综述：施用农家有机肥提升土壤有机碳随深度的全球综合分析

《Science of The Total Environment》：Increasing soil organic carbon by applying farm-made organic fertilizers as a function of soil depth: A global synthesis

这篇综述通过整合434项田间试验数据，采用荟萃分析方法系统评估了农家有机肥对土壤有机碳（SOC）的垂直分布影响。研究发现有机肥施用可使0-60 cm土层SOC储量显著提升28-30%，其中表层（0-30 cm）固碳速率达0.8 Mg C ha?1 year?1，而考虑亚表层（30-60 cm）后碳保留效率（CRE）可提高11%。研究强调需结合全剖面数据评估有机肥的碳汇潜力，为农业碳中和策略提供新视角。

　　

数据采集与方法创新
通过人工检索30种农学期刊（1980-2023年）结合电子检索，筛选出434项全球田间试验数据。独创性地将土壤剖面划分为0-30 cm、30-60 cm和60-150 cm三层进行分析，采用响应比（RR）量化有机肥处理与合成肥料对照组的SOC差异。

深度效应揭示新规律
研究首次量化了有机肥对深层SOC的影响：在0-60 cm土层平均增加11 Mg C ha^?1，其中亚表层贡献达4.2 Mg ha^?1。值得注意的是，初始SOC含量<1.5%的土壤表现出更强烈的响应，粗质地土壤的CRE比细质地土壤高15%。

碳输入与效率的非线性关系
建立碳输入-储量模型发现，当碳输入量<200 Mg ha^?1时，CRE呈指数下降趋势；超过该阈值后稳定在8%。这一规律为优化有机肥施用量提供了理论依据，例如在蔬菜种植系统中，最佳碳输入量为150-180 Mg ha^?1。

环境因子的调控作用
通过混合效应模型识别出四大关键调控因子：

1. 水分条件：干旱区SOC增幅比湿润区高22%
2. 作物类型：谷物系统CRE比饲草系统高9%
3. 实验时长：每增加10年，亚表层SOC多积累0.6 Mg ha^?1
4. 肥料类型：粪肥处理比堆肥处理多提升5% CRE

方法论突破与启示
研究首次提出"全剖面碳评估系数"概念，计算显示仅评估表层会低估41%的固碳潜力。建议未来研究采用60 cm采样深度标准，并在实验设计中严格匹配合成肥料对照组以消除养分干扰。这些发现为IPCC国家温室气体清单编制提供了重要参数修正依据。

争议与展望
针对既往荟萃分析的矛盾结果，本研究指出实验设计差异是主要干扰因素：当以绝对空白为对照时，SOC增幅被高估50%。未来需建立跨深度的碳流模型，特别是量化根系碳分配对亚表层SOC的贡献机制。