综述：动物粪便施用促进土壤有机质组分中氮和有机碳的积累：一项全球荟萃分析

这篇综述通过全球57个试验点的荟萃分析，系统评估了动物粪便施用对土壤有机质（SOM）物理组分中氮（N）和有机碳（OC）积累的影响，揭示了颗粒有机质（POM）尤其是重颗粒有机质（H-POM）在碳氮保留中的关键作用，为优化农业氮管理提供了科学依据。

　　

动物粪便施用对土壤有机质组分的影响机制

研究背景与意义

联合国将农业氮管理列为21世纪重大环境挑战。动物粪便作为传统肥料，不仅能提供作物养分，还能提升土壤有机质（SOM）含量。然而，关于粪便如何影响SOM物理组分（如颗粒有机质POM和矿物结合有机质MAOM）中氮（N）和有机碳（OC）的动态，全球视角的研究仍显不足。

研究方法与数据整合

研究团队筛选了54篇文献（57个试验点），通过荟萃分析比较了粪便施用与矿物氮肥及无氮对照的效果。采用自然对数响应比（lnRR）量化效应，重点关注POM、轻/重POM（L-POM/H-POM）和MAOM中N与OC的浓度变化。

核心发现

1. 整体效应：粪便施用显著提升所有组分中N和OC浓度，其中POM和H-POM的响应强度是MAOM的3-4倍（如POM-N增加59% vs MAOM-N增加19%）。
2. 关键驱动因素：
   • 粪便特性：固态粪便比液态粪便更易促进POM中N和OC积累（如固态粪便使POM-OC增加6.0%，液态仅0.7%）。
   • 土壤pH：碱性土壤中POM-N的响应比酸性土壤高30%。
   • 气候条件：干旱地区POM-OC增幅显著高于湿润区，可能与微生物活性差异有关。
3. 碳氮保留率：固态粪便的C保留率（12.5%）高于液态（3.2%），且N优先富集于MAOM（保留率10.4% vs POM的5.5%）。

机制探讨

粪便中的纤维和部分分解物质直接形成H-POM，其C:N比（13.2-13.4）介于L-POM（17.1）与MAOM（10.4）之间，表明H-POM是OC向稳定MAOM转化的过渡库。此外，粪便中的可溶性有机氮易被矿物吸附，解释了MAOM中N的高保留率。

应用与展望

研究建议将H-POM作为土壤肥力指标，因其同时关联碳封存和氮供应潜力。未来需标准化SOM分馏方法（如联合密度-粒径法），并加强亚表层土壤（>30 cm）的研究。

局限性

数据地理分布不均（非洲/南美样本少），且缺乏长期（>100 Mg C ha^-1）施用效应的验证。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容。）