有机改良剂对不同酸性土壤固碳减排的影响及驱动因素

来源：中国土壤与肥料杂志2025年第12期北京时间：

作者：王熠朴，刘朝阳，李丹丹，李建华，蔡泽江，徐明岗

单位：(1.山西农业大学资源与环境学院，山西 太谷 030801;2.山西农业大学生态环境产业技术研究院，土壤健康山西省实验室，山西 太原 030031;3.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：全球土壤酸化问题日益严重，已对土壤碳库稳定性和温室气体排放产生显著影响。本研究通过Meta分析方法，系统评估了有机改良剂(生物炭、有机肥)对不同酸性土壤固碳减排的影响及其驱动因素。结果表明，生物炭和有机肥均能显著提升土壤有机碳储量，增幅分别为31.0%和26.9%，但其效果受环境条件与施用策略的调控:生物炭在中等温度(8～16℃)、中等降水量(600～1200 mm)及低初始有机碳(≤12 g/kg)下提高效果最佳，达20.0%～57.5%，在酸性土壤(pH 4.5～6.5)中的提升范围为7.4%～25.7%，在中性土壤(pH 6.5～7.5)时为40.9%，秸秆类生物炭(提升34.1%)和高施用量(>40 t/hm2)表现尤为突出；而有机肥在高温(>16℃)、高降水量(>1200 mm)提升效果显著，分别为34.2%和27.8%，在酸性土壤中的提升范围为13.2%～27.1%，在中性土壤时为32.7%，其中动物源、其他来源有机肥(提升29%～49%)和长期施用(>10年)效果更优，两种有机改良剂下的土壤有机碳储量随碳投入量的增加而增加。值得注意的是，生物炭虽小幅增加CO2排放(4.6%)，但显著降低CH4排放(26.6%)，尤其在秸秆类、低温或碱性土壤(pH>7.5)中减排效果明显；有机肥则同时增加CO2(12.4%)和CH4排放(56.4%)，其温室效应在高温高湿、动物源氮及高施氮量下更为显著。主控因素分析表明，生物炭固碳效果主要由施用量(相对解释率28.21%)和初始有机碳驱动，有机肥碳排放受施用量(相对解释率14.66%)和初始土壤有机碳主导。本研究为农田不同酸性土壤的碳管理策略提供了重要的数据支撑和理论依据。

关键词：酸性土壤;有机改良剂;生物炭;有机肥;固碳减排;Meta分析

基金资助：基金项目:中国工程院战略研究与咨询项目(2024-XZ-54)。