施肥和耕作長期試驗下農田土壤有機碳及作物生產力變化的統(tǒng)計研究.pdf

1、農田長期定位試驗是研究農田長期生態(tài)過程及其環(huán)境效應和調控措施的重要手段，長期試驗及其保存的樣品記錄了長時間尺度的農田生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境變化信息，可以用來研究農田生態(tài)系統(tǒng)的長期變化過程及其對人為干擾和環(huán)境變化響應和反饋的長期動態(tài)。
　　 本文通過對中國期刊網和維普科技期刊網收錄文獻的檢索，收集整理1979～2008年有關中國農田生態(tài)系統(tǒng)長期施肥和保護性耕作試驗文獻，提取其中有機碳（質）和產量數(shù)據，整理為農田表土有機碳和產量原始數(shù)據庫。

2、采集數(shù)據符合如下原則：1）施肥處理為施無機肥、有機肥及有機無機肥配施等，保護性耕作措施為少免耕、秸稈還田及綜合措施等，且在報道的試驗監(jiān)測期內管理方式一致；2）施肥試驗年限＞6年，保護性耕作試驗年限≥3年，且試驗的起止年份清楚；3）試驗小區(qū)面積＞10rri2;4）表土有機碳含量測定方法相同，各處理下土壤有機碳（質）的初始值和變化值明確：5）施肥試驗以不施肥為對照，保護性耕作試驗以傳統(tǒng)耕作模式為對照。
　　 土壤有機碳的變化動態(tài)定義

3、為監(jiān)測終止年與監(jiān)測初始年的土壤有機碳含量差值。考慮到長期試驗的長短，本文定義了土壤有機碳年相對變化量(relative annual change.RAC)，并給出了具體的計算公式。為排除因地理分區(qū)和土壤類型差異對土壤有機碳變化產生的影響，在計算有機碳相對增量時扣除了對照的變化量，據此得到不同處理的凈變化量?？紤]到不同種植制度下農田土壤固碳的差異性，本文按農田土壤總體和旱地與水田兩種農業(yè)利用類型分別進行統(tǒng)計分析。
　　 本文分別

4、整合分析了長期施肥和保護性耕作下中國農田表土有機碳的變化特征及產量效應。主要結果如下：
　　 長期施肥試驗采用的76篇有效文獻涉及中國大陸23個?。▍^(qū)、市）的70個長期試驗點，涵蓋16種土類，總樣本481個。將施肥處理分為6種類型：Ⅰ無機氮肥(N)，Ⅱ無機氮磷肥配施(NP),Ⅲ無機氮磷鉀肥配施(NPK)，Ⅳ單施有機肥(O),V無機有機肥配施(OF)，Ⅵ其它非平衡施肥(Others)。統(tǒng)計結果表明，長期施肥處理下旱地和水田表土有機

5、碳年均相對增量分別為-0.14～0.60g/kg/yr和-0.12～0.70g/kg/yr，平均增幅分別為0.13 g/kg/yr和0.19 g/kg/yr。長期施肥處理下，農田表土有機碳含量總體呈上升趨勢，水田增長高于旱地。和非平衡施肥相比，平衡施肥特別是良好的施肥管理能夠顯著增加土壤有機碳的含量。統(tǒng)計分析還表明，隨著監(jiān)測時間的延長，土壤有機碳的增幅逐漸降低。在促進土壤有機碳積累的同時，長期施肥有效地增加了作物生產力，良好的施肥管理能

6、夠取得土壤生產力和作物生產力同步增長的共贏效果。改善農田管理措施可以提高中國農田土壤固碳潛力，
　　 在長期施肥試驗數(shù)據庫中提取同時具有土壤有機碳含量和產量記錄的樣本，整合分析長期施肥處理下農田表土有機碳變化與作物生產力的關系。采用的26篇有效文獻涉及18個?。▍^(qū)、市）的24個長期試驗點，涵蓋12種土類?？倶颖?56個（其中旱地106個，水田5o個）。統(tǒng)計分析表明，相對于不施肥的對照處理，長期施肥處理下旱地小麥、玉米及水稻的平均

7、增產率分別為173.5％、204.4％和45.6％，與此對應的小麥、玉米及水稻土壤有機碳年增量分別為1.00、1.25和2.17g/kg。長期施肥在促進土壤有機碳積累的同時保持了作物穩(wěn)產高產，良好的農田管理措施可以取得土壤固碳、作物增產以及農業(yè)增收的多重效果。
　　 保護性耕作試驗采用的48篇有效文獻涉及18個?。▍^(qū)、市）的59個長期試驗點，涵蓋12種土類?？倶颖?8個（其中旱地51個，水田37個）。分析表明，所有保護性耕作處理

8、下旱地和水田表土有機碳平均年增量分別為-0.30～0.75 g/kg/yr和-0.20～2.71g/kg/yr，平均增幅分別為0.21 g/kg/yr和0.51 g/kg/yr。長期保護性耕作下，農田表土有機碳含量呈總體上升趨勢，水田增長高于旱地。和少免耕相比，秸稈還田更有利于促進表土有機碳的積累。統(tǒng)計分析還表明，結合秸稈還田的綜合保護性耕作措施可以使水田和旱地的有效固碳期限分別持續(xù)27年和23年，水田在保持較高固碳速率的同時，延長了有