保護性耕作與綠色農業發展研究獲進展

近日，中國農業大學農學院趙鑫、張海林團隊在《環境變化生物學》上在線發表兩篇關于保護性耕作與綠色農業發展的研究論文。

其中一篇論文利用114篇公開發表文獻中的1059對數據進行整合分析，發現免耕條件下土壤pH顯著降低。土壤質地、免耕持續時間、年平均溫度和初始土壤pH是影響免耕條件下土壤pH的關鍵因素。當土壤質地為黏壤土、長期連續使用免耕、適當的溫度與降雨、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，是驅動土壤pH值變化的主要原因，而土壤的養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評價了免耕對土壤pH值的影響，揭示了其變化的驅動機制，分析了免耕下土壤酸化的風險和可能的不利影響，對免耕地合理發展起到積極的推動作用。

另一篇論文從激發效應、碳庫結構、物理保護、礦物質化學保護、微生物特性和環境效應等方面系統闡述了影響免耕土壤有機碳穩定性的機制；指出盡管免耕土壤有機碳的分子結構較傳統耕作土壤更穩定，但土壤有機碳的穩定性更依賴于物理和化學保護。土壤礦物質可以直接吸附有機分子物質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表面和團聚體包裹作用得到長期穩定的保存。總體上，免耕措施較傳統耕作降低了有機碳的礦化和激發強度。這些物理的和化學的機制可以獨立或交互地發揮作用，促使免耕土壤有機碳的固持與長期穩定。

這是該團隊在對免耕固碳減排的效應及機理長期研究的基礎上，從土壤有機碳穩定性的視角系統總結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業的固碳減排作用、助力農業生產碳中和有重要意義。

據悉，該團隊長期從事保護性農業農田固碳減排的理論與技術研究，以長期定位試驗與大數據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與機理進行了系統的研究，取得了系列成果，為低碳農作技術的發展和農業綠色生產提供了重要支撐。未來，該團隊將圍繞國家“雙碳”戰略的實施，從構建區域性保護性農業模式的角度，深入探索農田生態系統的碳中和技術途徑。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/gcb.15930