综述&Meta分析丨AGR ECOSYST ENVIRON:农艺措施对作物、土壤和环境指标的影响

编译:王上

文章信息

原名:Impacts of agronomic measureson crop, soil, and environmental indicators: A review and synthesis of meta-analysis

译名:农艺措施对作物、土壤和环境指标的影响:综述和综合meta分析

期刊Agriculture, Ecosystems & Environment

2020年影响因子5.567

5年影响因子:6.064

线发表时间2021.07.07

第一作者Madaline D. Young madaline.young@wur.nl

一单位:荷兰瓦赫宁根大学环境系统分析组

文章亮点

作者整合了113个meta分析的结果来评估改良的农艺措施的影响

养分管理提高了作物产量、氮素吸收和SOC,减少了氮素损失

作物管理措施对作物产量有不同的影响,但减少了氮素损失

少耕对作物产量、SOC和氮素损失的影响较小

显著的协变量包括气候、作物、土壤和实验因素

文章摘要
01
研究背景

可持续农业管理意味着优化作物生产资源,同时尽量减少对环境的不利影响。这需要更好地理解农艺管理的协同作用和协调权衡(trade-offs),同时考虑特定地点因素(协变量)的控制效应。

02
研究方案

作者系统地评估了113项meta分析的结果,这些meta分析评估了作物管理措施(轮作、覆盖种植、残茬保留)、土壤和水分管理措施(灌溉、耕作)、土壤添加物(amendment)(提高效率、生物炭)、肥料使用(有机、矿质肥、有机和无机配施)和“4R(right source, rate, timing, placement)”肥料策略(正确的来源、施肥量、时机、位置)对可持续性指标(sustainable indicators)的影响。

这些指标包括作物产量、作物N和P(含量、吸收和利用效率)、土壤质量指标(土壤有机C、N和P含量、紧实度)、土壤氨(NH3)和温室气体(CO2、N2O)排放量以及养分流失(N和P过剩或淋失)。

03
研究结果

所有的养分管理,包括4R措施,以及提高效率的土壤添加物的影响最大:增加作物产量和N吸收,同时降低N2O和NH3排放,降低N盈余,而对CO2排放的影响是可变的。虽然所有养分管理对土壤碳的影响都是正向的,但生物炭的影响最大,其次是有机肥的投入。生物炭对作物产量有积极影响,减少了N2O和NH3的排放,减少了N的盈余,增加了CO2的排放。

在作物管理中,只有覆盖作物农作制对作物产量有显著的正效应,而覆盖作物和轮作都略微提高了N的吸收和土壤中C、N的固存,从而减少了N2O的排放和N的盈余。少耕措施通常会增加SOC,而对作物产量、N盈余和N2O排放的影响则各不相同。

地点特异性因子(site-specific factor)对农艺措施评价的影响很大,最重要的是气候、作物类型、土壤质地、土壤pH、土壤有机C、N剂量和实验持续时间。

考虑到所参考的的meta分析方案之间的差异,我们建议实地研究和meta分析工作遵循统一的指导方针,包括关于实地级数据(site-leveldata)报告、实验设计和所用统计程序。这将确保研究之间的数据可比性,提高meta分析结果的质量,并更好地了解目前不确定或未知的农业措施的影响。

原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880921002553

农田健康、生态安全

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