免耕对中国不同气候带农田土壤有机碳含量和温室气体排放的影响：Meta分析

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免耕是一项有助于提高土壤固碳能力和减缓气候变化的重要农业措施，但由于我国不同区域水热条件、土壤特征和农业管理措施等存在差异，导致我国农田土壤有机碳含量和温室气体排放（CO2、CH4、N2O）对免耕的响应及其影响因素还不明晰。基于此，利用Meta分析方法整合国内179篇相关大田实验文献中的574条实验结果，设置免耕秸秆不还田（NT0）与翻耕秸秆不还田（CT0）以及免耕秸秆还田（NTS）与翻耕秸秆还田（CTS）两组对比模式，系统评估免耕措施对我国不同气候带农田表层（0-20 cm）土壤有机碳含量和CO2、CH4、N2O排放的作用效果及影响因素。结果表明：相较于传统翻耕，免耕使我国农田土壤有机碳含量增加4.08%（P < 0.001），CO2、CH4排放量分别降低8.61%（P < 0.001）和19.75%（P < 0.001），但对N2O排放影响不显著。分气候带分析，由于免耕对水热条件的改善，中温带地区土壤有机碳的提升效果最佳，增幅为4.19%，同时免耕有利于土壤表层养分的提高以及蓄水能力的增强；在中温带和暖温带地区，免耕下的CO2排放量分别显著减少5.45%、17.3%，N2O排放量分别显著减少9.7%、22.97%，但在亚热带地区由于土壤有机碳分解加速，免耕对CO2排放的抑制作用减弱，并且由于反硝化过程加剧甚至会导致土壤N2O排放增加；稻田是我国CH4的主要排放源，实施免耕使亚热带地区稻田CH4排放量降低21.7%，但CH4和N2O排放的效应值之间存在显著负相关关系，通过提高土壤pH和延长免耕持续时间能够增强免耕对N2O的减排效果。此外，实施作物轮作能在提高土壤有机碳含量的同时减少三种温室气体的排放量。研究结论为我国免耕技术应用的靶向性指导和减缓气候变化提供科学依据。