Microbial Respiration and Nitrate Production in Cowdung Amended Alfisol as Affected by Temperature and Moisture Content

Abstract

Top soil (0-20cm) sample of an alfisol (Oxic Tropudalf) was amended with air-dried cowdung at the rate of 5 g kg-1.Temperature (25, 30, 35 0C) and moisture contents (0.25, 0.50, 0.75, 0.90 water-holding capacity (WHC) were superimposedin a 3 x 4 factorial combination in the laboratory. Each treatment was replicated three times. A soil control was set up at thelowest moisture content and temperature. The net amounts of C respired and NO3-N produced were determined weeklyfor 8 weeks. Both transformations were significantly affected by the factors and their interaction. They were depressed atmoisture content of 0.90 WHC at all temperatures. The regression of microbial respiration and nitrate production ontemperature and moisture content were highly significant (r2=0.56***', 0.70***), respectively. The contributions oftemperature, moisture content and their interaction to the total mean squares for cumulative microbial respiration andNO3-N produced by nitrification were 48, 36 and 16% and, 7, 90 and 3% respectively. Therefore, comparing the effects oftemperature, moisture content and their interactions, the most significant effects on microbial respiration and NO3-production were exerted by temperature and moisture content, respectively. Optimum temperature and moisture contentfor microbial respiration in the cowdung-amended alfisol were found to be at 30 0C and 0.75 WHC. For NO3- production,however, the optimum moisture content was at 0.50 WHC at the same temperature. As for temperature, moisture coefficient(Q0.25) could be a useful tool for quantifying change in soil biochemical properties with change in moisture content.


KEY WORDS:

microbial respiration, moisture coefficient, temperature coefficient, water-holding capacity.



Résume



Des échantillons de sols prélevés de la couche supérieure arable (0-20 cm) d'un alfisol (Oxic Tropudalf) ont été amendésavec la bouse de vache préalablement séchée à l'air libre, dans un rapport de 5 gr de bouse par kg de sol. Les facteurstempératures (25, 30, 35 oC) et pouvoir de rétention hydrique (25%, 50%, 75%, 90% d'humidité) ont été étudiés au laboratoiredans un essai factoriel (3 x 4). Chaque traitement a été répété trois fois. Un sol avec une faible teneur en humidité etmaintenu à une basse température a servi de témoin. Les quantités nettes de carbone assimilées et celles de NO3 dégagéesont été hebdomadairement déterminées au cours de 8 semaines. Les processus d'assimilation de carbone et de dégagementde NO3 ont été sensiblement affectés par les facteurs étudiés de même que leur interaction. Les taux d'assimilation ducarbone et de dégagement du NO3 étaient bas à 90% d'humidité, à toutes les températures considérées. La régressionentre la respiration microbienne et la production de nitrate face à la température et au taux d'humidité était hautementsignificative (r2=0,56** et 0,70 ***, respectivement). Les valeurs de la température, de taux d'humidité et leurs interactionsdans toutes les moyennes des carrés, pour la respiration microbienne cumulative et le NO3 produit dans le processus denitrification étaient respectivement de 48,36 oC et 16% HR; et de 7,90 oC et 3% HR. En comparant les effets de la température,le taux d'humidité et leurs interactions sur la respiration microbienne et la production de NO3, on a trouvé que la températureet le taux d'humidité avaient respectivement des effets très significatifs. Les valeurs optimales de la température et le tauxd'humidité pour la respiration microbienne dans l'alfisol amendé avec la bouse de vache se sont avérées être de 30 oC et de75%. Cependant pour la production de NO3, le taux optimal d'humidité était de 50 % à la même température. Commepour le cas de la température, le coefficient d'humidité (Q0,25) pourrait être un outil précieux pour mesurer le changementdes propriétés biochimiques du sol part rapport au changement du taux d'humidité.



Mots clés:


respiration microbienne, coefficient d'humidité, coefficient de la température, capacité de rétention d'eau

Discovery and Innovation Volume 15 Number1/2 June (2003) pp. 75-82