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保護性耕作與綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展研究獲進展
近日，中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院趙鑫、張海林團隊在《環(huán)境變化生物學》上在線發(fā)表兩篇關(guān)于保護性耕作與綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的研究論文。
其中一篇論文利用114篇公開發(fā)表文獻中的1059對數(shù)據(jù)進行整合分析，發(fā)現(xiàn)免耕條件下土壤pH顯著降低。土壤質(zhì)地、免耕持續(xù)時間、年平均溫度和初始土壤pH是影響免耕條件下土壤pH的關(guān)鍵因素。當土壤質(zhì)地為黏壤土、長期連續(xù)使用免耕、適當?shù)臏囟扰c降雨、中性土壤、輪作、適當施氮或秸稈還田時，免耕會增加土壤酸化風險。秸稈還田和避免土壤擾動所帶來的有機質(zhì)分解的變化可能導致H+濃度升高和堿性陽離子濃度降低，是驅(qū)動土壤pH值變化的主要原因，而土壤的養(yǎng)分有效性會隨之變化。因此，需要確定改善免耕下土壤酸化的策略，以盡量減少不利后果。
該研究從全球尺度上系統(tǒng)評價了免耕對土壤pH值的影響，揭示了其變化的驅(qū)動機制，分析了免耕下土壤酸化的風險和可能的不利影響，對免耕地合理發(fā)展起到積極的推動作用。
另一篇論文從激發(fā)效應(yīng)、碳庫結(jié)構(gòu)、物理保護、礦物質(zhì)化學保護、微生物特性和環(huán)境效應(yīng)等方面系統(tǒng)闡述了影響免耕土壤有機碳穩(wěn)定性的機制；指出盡管免耕土壤有機碳的分子結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)耕作土壤更穩(wěn)定，但土壤有機碳的穩(wěn)定性更依賴于物理和化學保護。土壤礦物質(zhì)可以直接吸附有機分子物質(zhì)和增強團聚體的聚合作用，因此化學作用同樣重要。此外，免耕下微生物殘體通過吸附于礦物質(zhì)表面和團聚體包裹作用得到長期穩(wěn)定的保存。總體上，免耕措施較傳統(tǒng)耕作降低了有機碳的礦化和激發(fā)強度。這些物理的和化學的機制可以獨立或交互地發(fā)揮作用，促使免耕土壤有機碳的固持與長期穩(wěn)定。
這是該團隊在對免耕固碳減排的效應(yīng)及機理長期研究的基礎(chǔ)上，從土壤有機碳穩(wěn)定性的視角系統(tǒng)總結(jié)免耕促進土壤固碳的途徑與機制的研究，對深入認識保護性農(nóng)業(yè)的固碳減排作用、助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳中和有重要意義。
據(jù)悉，該團隊長期從事保護性農(nóng)業(yè)農(nóng)田固碳減排的理論與技術(shù)研究，以長期定位試驗與大數(shù)據(jù)分析等為主要研究手段，對我國稻田和旱地保護性耕作固碳減排的效應(yīng)與機理進行了系統(tǒng)的研究，取得了系列成果，為低碳農(nóng)作技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)提供了重要支撐。未來，該團隊將圍繞國家“雙碳”戰(zhàn)略的實施，從構(gòu)建區(qū)域性保護性農(nóng)業(yè)模式的角度，深入探索農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳中和技術(shù)途徑。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/gcb.15930
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