生物炭性质对三大主粮农田温室气体减排和增产效应的Meta分析

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：何昊,陈铭杰,李曼,史家宾,赵琳,屈珂樨,李琪,胡正华

单位：南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044,南京信息工程大学生态与应用气象学院, 南京 210044

摘要：评估不同性质生物炭施用对三大主粮（水稻、小麦、玉米）农田温室气体排放和作物产量的影响，以期为生态农业中的减排增产策略提供依据. 基于Web of Science和知网等数据库的252篇论文，共1 707组实验数据. 采用随机效应模型进行Meta分析，以自然对数转换的响应比（lnR）作为效应值，量化不同性质生物炭对温室气体排放、作物产量及土壤理化性质的影响. 结果表明，不同性质的生物炭对温室气体的减排效果存在显著差异. 总体上，生物炭对N₂O的减排效果最显著，如中温裂解（401~550℃）生物炭在小麦田中N₂O减排33.94%，其次是CH₄和CO₂，如高温裂解（551~750℃）生物炭在稻田CH₄减排19.74%. 生物炭施用显著改善了土壤的理化性质，包括提高土壤碳氮水平、pH值以及阳离子交换量（CEC）等. 通过提高土壤肥力和改善土壤结构等，明显增加三大主粮产量，其中以低碳氮比（51~100）和低pH值的生物炭增产效果最为显著. 通过显著降低N₂O排放和适度减少CH₄排放，生物炭显著降低了农田的全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）. 合理施用不同性质的生物炭可以有效降低农田温室气体排放并提高作物产量，从而实现减排增产的双重效益. 具体应用中，应根据作物类型和土壤条件等因素优化生物炭的配置.

关键词：生物炭,温室气体排放,作物产量,土壤理化性质,Meta 分析,