任其然,邓丽娟,焦小强
(中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室,北京 100193)
当前农业生产面临着巨大挑战:在保持粮食持续有效供给的同时,需要提高资源利用效率,保护环境。土壤有机碳(SOC)对提高土壤肥力,促进植物生长,提高土地生产力具有重要的价值,是实现农田系统粮食可持续生产的重要因素之一[1-3]。诸多因素影响了SOC的提升,比如农田管理措施的演变。在过去的40年里,中国成功地用7%的土地养活了全球20%的人口[4]。但粮食产量的高速增长同时带来了诸多问题,化肥、农药、除草剂的不合理使用造成了农田土壤板结、土壤有机质下降、土壤生态系统破坏,对农田生产系统造成了极大的负面影响,进而导致农业生产可持续性的降低[5]。如何实现粮食增产、稳产,同时提高土壤有机质水平,对提高农业生产可持续性至关重要。
SOC的提升是一个长期复杂的过程,受自然条件和人为管理措施(耕作、栽培等)的影响[6-7]。自20世纪80年代以来,华北地区通过高量的碳氮投入使得SOC明显提高,与此同时该地区粮食作物产量也显著提升[2,8]。然而,SOC变化和产量间的关系尚不明晰,这种缺乏一般共识的现象可能是由于管理、气候和土壤类型等因素相互作用的结果,这些因素会破坏SOC与产量的关系[9]。研究表明随着SOC增加,产量会增加[2]、减少[10]或是不变[11]。这使得部分学者认为不同的有机碳组分对于作物产量的效应不同,只要氮肥施用量充足,作物产量和SOC的提高并无明显线性关系[11]。……