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有机肥在高寒冷凉地区温室土壤中分解特征和培肥效应

2024-04-27乔丙颖胥婷婷张洋史立东张荣

西北农业学报 2024年4期
关键词:腐殖质有机肥

乔丙颖 胥婷婷 张洋 史立东 张荣

摘 要 为探究不同有机肥在高寒冷凉地区温室土壤中分解特征和培肥效应,采用田间尼龙网袋填埋法,设置添加羊粪(SM)、牛粪(CM)、猪粪(PM)和原土对照(CK)4个处理,3种有机肥用量均为有机碳添加量4.5   t·hm-2。结果表明,有机肥在温室土壤中均呈前期分解快,后期分解慢的特点。分解112 d后,碳残留率为CM>SM>PM,分解期内分解速率为PM>SM>CM。一级动力学方程对有机肥分解过程的拟合效果较好,SM、CM和PM的易分解碳库比率为42.47%、 38.69%和 50.65%,稳定碳库比率为 57.43%、 61.52%和 49.27%,且处理间差异显著。有机肥添加后土壤腐殖质组分含量呈先增加后趋于稳定趋势。分解112 d 后,3 种有机肥均显著提升土壤腐殖质组分含量和腐殖化程度,CM处理的提升效果最佳,可提取腐殖酸、胡敏酸、富里酸、胡敏素和胡富比较CK显著提升 86.83%、109.09%、62.35%、88.40%和28.97%。3种有机肥添加后土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均呈先升高后降低趋势。有机肥添加112 d后较CK均显著提升土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾和有机碳含量,对土壤全钾含量无显著影响,CM和PM處理提升土壤保水能力的效果优于SM处理,CM和PM处理显著降低土壤pH。综上,建议优先选用牛粪或猪粪对高寒冷凉地区温室土壤进行改良培肥。

关键词 分解特征;温室土壤;腐殖质;有机肥;土壤培肥

青海省地处青藏高原东部,平均海拔3 000 m以上,气候冷凉,作为西北区域四大牧区之一,畜禽粪便资源丰富,目前资源化利用率达75%[1]。由于特殊的气候环境使得设施农业发展迅速[2],但随种植年限延长,温室土壤结构被破坏[3]、次生盐渍化[4]及重金属累积[5]等问题日趋突出,温室土壤质量逐渐下降甚至导致产量下降[6],而土壤的改良培肥离不开有机肥的施用。青海省有机肥利用潜力大,且畜禽粪污肥料化利用不仅减轻其对环境的污染[7],又能填补作物养分需求量,减少化肥施用对农田土壤的危害[8],并提升土壤肥力、改良土壤[9]。同时有机肥在土壤中的腐解关系到其养分释放和作物对养分的有效利用,因此探究不同畜禽粪便在冷凉地区温室土壤中分解动态和培肥效应对畜禽粪便资源合理化利用及设施土壤培肥改良具有重要意义。

近年来,关于有机物料在土壤中的分解特性及在土壤中的腐殖化特征被众多学者重视。有机物料在土壤中分解受有机物料自身性质、土壤类型、温度和气候等多种因素影响。李然等[10]研究表明新鲜猪粪的分解速率显著高于牛粪。马想等[11]研究表明,4种有机物料腐解在不同土壤和气候区具有差异,因此有必要在不同农区开展有机肥腐解试验,研究不同地区有机肥的分解特性。腐殖质占土壤有机质总量的50% ~ 90%,是有机质中较为稳定的部分,是评价土壤肥力的重要指标[12]。已有研究表明,土壤中添加粪肥可显著增加大田土壤中胡敏酸、富里酸和胡敏素含量、并优化腐殖质组分[13-15]。贾树海等[16]研究表明,土壤有机碳与全氮、腐殖质组分呈极显著正相关,腐殖质组分的稳定形成对土壤固碳能力的改善起正面作用。在针对温室土壤的培肥研究中,李亚娟等[17]得出温室栽培模式较露地栽培模式更能增加土壤有机碳含量;樊德祥等[18]研究表明,温室土壤有机肥用量是露地土壤几十倍的前提下,有机肥转化为腐殖质的比率不高,考虑到温室土壤较大田土壤的差异,如何合理利用有机肥对温室土壤进行培肥改良成为了一个问题。但目前关于有机肥的分解和腐殖化的研究主要集中在大田[11-13]、煤矿复垦区[10]等露地土壤或直接在室内[14]进行培养研究,针对温室土壤中有机肥分解和腐殖化的报道相对较少,且由于有机肥在土壤中分解受土壤性质、水热条件及有机肥种类的影响[19],露地土壤与温室土壤的土壤性质和水热条件并不相同,有机肥在温室土壤中分解动态和腐殖化特征是否与露地土壤相同还有待明确。因此本研究选取高寒冷凉地区土壤培肥中常见的 3 种有机肥,通过在温室土壤中进行有机肥填埋试验,研究不同有机肥的分解动态、腐殖质组分变化和对土壤理化性质的影响,旨在了解不同有机肥在温室土壤的分解特征和培肥效果,为高寒冷凉地区设施土壤施用有机肥料提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于青海省海东市互助县沙塘川镇下山城村(36°50′15″N,101°57′06″E)的温室,海拔  2 550 m,属高原大陆性半干旱气候,土壤类型为栗钙土,该温室种植年限为 5 a,沟灌种植黄瓜。

1.2 试验设计与供试材料

试验于2020年6 月 3日至 9月 23日进行,采用尼龙网袋填埋法,供试土壤取温室大棚中未扰动的正常土壤,基本理化性质:有机质13.94   g·kg-1,全氮1.21 g·kg-1,全磷2.56   g·kg-1,全钾24.9 g·kg-1,碱解氮 122   mg·kg-1,速效磷 83.8 mg·kg-1,速效钾 195 mg·kg-1,pH为 8.15,过8 mm筛备用。供试羊粪、牛粪和猪粪均采用当地农民腐熟后的样品,过2 mm筛备用。各有机肥料的基本性质见表1。按照土壤质量∶有机肥碳量=100∶3添加(基于当地农民施肥参考,依照等碳量4.5   t·hm-2),设置4个处理,CK:原土,在 300 目尼龙网袋( 20 cm× 20 cm)中装入原土200 g。其余处理在CK基础上分别添加羊粪25.27 g(SM)、牛粪20.24 g(CM)和猪粪18.01 g(PM),有机肥与土壤混匀后装入尼龙网袋。每处理重复3次,每重复10袋,共计120 袋。于 2020年 6 月 3 日在大棚内4 m×5 m的试验小区中开4条沟,深约20 cm,随后将尼龙网袋平铺于沟内,网袋间间隔约15 cm,然后覆土。试验期内研究区的水分管理措施与温室土壤相同。

1.3 样品采集与测定

埋袋后,分别在第10、20、30、40、50、60、72、85、95、112 天取样,每次取样3 袋。每次取样后轻轻擦去尼龙网袋外部土壤并称量,随后称取约30 g鲜土放置在铝盒中,在烘箱105 ℃下烘至恒量后称量,用差减法计算得出土壤含水率。随后分成两份,一份放入冰箱( 4 ℃)保存,另一份风干后保存,用于测定各项土壤指标。土样有机碳含量采用重铬酸钾外加热法[20]测定,土壤腐殖质组分用焦磷酸钠提取,硫酸分离后分别得到胡敏酸、富里酸和胡敏素,各组分含量采用重铬酸钾容量法测定[21]。土壤全氮采用重铬酸钾-硫酸消化法[17]测定,全磷采用硫酸-高氯酸消煮[20]法测定,全钾采用NaOH熔融-火焰光度计法[20]测定,碱解氮采用碱解扩散法[20]测定,有效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法[20]测定,速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法[20]测定;土壤pH用pH计测定(水土比为2.5∶1 )。

1.4 数据处理与分析

碳残留率的计算公式如下:

CX=(g1C/gC-g2C/gC)×100

式中:CX为有机物料的碳残留率,%;g1C为有机物料加土经一定分解时间后的碳含量,g;g2C为对照土壤经一定分解时間后的碳含量,g;gC为加入的有机物料碳含量,g。

拟合有机物料分解的一级动力学方程模型如下:

CX=C0+C1exp-kx

式中:CX为x时间下有机物料的碳残留率,%;C0为稳定碳库比率,%;C1为易分解碳库比率,%;k为易分解碳库的分解速率常数,1/k为易分解碳库的平均周转时间。

试验数据用Excel 2016 进行统计,用SPSS 26.0 进行数据分析,采用邓肯(Duncan)法进行显著性检验(P <0.05 ),用Microsoft Excel 2016和origin 2022 b进行函数拟合和作图。图表中数据为“平均值±标准差。”

2 结果与分析

2.1 不同有机肥在温室土壤中的分解特点

2.1.1 不同有机肥碳残留率的动态变化 随分解时间增加,3 种有机肥料的碳残留率逐渐降低(图 1 )。

不同处理均呈现前期分解快后期分解慢的特点, 0~50 d各处理碳残留率快速下降, 50~112 d有机碳分解速度减慢。在分解前50 d SM、CM和PM碳残留率分别降低35.0%、  30.6%和   44.3%,约占整个试验期内碳残留率下降总量的  82.9%、81.0%和88.2%。分解 112 d后, 3 个处理的碳残留率分别为 62.1%、 57.8%和   49.7%。整个试验期内,处理间碳残留率差异显著,CM>SM>PM。

2.1.2 不同有机肥分解过程的拟合与分析 采用一级动力学方程拟合有机肥在温室土壤的分解过程(表 2 ),3种有机物拟合的相关系数为  0.997~ 0.998,拟和效果较好。3种有机物的稳定碳库比率以CM处理最大约占61.52%,SM和PM处理分别为57.43%和49.27%,SM、CM和PM处理的易分解碳库比率分别为42.47%、  38.69%和50.65%。分解期内PM处理分解速率常数最大,为0.040  %·d-1,其次为SM和CM,说明在短期内PM处理中有机碳更易分解矿化。3种有机物料的平均周转时间在25~35 d。

2.2 不同有机肥对温室土壤腐殖质组分的影响

2.2.1 不同有机肥添加后土壤腐殖质组分的动态变化 在分解期内,3种有机肥添加后土壤可提取腐殖酸(HE)含量随分解时间延长呈增加趋势,各处理较CK均显著提升土壤HE含量(图2-a)。分解 0 ~ 20 d,不同有机肥之间HE含量差异不显著,分解 20 ~ 112 d,CM处理HE含量显著高于SM和PM处理,SM和PM处理之间差异不显著。SM、CM和PM处理均在分解95 d达峰值,分别为 5.43 g·kg-1、 6.95 g·kg-1和   5.67 g·kg-1。分解 112 d后,HE含量表现为  CM>PM>SM,分别较CK显著提升 86.83%、   49.58%和 42.58%。等碳量投入的前提下,CM处理对土壤HE含量的提升效果优于SM和PM。

有机肥添加后较CK均提高土壤胡敏酸(HA)含量(图 2-b ),在分解期内,3 种有机肥添加后土壤HA含量表现为逐渐增加趋势。分解112 d,后土壤HA含量表现为CM>PM>SM,与CK相比,SM、CM和PM处理HA含量显著提升50.27%、109.09%和68.98%。结果说明CM处理对HA的形成和积累促进作用最大,其次为PM和SM处理。

有机肥添加后土壤富里酸(FA)含量变化趋势与HA相似(图 2-c ),均呈逐渐升高趋势,有机肥添加后较CK均提升了土壤FA含量。分解期内,CM处理FA含量高于SM和PM。分解112 d后,CM处理FA含量最高,显著高于SM和PM处理,SM和PM处理差异不显著。3 个处理较CK土壤FA含量提升达显著,SM、CM和PM分别提升28.24%、62.35%和34.12%。说明CM处理较SM和PM更有利于土壤FA的形成和累积。

有机肥添加后土壤胡敏素(HM)含量在分解期内逐渐降低(图 2-d )。分解10 d后,HM量表现为PM>CM>SM,分解112 d后, 3个处理HM含量差异不显著。分解0 ~ 72 d,PM处理土壤HM含量下降较快,后趋于平稳;SM和CM处理在分解期内平稳下降;分解112 d后,SM、CM和PM处理较CK显著提升82.38%、  88.40%和85.76%,3个处理之间差异不显著。整个分解期内,3种有机肥添加后土壤HM含量下降幅度为PM>CM>SM,分别较10 d时下降 6.52、 4.01和 3.66 g·kg-1。说明PM处理在分解短期内更能促进土壤胡敏素的矿化分解,其次为CM和SM。

2.2.2 不同有机肥添加后土壤胡富比(HA/FA)的动态变化 随分解时间延长,3 种有机肥均对温室土壤HA/FA有提升作用(图 3 )。有机肥添加后土壤HA/FA在分解前期波动较大,分解后期呈上升趋势。分解112 d后,添加有机肥处理较CK均优化了土壤腐殖质组分,SM、CM和PM的HA/FA分别较CK显著提升12.10%、28.97%和32.00%,PM和CM之间差异不显著。说明CM和PM处理对土壤腐殖质组分的优化效果较好,其次为SM处理。

2.3 不同有机肥对温室土壤理化性质的影响

2.3.1 不同有机肥添加后土壤速效养分的动态变化 有机肥添加后在分解期内均显著提高了土壤速效养分含量,随分解时间延长,添加有机肥处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均呈先升高后降低趋势(图4)。分解期内, PM处理碱解氮和速效磷含量增幅最大,SM处理速效钾含量增幅最大。分解112 d后,PM处理碱解氮含量增幅最大,SM和CM之间差异不显著;速效磷含量有机肥处理间差异不显著,但较CK 均显著提升;速效钾含量有机肥处理较CK均显著提升,提升幅度在 15.07%~88.04%。综上可以看出,有机肥添加可有效提高土壤肥力,其中PM处理对提升土壤速效养分的作用更突出。

2.3.2 不同有机肥添加后土壤全量养分、有机碳、含水率和pH的动态变化 有机肥添加 112 d后土壤理化性质如表 3 所示。 3 种有机肥施入土壤显著提升了土壤全氮、全磷、有机碳含量和土壤含水率,CM和PM处理较CK降低了碱化土壤pH。添加有机肥处理土壤全氮含量较CK均显著增加,添加有机肥处理间差异不显著;添加有机肥处理间全磷含量为PM处理最高,SM和CM之间差异不显著;添加有机肥处理的全钾含量较CK均未达显著差异;有机碳含量表现为CM>SM>PM。SM、CM和PM处理土壤含水率较CK显著增加 15.75%、 32.11%和 29.02%,CM和PM处理显著高于SM处理;SM处理土壤pH较CK无显著差异,CM和PM降低了土壤pH。结果说明有机物料施入可有效提升土壤全量养分含量, 3种有机肥添加增强了土壤保水能力,CM和PM添加降低了土壤pH。

2.4 土壤腐殖质与土壤理化性质之间的相关性分析

由图 5 可知,分解112 d后,土壤HA、FA、HM含量和HA/FA与土壤有机碳含量和土壤含水率显著相关,说明腐殖质组分含量和腐殖化程度与土壤保水能力密切相关。HA、HM和HA/FA与土壤全氮、碱解氮和速效磷呈显著相关或极显著相关,HA/FA与土壤全磷含量呈显著相关,说明土壤腐殖质与土壤养分供应能力关系密切,HM和HA/FA与土壤pH呈显著或极显著负相关。

3 讨  论

3.1 不同有机肥的分解差异

根据研究[22-23],有机肥施入土壤后呈现前期分解快,后期减慢的特点。这是因为外源有机物施入土壤后会改变土壤中有机物质腐殖化和稳定性,对其产生激发效应[24],加速有机碳的分解。同时,在分解前期,土壤中易分解的小分子有机物质先被分解,分解速率较快,分解后期,难分解的木质素、纤维素等被分解,分解速率减慢[25]。本研究结果证明, 3 种有机肥在温室土壤中的分解也呈现这种特征。有研究表明[26],相同培养条件下,低C/N有机物料较高C/N有机物料腐解率更高,同时木质素含量也是影响有机物料分解的重要因素,同类型的有机物料中,木质素含量低且C/N比低的有机物料通常具有更高的分解速率和分解程度[27-28]。王金洲等[29]研究表明牛粪和猪粪第1年有机碳残留率差异不显著。本研究中分解 112 d后,添加羊粪、牛粪和猪粪的土壤的碳残留率分别为 57.43%、 61.52%和 49.27%,差异显著。一方面是因为猪粪C/N低于羊粪和牛粪,另一方面可能是青海高原地区牛羊主要为放牧养殖,主要食物来源为牧草,而猪通常是饲料和泔水喂养,牛羊粪肥的木质素含量高于猪粪,因此碳残留率高于猪粪。李玲[19]研究发现,有机肥腐解过程能用地温或时间拟合,但通常腐解残留率与时间拟合的相对性较低,相较而言,本研究发现有机肥碳残留率和分解时间的关系拟合效果较好,这一差异可能源于实验环境的不同,前人的试验大多在露地进行,温度和气候变化对有机物料的分解影响大,而本研究在控制条件下的土壤中进行,地温比较稳定,因此与分解时间的似合效果较好。本研究中添加羊粪、牛粪和猪粪处理的分解速率常数分别为 0.033 %·d-1、 0.029   %·d-1和0.040 %·d-1,差异显著,这是因为低C/N的有机肥使土壤C/N下降从而土壤微生物活性升高,加速土壤原有碳和新鲜碳的分解矿化[30]。本研究结果表明 3 种有机肥易分解碳库比率为猪粪>羊粪>牛粪,稳定碳库比率为牛  粪>羊粪>猪粪。李然等[10]研究发现,猪粪分解速率高于牛粪,与本研究结果一致,这是也因为猪粪易分解碳库比例高于牛粪且木质素含量远低于牛粪,因此较牛粪分解速率更高。

3.2 不同有机肥添加对温室土壤腐殖质组分的影响

土壤腐殖质是土壤中新鲜有机质经微生物分解合成得到的有机物质,是有机质中较为稳定的部分,有机物料施入会给土壤带来新鲜有机质,是形成新腐殖质的前提[31-32];HA的分子结构中包括众多含氧活性官能团使其在土壤中具有氧化还原、离子交换、缓冲性和络合能力是腐殖质中较为活跃的组分,FA是促进形成HA的一级物质,对HA起着形成和更新作用[33]。本研究中,3种有机肥添加后在分解短期内均提升了土壤腐殖酸含量,土壤HE、HA和FA含量随分解时间延长呈增加趋势,与李学平等[34]在盐碱土上的研究结果一致,这是因为有机肥添加后,携带的碳水化合物、多肽、脂肪酸和纤维素转化为HA和FA,同时HA和FA也处于不断转化的动态平衡状态,因此含量不断增加 [31]。也有前人研究发现有机肥与土壤混合培养过程中FA含量呈波动[35]和先增后减趋势[36],与本研究结果不同,分析原因可能是不同的土壤类型、气候和有机物料对FA分解转化的影响存在差异[37],同时也可能是因为本试验培養时间较短,FA含量变化趋势未达到下降阶段。本研究中,添加牛粪对土壤HE、HA和FA转化累积的促进作用最强,但有机肥添加对土壤腐殖质分解转化影响的机理还需进一步探究。HM是土壤中稳定腐殖质组分,含有丰富的N、P、S,其分解释放能提供植物生长所需要的养分[35]。李春阳等[15]研究表明随培养时间进行土壤胡敏素碳逐渐降低,与本研究结果一致。本研究还发现在112 d分解期内猪粪处理在HM矿化量最高,对土壤养分的提升效果也最好。畜禽粪便作为一种绿色天然有机肥,添加后能改变土壤有机碳组成并增加土壤有机碳稳定性,有研究表明土壤各个碳库与腐殖质组分关系密切[38]。本研究中牛粪添加后在分解期内腐殖质含量较高,胡敏素矿化量较低,有利于土壤碳的固存,因此稳定碳库比率较高,分解速率较慢,而猪粪和羊粪添加后腐殖质含量较低,易分解碳库比率较高,分解速率较快,猪粪分解期内HM矿化量最高,对土壤养分的提升效果也最好。因此说明腐殖酸含量提高有利于提高土壤碳库稳定性[39],胡敏素矿化量则与有机肥养分释放关系密切。

胡富比是土壤胡敏酸与富里酸含量的比值,可用来描述腐殖化程度。有机肥处理的HA/FA在分解期内均呈现前期波动,随后逐渐升高的趋势。有机肥施入后,土壤中的腐殖质处于不断被分解、转化和形成的动态过程中,分解前期,有机肥中有机物质先合成富里酸组分,富里酸向胡敏酸转化,因此前期波动,分解后期胡敏酸合成速率大于富里酸合成速率,土壤腐殖化程度逐渐加大[36]。分解112 d后,有机肥处理腐殖化程度较CK显著提高,牛粪和猪粪提升效果优于羊粪。

3.3 不同有机肥添加对温室土壤理化性质的  影响

有机肥施用对土壤养分含量有提升或维持作用[40],不同有机肥之间作用效果不同[41-42]。本研究中,3种有机肥添加对土壤全氮和全磷含量有明显提升作用,对土壤全钾含量提升效用不显著,这是因为有机肥添加携带养分进入土壤,补充了土壤中养分含量,其中氮磷养分在土壤中以有机态存在,需要微生物参与分解释放,钾以离子形态存在,在土壤中直接被释放[43],在分解112 d后有机肥混土处理中的钾素已扩散至网袋外,因此施用对各处理土壤全钾含量的影响较氮磷养分不大。本研究还发现,施入有机肥后土壤速效养分均呈先升高后降低趋势,这与前人研究结果一致[34]。分解112 d后各有机肥处理土壤速效养分含量较CK均显著提高,说明有机肥施入对土壤养分向有效态转化有明显促进作用,其中以猪粪对土壤氮素转化的促进最佳,羊粪对土壤钾素转化促进效用最佳,但是考虑青海地区土壤为富钾土壤[44],钾素对作物产量和品质的限制较氮磷元素低,因此认为在分解短期内,猪粪对土壤养分的提升及向有效态转化的促进作用最佳。相关性分析结果说明,土壤腐殖质组分含量和腐殖化程度与土壤养分供应能力密切相关,尤其是HA和HM组分。有机肥添加可提高土壤保水能力,添加牛粪或猪粪提升效果较好,相关性分析中土壤含水率与腐殖质组分含量和腐殖化程度呈极显著相关(P<0.01),这说明有机肥的腐殖化和矿质化过程改善了土壤团粒结构,增强了土壤持水能力[45]。本研究中,添加牛粪和猪粪显著降低了土壤pH,添加羊粪与CK差异不显著。有机肥施用后,一方面有机肥中的腐殖质酸会与土壤中的碱性物质反应从而酸化土壤[46],一方面还与有机肥料本身pH相关,本研究中羊粪pH为8.29,与原土相近,因此添加羊粪较牛粪和猪粪不能有效降低土壤pH。本研究发现土壤胡敏素含量和胡富比与pH呈显著负相关(P<0.05),可能与碱化土壤不利于有机碳腐殖化进程有关[47]。综上,有机肥添加能提高土壤养分含量和养分有效性,并能提升土壤固持水分的能力,降低碱化土壤pH,添加猪粪和牛粪对土壤理化性质的提升和改良效果较好。

4 结  论

在高寒冷凉地区温室土壤中,添加牛粪处理土壤碳残留率最高且更能促进土壤腐殖质组分的形成累积和腐殖化程度,添加猪粪处理对土壤理化性质的提升效果最好,其次为添加牛粪。综合青海地区土壤特性考虑,建议在该地区温室土壤上进行培肥改良时优先选用牛粪或猪粪。

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[LM]

Decomposition  Characteristics and Fertilization Effects of Organic Manure on Alpine Soils in Northwestern Qinghai-Tibetan Plateau

Abstract This study investigates the decomposition characteristics and fertilization effects of different organic fertilizers on alpine soils in the northwestern Qinghai-Tibetan Plateau.The four treatments were set up through the field nylon mesh bag filling method,which include addition of sheep manure (SM),cow manure (CM),pig manure (PM),and the original soil as control (CK).All three organic fertilizers were applied at the rate of 4.5 t·hm-2 of added organic carbon.The results showed that all three manure treatments in alpine soils exhibited rapid decomposition during the early stage,followd by a slow decomposition rate in the later stage.After 112 days of decomposition,the carbon residual rate ranked as CM > SM > PM,while the decomposition rate during the decomposition period ranked as PM > SM > CM.Furthermore,first-order kinetic equations fitted the manure decomposition process well,with decomposition rates of 42.47%,38.69%,and 50.65% for easily decomposable  carbon pools,and 57.43%,61.52%,and 49.27% for stable carbon pools in SM,CM,and PM,respectively,showing significant differences between treatments.In addition,the content of soil humus fractions increased initially and then stabilized after the addition of manure,and all three organic fertilizers significantly increased the content of soil humus fractions and the degree of humification.CM yielded the best results with significant increase in Humic-extracted acid(HE),humic acid (HA),fulvic acid (FA),humin (HM),and the ratio of humic acid and fulvic acid (HA/FA) by 86.83%,109.09%,  62.35%,88.40%,and 28.97%,respectively.Regarding soil properties,alkaline nitrogen,fast-acting phosphorus,and fast-acting potassium levels exhibited a decrease after the addition of the three manures.However,all manure treatments significantly increased soil total nitrogen,total phosphorus,alkaline hydrolysis nitrogen,available phosphorus,fast-acting K,and organic carbon content,with no significant effect on soil-available potassium.Moreover,CM and PM significantly reduced soil pH and were more effective in improving soil water retention capacity than SM.In conclusion,this study recommends the prioritized use of cow manure or pig manure for soil improvement and fertilization in the alpine soils of the northwestern Qinghai-Tibetan Plateau.

Key words Decomposition characteristics; Greenhouse soil; Humus; Manure soil fertilization

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