全球尺度评估丨FIELD CROP RES:生物炭对作物产量变化的影响

文摘   2024-08-23 14:00   德国  

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编译:王上

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文章信息





原名:Biochar effects on crop yield variability

译名:生物炭对作物产量变化的影响

期刊:Field Crops Research

2023年影响因子:5.6

5年影响因子:6.1

在线发表时间:2024.07.25

通讯作者:张峰教授zhangfeng@lzu.edu.cn

李凤民教授fmli@njau.edu.cn

第一单位:南京农业大学农学院/现代作物生产省部共建协同创新中心

文章亮点

生物炭在短期实验(≤5年)中使产量变化增加了27%

生物炭在长期实验(> 5 年)中对产量变化没有影响

在不稳定的气候条件下,生物炭引起的产量变化会降低

文章摘要
01

研究背景

大量研究表明,施用生物炭可以通过改善土壤性质和健康状况来提高作物产量。然而,这些研究却忽视了生物炭如何改变不同年份的产量变化--这反映了产量的稳定性。本研究旨在调查施用生物炭对作物产量变化的影响。

02

研究方案

作者从Web of Science上检索了截至202210月发表的相关文献,经筛选后得到了来自38个实验点的已发表数据。2/3的数据来自三大主粮作物:玉米、小麦和水稻。其余数据来自油菜籽、大豆、甘薯和薄荷。根据土壤条件、田间管理方法和气候类型,通过线性混合模型分析了生物炭对作物产量及其变化的影响以及驱动因素。

03

研究结果
在全球范围内,生物炭使作物产量提高了14%,尤其是在pH低(< 5.5)、氮磷投入低(≤ 120 kg N ha-1< 35 kg P ha-1)、生物炭投入高(≥ 20 Mg P ha-1)以及轮作的土壤中。在短期(≤ 5年)和长期(> 5年)试验中,生物炭使作物产量分别提高了12%21%。在酸性土壤(pH < 5.5)中,生物炭可将产量变异性提高42%,在低氮投入(≤ 120 kg N ha-1)条件下,生物炭可将产量变异性提高 24%,这主要是因为生物炭的掺加石灰(liming)和施肥效果在最初几年是短暂的。施用生物炭后的产量变异性随着年平均气温、气温年际变异性和降水量的增加而降低,但随着生长季节年平均降水量的减少而降低。在短期实验中,生物炭作用下的产量变异性增加了 27%,但在长期实验中没有变化(0%),因为生物炭具有更高的增产效果和抗波动天气条件的能力。因此,在长期实验中,作物产量变异性随着产量的增加而降低。

施用生物炭后的产量变异性随着年平均气温、气温年际变异性和降水量的增加而降低,但随着生长季节年平均降水量的减少而降低。在短期实验中,生物炭作用下的产量变异性增加了27%,但在长期实验中没有变化(0%),因为生物炭具有更高的增产效果和抗波动天气条件的能力。因此,在长期实验中,作物产量变异性随着产量的增加而降低。

04

研究结论

施用生物炭增加了作物产量的短期变异性,但其长期变异性未受影响。这项研究强调,从长远来看,生物炭可以支持未来稳定的作物生产。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429024002715


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