Soil and Tillage Research | 中国科学院地球环境研究所揭示粪肥替代化肥的全球固碳-增产效应及其化学计量学阈值

本研究基于全球179个站点的荟萃分析，揭示了粪肥替代化肥在提升土壤养分和作物产量方面的作用机制与阈值。研究背景是长期单施化肥导致土壤C:N:P比偏离微生物稳态需求，引发微生物“碳饥饿”和有机质矿化加剧。研究目的旨在量化粪肥替代的全球有效性边界及时间惯性。结论表明，粪肥通过缓解微生物碳限制，促进微生物残体与矿物结合形成稳定有机质，使土壤C、N、P分别净增27.8%、24.4%和29.2%，微生物量C、N、P增幅达35.2%~77.2%。时间上，作物增产效应约19年后达平台期，而土壤养分积累持续约30年方饱和。空间上，仅当初始土壤C:N比在11.6~12.8、年均降水量1119~1237 mm时，可实现“双赢”效应。研究建议结合粪肥工业化预处理与区域精准配施以优化效益。