农田生态系统有机物料腐解过程及土壤培肥机制研究

作     者：雷琬莹 李娜 滕培基 郁瑾超 龙静泓 LEI Wanying;LI Na;TENG Peiji;YU Jinchao;LONG Jinghong

作者机构：中国科学院黑土区农业生态重点实验室/中国科学院东北地理与农业生态研究所哈尔滨150081 中国科学院大学北京100049 东北林业大学林学院哈尔滨150040 

出 版 物：《中国生态农业学报（中英文）》 (Chinese Journal of Eco-Agriculture)

年 卷 期：2022年第30卷第9期

页      面：1393-1408页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA28010301) 吉林省自然科学基金(YDZJ202201ZYTS517) 中国科学院前沿科学研究重点计划项目(ZDBS-LY-DQC017) 国家重点研发项目(2021YFD1500105-1)资助。 

主　　题：有机物料还田 腐解特征 土壤培肥 光谱技术 土壤腐殖质 活性有机碳 

摘      要：农田生态系统是受人为活动干扰最多的陆地生态系统,土壤有机质丰富和养分均衡是保证农作物生长需要、土壤生物和谐共生和系统生产力维持稳定的基本要素。农作物秸秆、畜禽粪便是农田生态系统的主要外源有机物料,也是农田土壤有机质的重要来源。有机物料还田可有效增加土壤有机质积累、培肥土壤、促进作物稳产增产。有机物料还田后经过一系列复杂的物理、化学和生物学腐解过程,最终转化为土壤有机质。这一复杂的腐解过程受有机物料自身性质、土壤类型及其背景属性、气候因子和农田管理措施等多重作用综合调控,因此备受科学界关注。本文综述了农田生态系统有机物料的腐解过程及其主要影响因素、还田后腐解产物对土壤养分库及土壤质量影响方面的主要研究进展,进一步总结了有机物料还田转化为土壤有机质的作用机制。从表征有机物料腐解结构变化的手段和指标着手,解析有机物料腐解过程中有机物料和土壤的化学结构组成的变化特征,揭示影响有机物料腐解的主要因素(有机物料的质量、组分和化学结构,以及环境因素),综合分析有机物料还田对土壤碳库、活性有机碳、腐殖质组成以及养分库的影响,从土壤物理、化学和生物学性状以及作物产量角度综合评价有机物料还田培肥土壤的效果,深入解析有机物料腐解转化为土壤有机质的物理学、化学及生物学调控过程及机制。最后对未来开展农田生态系统有机物料还田腐解过程及作用机制的深入研究进行展望,以期为农田生态系统有机物料高效还田培肥土壤、优化农田管理措施提供理论依据和数据支持。