土壤有機質(zhì)是一個古老而神奇的話題!古老，是因為有了土壤有機質(zhì)，才有了土壤肥力，才使土壤區(qū)別于母質(zhì)和巖石;神奇，是因為土壤有機質(zhì)很復(fù)雜，上百年乃至上千年中，人們一直在探索其結(jié)構(gòu)與功能。土壤有機質(zhì)是耕地質(zhì)量的核心，決定著土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，因而對于農(nóng)業(yè)和人類文明而言，土壤有機質(zhì)是實現(xiàn)糧食安全的基礎(chǔ)與保障。我國大量研究表明，作物單產(chǎn)與土壤有機質(zhì)含量密切相關(guān)。土壤有機質(zhì)含量每提升0.1%，在北方旱區(qū)可提高糧食作物生產(chǎn)能力0.3～0.5t/hm²，在南方稻區(qū)可提高0.4～0.6t/hm²;全國土壤有機質(zhì)含量每提升0.1%，糧食的穩(wěn)產(chǎn)性可提高約5%。
▲長期不同施肥下我國典型農(nóng)田耕層(0～20cm)土壤總有機碳含量(2008年)。不同小寫字母表示同一土壤不同施肥之間在5%水平下差異顯著。所有土壤樣品均采自2008年，其中黑壚土、厚層黑土長期試驗始于1980年，潮土、中層黑土、灰漠土、紅壤長期試驗始于1990年。黑壚土試驗處理為NPS和NPM，分別相當(dāng)于圖中NPKS和NPKM處理。CK代表不施肥
我國農(nóng)田土壤有機質(zhì)含量低，僅為歐洲同類土壤的50%左右，且區(qū)域差異大，是制約糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。與歐美等休閑土壤培肥的方式顯著不同，我國農(nóng)田生態(tài)類型多樣，利用強度大，集約化程度高，特別是20世紀80年代以來，化肥普遍施用而有機肥施用量下降。在這個背景下，闡明我國主要農(nóng)田土壤有機質(zhì)的變化特征與區(qū)域差異，揭示土壤有機質(zhì)提升的區(qū)域主控因子，明確有機質(zhì)提升的關(guān)鍵技術(shù)，對確保國家糧食安全和生態(tài)安全具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
▲我國農(nóng)田土壤肥力長期試驗網(wǎng)絡(luò)
土壤有機質(zhì)演變是一個緩慢而復(fù)雜的生物地球化學(xué)過程，長期定位試驗是揭示其變化規(guī)律最有效的途徑。
徐明崗研究員率領(lǐng)團隊長期從事農(nóng)業(yè)長期試驗網(wǎng)絡(luò)研究工作，在我國東北、華北、西北、西南、華中、華東、華南等不同農(nóng)業(yè)生態(tài)類型區(qū)，建立30年以上的農(nóng)田長期試驗站點50多個，開展不同施肥、輪作和耕作條件下土壤肥力及生產(chǎn)力演變規(guī)律研究，積累了不同農(nóng)田管理措施下土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)演變，以及作物產(chǎn)量變化和氣候變化等大量的、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，特別是不同施肥條件下土壤固碳速率與驅(qū)動因素、土壤有機碳組分及其穩(wěn)定性變化、土壤礦化及其溫度敏感性等數(shù)據(jù)資料，形成了比較完善、系統(tǒng)的農(nóng)田土壤有機質(zhì)提升理論、技術(shù)與研究方法，并組織撰寫了專著《農(nóng)田土壤有機質(zhì)提升理論與實踐》。
張福鎖
中國工程院院士
2022年10月26日
《農(nóng)田土壤有機質(zhì)提升理論與實踐》是這些長期試驗網(wǎng)數(shù)據(jù)資料的系統(tǒng)總結(jié)和最新成果之一。本書是集體智慧的結(jié)晶，參加本書工作的土壤肥料長期試驗相關(guān)人員近300人，團隊在系統(tǒng)總結(jié)500多篇相關(guān)論文及各試驗基地長期觀測結(jié)果的基礎(chǔ)上，經(jīng)提煉并反復(fù)修改形成。
《農(nóng)田土壤有機質(zhì)提升理論與實踐》系統(tǒng)闡明了不同施肥條件下土壤總有機碳及其組分變化與穩(wěn)定性，農(nóng)田外源有機物料碳的轉(zhuǎn)化特征、利用效率及其影響因素，農(nóng)田土壤有機質(zhì)演變與氣候變化、模型模擬，農(nóng)田土壤有機質(zhì)的增產(chǎn)協(xié)同效應(yīng)及其潛力等，并通過我國20個典型案例介紹了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同施肥條件下土壤有機質(zhì)演變特征與提升技術(shù)，闡明農(nóng)田土壤有機質(zhì)提升與有機碳投入量、土壤性質(zhì)與環(huán)境因素的關(guān)系，以及有機物料利用效率提升與管理技術(shù)等。全書圖文并茂，深入淺出，具有較強的創(chuàng)新性、實用性和知識性。相信該書的出版將對我國農(nóng)田有機質(zhì)提升、農(nóng)田固碳減排，以及國家糧食安全和生態(tài)安全起到積極的推動作用，為我國耕地質(zhì)量保護和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻。
張佳寶
中國工程院院士
2022年10月28日
▲長期不同施肥下紅壤性水稻土耕層活性有機碳組分表征的碳庫管理指數(shù)(2018年)
本書出版之際，恰恰是國際社會十分關(guān)注土壤固碳減排與氣候變化，我國提出碳達峰、碳中和目標之時。希望本書能對我國雙碳目標的實現(xiàn)起到積極的促進作用。
