施用粪肥对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性的影响

摘要

[目的]本研究旨在探明粪肥施用对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性Q₁₀的影响及主要驱动因素，为制定合理的农业管理措施、减少农田土壤CO₂排放提供科学依据。[方法]本研究在中国知网、万方数据和Web of Science数据库收集国内外关于施用粪肥对土壤呼吸温度敏感性影响的相关文献，用关键词“粪肥”、“土壤呼吸”、“温度敏感性”和“中国北方”进行检索，共提取已公开发表的16篇文献中试验数据104组。采用整合分析（Meta-analysis）探讨不同粪肥施用条件下各因素对土壤呼吸温度敏感性的影响。[结果]粪肥施用可显著提高土壤呼吸温度敏感性，平均提升幅度为8.11%。施肥类型中，猪粪对土壤呼吸温度敏感性的增幅（12.72%）显著高于鸡粪的增幅（5.56%）；粪肥施用量≤15 000 kg·hm^-2对土壤呼吸温度敏感性的增幅最大（11.48%）；单施粪肥的增幅（11.96%）显著高于粪肥配施化肥的增幅（5.22%）。土壤有机碳含量≥12 g·kg^-1时土壤呼吸温度敏感性的增幅（7.17%）显著高于6～12 g·kg^-1水平（2.23%）时的增幅；土壤初始p H≥7的增幅(（8.11%）显著高于p H<7的增幅（3.48%）。不同气候条件下，年均温≤5℃时土壤呼吸温度敏感性的增幅为8.49%，年降雨量为400～600 mm时的增幅（8.98%）显著高于≤400 mm（2.71%）和≥600 mm时的增幅（-3.13%）。此外，随机森林结果表明土壤有机碳含量是影响土壤呼吸温度敏感性变化的关键因素，其解释率达42.6%。[结论]综上，在我国北方农田鸡粪配施化肥且粪肥施用量>15 000 kg·hm^-2对土壤呼吸温度敏感性的增幅最小，可以有效减缓农田土壤的碳排放，以达到应对全球变暖现状的目的。此外，土壤有机碳含量是影响粪肥施用下中国北方农田土壤呼吸温度敏感性变化的主要驱动因素。

关键词

粪肥 / 土壤呼吸 / 温度敏感性 / 北方 / 整合分析