东北三省玉米产量和耕层土壤有机碳对粪肥施用响应的Meta分析

作     者：赵哲 孙仕军 杨雅丽 解宏图 张旭东 

作者机构：沈阳农业大学水利学院 中国科学院沈阳应用生态研究所 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室 

出 版 物：《中国土壤与肥料》 (Soil and Fertilizer Sciences in China)

年 卷 期：2024年

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] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFD1500302) 中国博士后科学基金面上项目(2023M733673) 辽宁省应用基础研究计划项目(2022JH2/101300195 2023JH2/101300123) 

主　　题：粪肥施用 土壤有机碳 Meta分析 玉米种植 东北三省区 

摘      要：为进一步合理施用粪肥以保障东北黑土质量与国家粮食安全，采用Meta分析方法定量研究粪肥施用对东北三省耕层（0～20 cm）土壤有机碳（SOC）含量和玉米产量的影响，揭示不同管理措施、气候条件、土壤初始理化性质对粪肥增碳增产效果的影响。结果表明，不同管理措施对粪肥增碳增产的影响存在显著差异。与不施肥相比，化肥施加量不变且额外添加粪肥时能够显著提升耕层SOC含量30.4%～42.7%和玉米产量41.9%～50.5%；粪肥施用10～20年显著提升耕层SOC含量43.7%，≥ 20年显著提升玉米产量90.6%。与单施化肥相比，牛粪与化肥配施、粪肥替代50%～80%化肥（总施用养分不变）分别显著提高耕层SOC含量61.2%和57.7%。粪肥与化肥总养分施用量直接影响玉米产量，与不施肥相比，在总施钾量(K2O)≤ 300 kg/hm2、总施磷量(P2O5)≤ 200 kg/hm2、总施氮量（N）为100～300或≥ 400 kg/hm2时显著提升玉米产量。气候条件的变化也影响着粪肥的改良效果，年均气温2～5 ℃、年均降雨量400～500 mm时，提升SOC效果更佳；年均气温5～8 ℃、年均降雨量500～600 mm时提升玉米产量效果更佳。此外，土壤初始养分偏低更有利于SOC增加，初始SOC≤ 15 g/kg、总氮≤ 0.5 g/kg、速效氮≤ 100 mg/kg、速效磷≤ 20 mg/kg、速效钾100～200 mg/kg时，粪肥施用下SOC可显著增加25.9%～84.4%。综上，施用粪肥对改善东北三省内农田SOC含量与玉米产量具有重要意义，高效的粪肥施用措施需考虑气象条件和土壤性质，长期在土壤初始性质较差的耕地配施粪肥与化肥是增碳增产的重要举措。