicerades i Jord- och jordbearbetningsforskning den 30 dec.

Forskarna samlade in 720 ytjordprover från 240 platser med intilliggande skog, jordbruksuppland, och ris på ett djup av 0-15 cm. Totalt C, N, och P-halter och deras förhållanden bestämdes.

De fann att bland klimatzoner, C- och N-halter och C:N-förhållanden minskade i storleksordningen medeltempererat> tropikerna> subtroperna> varm tempererad, medan C:P- och N:P-förhållanden följde ordningen för subtroperna> medeltemperat och tropikerna> varm-tempererad.

"Jämfört med skog, bergsjordbruk minskade C-halten, men ökat P-innehåll, vilket resulterar i minskningar av C:N, C:P, och N:P-förhållanden. Därav, högländer är relativt begränsade av C och N men berikade med P, särskilt i varma tempererade zoner, " sa prof. SU.

Däremot C, N, och P-halten i risjordar ökade alla jämfört med skogsmarker, men större N- och P-ökning leder till minskningar i C:N- och C:P-förhållanden. Ju högre P-innehåll, och följaktligen lägre C:N:P-kvoter i båda jordbruksjordarna är konsekvenserna av intensiv gödsling.

Som helhet, riktningen för marken C, N, och P-innehåll och deras stökiometriska förhållanden som svar på jordbruksanvändning var liknande i de fyra klimatzonerna:P ökade, men C:N:P-förhållandena minskade. Effekterna av jordbruksanvändning på C:N:P-stökiometri var större i varmare och fuktigare zoner.

Denna studie ger en jämförbar datauppsättning om förändringen av jord C, N, och P-balanser i de viktigaste kinesiska spannmålsproducerande områdena som utsätts för långvarig intensiv odling, vilket är användbart för att optimera framtida jordbruksförvaltning.