免耕结合肥料优化技术有助于维持土壤化学计量平衡，并增强土壤碳储量

《Soil Use and Management》：No-Tillage Combined With Fertiliser Optimization Maintains Soil Stoichiometry Balance and Enhances the Soil Carbon Pool

土壤碳库动态受耕作方式与施肥量协同影响，免耕结合中等施肥（NTM）显著提升有机碳、溶解有机碳及碳池指数，元素配比是调控碳库的核心机制，对可持续农业和气候缓解至关重要。

　　

摘要

耕作和施肥对农业生态系统中的养分输入和循环有显著影响。这些养分之间的相互关系可以通过化学计量原理有效地描述。然而，将化学计量原理应用于理解农业土壤碳（C）库动态的研究仍不够充分。在这项研究中，我们通过在中国北方平原进行的为期三年的田间实验，探讨了耕作方式和施肥量对土壤化学计量比以及碳库的影响。处理措施包括免耕（NT）和旋耕（RT）结合不同比例的传统肥料（40%（L）、80%（M）和100%（H））。结果表明，土壤化学计量比通常随着土壤深度的增加而降低。2021年，不同处理措施在土壤化学计量比和有机碳（SOC）方面没有显著差异。然而，在2022年，耕作显著影响了0–10厘米深度土壤中的碳氮比（C:N）、碳磷比（C:P）、溶解有机碳（DOC）、高锰酸盐可氧化有机碳（POXC）、SOC总量以及碳库指数（CPI），其中免耕处理的各项指标分别比旋耕处理高出12.3%、10.4%、43.1%、23.0%、11.4%、11.8%和11.6%。施肥量主要影响DOC和POXC。在所有处理措施中，免耕加施化肥（NTM）处理在0–10厘米深度土壤中的DOC、颗粒有机碳（POC）、POXC、SOC总量和CPI方面显著高于其他处理，增幅分别为48.7%–83.7%、19.6%–35.9%、31.9%–63.3%、13.9%–23.8%、18.8%–20.2%和19.9%–23.1%。冗余分析表明，土壤化学计量比是解释土壤碳库变化的关键指标。偏最小二乘路径模型进一步揭示，免耕加施化肥处理协调了多种土壤过程的影响，并通过化学计量比调节碳与养分之间的平衡，从而增强了土壤碳库。总之，本研究揭示了土壤化学计量比在调节农业土壤碳库中的核心作用，并强调了结合免耕加施化肥的协同效益。这些做法有助于维护土壤健康、促进可持续农业发展，并有助于减缓气候变化。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。Hai-Lin Zhang和Yash Pal Dang是《Farming System》杂志的主编，也是本文的合著者。他们在与本文是否被期刊接受相关的编辑决策过程中未被纳入。