施肥和耕作長(zhǎng)期試驗(yàn)下農(nóng)田土壤有機(jī)碳及作物生產(chǎn)力變化的統(tǒng)計(jì)研究.pdf

1、農(nóng)田長(zhǎng)期定位試驗(yàn)是研究農(nóng)田長(zhǎng)期生態(tài)過程及其環(huán)境效應(yīng)和調(diào)控措施的重要手段，長(zhǎng)期試驗(yàn)及其保存的樣品記錄了長(zhǎng)時(shí)間尺度的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境變化信息，可以用來(lái)研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期變化過程及其對(duì)人為干擾和環(huán)境變化響應(yīng)和反饋的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)。
　　 本文通過對(duì)中國(guó)期刊網(wǎng)和維普科技期刊網(wǎng)收錄文獻(xiàn)的檢索，收集整理1979～2008年有關(guān)中國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期施肥和保護(hù)性耕作試驗(yàn)文獻(xiàn)，提取其中有機(jī)碳（質(zhì)）和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，整理為農(nóng)田表土有機(jī)碳和產(chǎn)量原始數(shù)據(jù)庫(kù)。

2、采集數(shù)據(jù)符合如下原則：1）施肥處理為施無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥及有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施等，保護(hù)性耕作措施為少免耕、秸稈還田及綜合措施等，且在報(bào)道的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)期內(nèi)管理方式一致；2）施肥試驗(yàn)?zāi)晗蓿?年，保護(hù)性耕作試驗(yàn)?zāi)晗蕖?年，且試驗(yàn)的起止年份清楚；3）試驗(yàn)小區(qū)面積＞10rri2;4）表土有機(jī)碳含量測(cè)定方法相同，各處理下土壤有機(jī)碳（質(zhì)）的初始值和變化值明確：5）施肥試驗(yàn)以不施肥為對(duì)照，保護(hù)性耕作試驗(yàn)以傳統(tǒng)耕作模式為對(duì)照。
　　 土壤有機(jī)碳的變化動(dòng)態(tài)定義

3、為監(jiān)測(cè)終止年與監(jiān)測(cè)初始年的土壤有機(jī)碳含量差值?？紤]到長(zhǎng)期試驗(yàn)的長(zhǎng)短，本文定義了土壤有機(jī)碳年相對(duì)變化量(relative annual change.RAC)，并給出了具體的計(jì)算公式。為排除因地理分區(qū)和土壤類型差異對(duì)土壤有機(jī)碳變化產(chǎn)生的影響，在計(jì)算有機(jī)碳相對(duì)增量時(shí)扣除了對(duì)照的變化量，據(jù)此得到不同處理的凈變化量?？紤]到不同種植制度下農(nóng)田土壤固碳的差異性，本文按農(nóng)田土壤總體和旱地與水田兩種農(nóng)業(yè)利用類型分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　 本文分別

4、整合分析了長(zhǎng)期施肥和保護(hù)性耕作下中國(guó)農(nóng)田表土有機(jī)碳的變化特征及產(chǎn)量效應(yīng)。主要結(jié)果如下：
　　 長(zhǎng)期施肥試驗(yàn)采用的76篇有效文獻(xiàn)涉及中國(guó)大陸23個(gè)?。▍^(qū)、市）的70個(gè)長(zhǎng)期試驗(yàn)點(diǎn)，涵蓋16種土類，總樣本481個(gè)。將施肥處理分為6種類型：Ⅰ無(wú)機(jī)氮肥(N)，Ⅱ無(wú)機(jī)氮磷肥配施(NP),Ⅲ無(wú)機(jī)氮磷鉀肥配施(NPK)，Ⅳ單施有機(jī)肥(O),V無(wú)機(jī)有機(jī)肥配施(OF)，Ⅵ其它非平衡施肥(Others)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，長(zhǎng)期施肥處理下旱地和水田表土有機(jī)

5、碳年均相對(duì)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(zhǎng)期施肥處理下，農(nóng)田表土有機(jī)碳含量總體呈上升趨勢(shì)，水田增長(zhǎng)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(jī)碳的含量。統(tǒng)計(jì)分析還表明，隨著監(jiān)測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤有機(jī)碳的增幅逐漸降低。在促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累的同時(shí)，長(zhǎng)期施肥有效地增加了作物生產(chǎn)力，良好的施肥管理能

6、夠取得土壤生產(chǎn)力和作物生產(chǎn)力同步增長(zhǎng)的共贏效果。改善農(nóng)田管理措施可以提高中國(guó)農(nóng)田土壤固碳潛力，
　　 在長(zhǎng)期施肥試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取同時(shí)具有土壤有機(jī)碳含量和產(chǎn)量記錄的樣本，整合分析長(zhǎng)期施肥處理下農(nóng)田表土有機(jī)碳變化與作物生產(chǎn)力的關(guān)系。采用的26篇有效文獻(xiàn)涉及18個(gè)?。▍^(qū)、市）的24個(gè)長(zhǎng)期試驗(yàn)點(diǎn)，涵蓋12種土類?？倶颖?56個(gè)（其中旱地106個(gè)，水田5o個(gè)）。統(tǒng)計(jì)分析表明，相對(duì)于不施肥的對(duì)照處理，長(zhǎng)期施肥處理下旱地小麥、玉米及水稻的平均

7、增產(chǎn)率分別為173.5％、204.4％和45.6％，與此對(duì)應(yīng)的小麥、玉米及水稻土壤有機(jī)碳年增量分別為1.00、1.25和2.17g/kg。長(zhǎng)期施肥在促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累的同時(shí)保持了作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，良好的農(nóng)田管理措施可以取得土壤固碳、作物增產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)增收的多重效果。
　　 保護(hù)性耕作試驗(yàn)采用的48篇有效文獻(xiàn)涉及18個(gè)?。▍^(qū)、市）的59個(gè)長(zhǎng)期試驗(yàn)點(diǎn)，涵蓋12種土類?？倶颖?8個(gè)（其中旱地51個(gè)，水田37個(gè)）。分析表明，所有保護(hù)性耕作處理

8、下旱地和水田表土有機(jī)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(zhǎng)期保護(hù)性耕作下，農(nóng)田表土有機(jī)碳含量呈總體上升趨勢(shì)，水田增長(zhǎng)高于旱地。和少免耕相比，秸稈還田更有利于促進(jìn)表土有機(jī)碳的積累。統(tǒng)計(jì)分析還表明，結(jié)合秸稈還田的綜合保護(hù)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(shí)，延長(zhǎng)了有