有机物料投入对中国农田土壤有机碳含量影响的整合分析

摘要

土壤有机碳含量是土壤肥力的重要标志,有机物料添加对于提升土壤有机碳含量具有重要作用。但是不同自然条件和农艺措施下有机物料添加对土壤有机碳含量的系统性影响尚不明确。研究搜集了国内外公开发表的相关文献数据,并建立了有机物料投入下农田土壤有机碳变化的数据库。运用整合(Meta)分析方法定量分析有机物料投入对表层土壤有机碳含量影响的综合效应,进而量化分析自然因素和人为因素对表层土壤有机碳含量的影响。研究结果表明,与不施肥相比,施用有机物料可以显著增加表层土壤有机碳41.9%。不同区域、土壤质地、土壤pH、初始有机碳含量、碳投入量、有机物料类型、施用有机物料时间和种植制度条件下,施用有机物料对表层土壤有机碳含量的影响均存在显著差异。在华北地区有机碳的增加率最大(58.3%),且显著高于东北地区(31.5%)和西北地区(32.1%);黏土(48.2%)和壤土(41.7%)有机碳增加率均显著高于砂土(25.0%);碱性土壤(50.9%)有机碳增加率显著高于酸性土壤(29.4%);土壤初始有机碳含量12 g/kg的土壤有机碳增加率(37.5%和38.2%);累计碳投入量>100 Mg/hm^(2)时土壤有机碳增加率(87.8%)显著大于累计碳投入量20年(47.0%和52.2%);种植制度为一年两熟时施用有机物料土壤有机碳增加率(47.8%)显著高于种植制度为一年一熟(32.4%)。综上,施用有机物料对提升土壤有机碳含量具有重要意义。提升土壤有机碳含量需要考虑不同区域特点,加大单季有机物料用量,坚持长期施用有机物料以及秸秆还田和施用粪肥相结合是提升土壤有机碳的最重要措施。