化肥和有机物料施用对东北黑土有机碳组分影响的整合分析

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：张泽茂,邬磊,高天宇,刘天鸿,王聪,徐明岗,张文菊

单位：广西大学林学院, 广西森林生态与保育重点实验室, 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室, 南宁 530004,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,现代农业省实验室(筹)/黑龙江省农业科学院, 哈尔滨 150086,广西大学林学院, 广西森林生态与保育重点实验室, 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室, 南宁 530004,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,海南大学热带农林学院, 海口 570228,广西大学林学院, 广西森林生态与保育重点实验室, 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室, 南宁 530004,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081

摘要：施肥作为一项重要的农田管理措施,通过影响碳输入和输出强度调控土壤有机碳（SOC）组分的积累与稳定过程. 探讨不同施肥类型对东北黑土SOC含量的影响及其主要控制因素,可为东北黑土区合理施肥和有机物料高效利用、提升SOC含量和肥力水平提供科学依据. 通过收集1991~2024年发表的有关施用化肥和有机物料（包括有机肥和秸秆）对东北黑土区SOC组分影响的文献228篇,提取配对试验数据共1 628条,采用数据整合分析方法（Meta-analysis）研究化肥和有机物料施用对黑土SOC、可溶性有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）和微生物生物量碳（MBC）含量的影响及主要驱动因素. 结果表明：①施用化肥和有机物料显著提高黑土SOC（5%~18%,增加范围,下同）、DOC（11%~64%）、POC（30%~141%）、ROC（19%~139%）和MBC（16%~50%）含量；其中有机肥施用下黑土碳组分含量的提升幅度最高,其SOC含量的平均提升幅度比秸秆还田处理高8%,比施用化肥处理高13%. ②黑土SOC含量的提升幅度与肥料施用年限和有机肥施用量显著正相关,与秸秆施用量显著负相关,与化肥施氮量的关系不明显. ③黑土SOC对施肥的响应程度受到年均温度和土壤初始性质（包括pH和SOC）等因素的调控,施肥下SOC含量的提升幅度与年均温度和初始pH显著正相关,与初始SOC含量显著负相关；化肥施用和秸秆还田下影响黑土SOC含量变化的主要控制因素是初始SOC含量,有机肥施用处理是年均温度. 因此,在东北黑土区应综合考虑肥料种类及施用量、气候条件和土壤性质等因素,通过优化施肥提高黑土区SOC含量和土壤肥力水平.

关键词：黑土,施肥,土壤有机碳（SOC）,活性碳组分,土壤肥力,