施肥对我国农田土壤基础呼吸的影响

摘要：

[目的]基础呼吸是反映土壤质量的重要指标,采用整合分析研究施肥对我国不同种植制度和气候带农田基础呼吸的影响程度及其关键控制因素,为探究土壤肥力提升提供科学依据.[方法]通过以"施肥"、"土壤呼吸"、"有机碳矿化"、"soil CO2 efflux/soil CO2 emission"、"农田"为关键词,在Web of Science、中国知网、万方数据库,收集 2000-2020 年发表的相关文献,建立了 586 组配对试验数据,对肥料类型、施肥年限、施氮量、气候带、种植制度、利用方式等条件下的土壤基础呼吸数据进行标准化,采用Meta-analysis分析了土壤理化性状和生产条件指标对土壤基础呼吸的影响程度.[结果]与不施肥相比,施肥对土壤基础呼吸的提高幅度平均为 60.20%,其中,施用有机肥的提高幅度为 81.45%,显著高于施用化肥的 47.78%.当施肥年限大于 30 年时,施用有机肥对土壤基础呼吸的提升幅度是施用化肥处理的1.38倍.适宜氮肥投入量[N 100～200 kg/(hm2·a)]引发的土壤基础呼吸增幅(72.56%)大于高量[>200 kg/(hm2·a)]和低量[<100 kg/(hm2·a)]氮肥投入的增幅(44.65%和 55.21%).中温带地区施肥导致的土壤基础呼吸增幅(93.71%)显著高于亚热带(37.11%)和暖温带(40.64%)地区,施用化肥和有机肥对中温带地区土壤基础呼吸的提升效果(73.88%和 110.91%)显著高于对亚热带地区(28.99%和 45.00%).施肥对旱地土壤基础呼吸的提升幅度(105.01%)显著高于对水田(28.90%)和水旱轮作(46.90%).轮作模式下施肥对基础呼吸的提升幅度(101.60%)显著高于连作模式(50.63%).相关性分析结果表明,土壤基础呼吸与土壤有机碳、全氮及微生物生物量碳、氮呈显著正相关.此外,施用有机肥处理下,土壤基础呼吸与碱解氮和微生物熵呈显著正相关.[结论]施肥对农田土壤基础呼吸的作用受到施肥年限、氮肥投入量、气候带、土地利用类型、种植制度、土壤质地等因素的共同影响.施肥能够显著提升土壤有机碳含量,并提高土壤基础呼吸.在较长时间(>30 年)尺度上,施用有机肥相较于化肥能够显著提高土壤微生物生物量碳以及微生物熵,进而提高土壤基础呼吸,表明施用有机肥对土壤质量提升有积极的促进作用.

关键词：农田、施肥、Meta分析、基础呼吸、微生物熵

所属期刊栏目：29

分类号：S153.6;S641.2;R735.2

资助基金：科技部基础资源调查专项;中央级公益性科研院所基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1379-1389