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中国农业大学科研团队论文揭示保护性耕作与绿色发展研究新进展
2021-11-05 09:31
中国农业大学
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  近日,中国农业大学农学院赵鑫、张海林团队在国际知名期刊《Global Change Biology》上在线发表2篇关于保护性耕作与绿色农业发展的论文。

  10月15日,该团队发表了“Responses of soil pH to no-till and the factors affecting it: A global meta-analysis”的研究性论文。该研究利用114篇公开发表文献中的1059对数据进行整合分析,发现免耕条件下土壤pH显著降低。土壤质地、免耕持续时间、年平均温度和初始土壤pH是影响免耕条件下土壤pH的关键因素。当土壤质地为粘壤土、长期连续使用免耕、适当的温度与降雨、中性土壤、轮作、适当施氮或秸秆还田时,免耕会增加土壤酸化风险。秸秆还田和避免土壤扰动所带来的有机质分解的变化可能导致H+浓度升高和碱性阳离子浓度降低,是驱动土壤pH值变化的主要原因,而土壤的养分有效性会随之变化。因此,需要确定改善免耕下土壤酸化的策略,以尽量减少不利后果。

全球土壤pH值对免耕的响应以及主要影响因素

  该研究从全球尺度上系统评价了免耕对土壤pH值的影响,揭示了其变化的驱动机制,分析了免耕下土壤酸化的风险和可能的不利影响,对免耕地合理发展起到积极的推动作用。中国农业大学农学院赵鑫副教授为该论文的第一作者,通讯作者为张海林教授。研究得到了农业农村部农业公益性行业科研专项(201503136)的支持。原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.15930

  11月2日,该团队发表了“Mechanisms of soil organic carbon stability and its response to no-till: A global synthesis and perspective”的综述性论文。论文从激发效应、碳库结构、物理保护、矿物质化学保护,微生物特性和环境效应等方面系统阐述了影响免耕土壤有机碳稳定性的机制。指出尽管免耕土壤有机碳的分子结构较传统耕作土壤更稳定,但土壤有机碳的稳定性更依赖于物理和化学保护。土壤矿物质可以直接吸附有机分子物质和增强团聚体的聚合作用,因此化学作用同样重要。此外,免耕下微生物残体通过吸附于矿物质表面和团聚体包裹作用得到长期稳定的保存。总体上,免耕措施较传统耕作降低了有机碳的矿化和激发强度。这些物理的和化学的机制可以独立或交互地发挥作用,促使免耕土壤有机碳的固持与长期稳定。

免耕下土壤有机碳的稳定机制

  这是该团队在对免耕固碳减排的效应及机理长期研究的基础上,从土壤有机碳稳定性的视角系统总结了免耕促进土壤固碳的途径与机制,对深入认识保护性农业的固碳减排作用,助力农业生产碳中和有重要意义。农学院在读博士生阚正荣是本文的第一作者,通讯作者为赵鑫副教授,张海林教授为文章的设计、写作、修改提供了指导。研究得到了国家自然科学基金(32071977)的支持。原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15968

  该团队长期从事保护性农业农田固碳减排的理论与技术研究,以长期定位试验与大数据分析等为主要研究手段,对我国稻田和旱地保护性耕作固碳减排的效应与机理进行了系统的研究,取得了系列的成果,为低碳农作技术的发展和农业绿色生产提供了重要支撑。未来,该团队将围绕国家“双碳”战略的实施,从构建区域性保护性农业模式的角度,深入探索农田生态系统的“碳中和”技术途径。

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