近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤培肥與改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在保護(hù)性耕作研究方面取得進(jìn)展。該研究通過系統(tǒng)性整合分析東北黑土區(qū)耕作定位試驗(yàn)數(shù)據(jù)，定量評估了保護(hù)性耕作對土壤有機(jī)碳積累和作物產(chǎn)量的影響，明確了氣候、管理和土壤屬性等關(guān)鍵調(diào)控途徑。該成果已在《Journal of Agriculture and Food Research》上發(fā)表。

土壤健康與作物生產(chǎn)力密切相關(guān)，現(xiàn)代集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常導(dǎo)致土壤退化，對糧食安全構(gòu)成威脅。保護(hù)性耕作作為一種可持續(xù)農(nóng)業(yè)管理方式，通過減少土壤擾動(dòng)來固存土壤有機(jī)碳并提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。然而，在東北黑土區(qū)土壤有機(jī)碳和作物產(chǎn)量對保護(hù)性耕作（免耕/少耕）響應(yīng)的程度及調(diào)控路徑仍然不清楚。

本研究基于東北黑土區(qū)140篇文獻(xiàn)的527組觀測數(shù)據(jù)的整合分析，明確了保護(hù)性耕作在提升土壤肥力和作物產(chǎn)量方面的顯著效益及其關(guān)鍵調(diào)控路徑。保護(hù)性耕作顯著提高土壤有機(jī)碳含量和作物產(chǎn)量，其中免耕對固碳效果更優(yōu)，而少耕在增產(chǎn)方面表現(xiàn)更佳。這些效益在暖濕地區(qū)，以及初始土壤有機(jī)碳含量較低、粉黏粒含量較高的貧瘠土壤中尤為突出。此外，將免耕與秸稈覆蓋相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)固碳增產(chǎn)效益最大化。值得注意的是，東北黑土區(qū)保護(hù)性耕作的效益在實(shí)施后的第10年達(dá)到峰值，隨后呈現(xiàn)逐漸下降或趨于停滯的閾值效應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn)，保護(hù)性耕作下土壤有機(jī)碳的增加對作物產(chǎn)量具有顯著的直接促進(jìn)作用。上述結(jié)果表明，保護(hù)性耕作可有效增強(qiáng)土壤固碳潛力并顯著提升作物生產(chǎn)力，但其長期效益的維持需綜合考慮區(qū)域氣候、土壤特性及管理措施。

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生黃斌為該論文第一作者，徐明崗院士和鄔磊副研究員為共同通訊作者。研究得到了北方干旱半干旱耕地高效利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中國農(nóng)科院青年創(chuàng)新專項(xiàng)的共同資助。

https://doi.org/10.1016/j.jafr.2025.102388