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因温室气体排放造成的全球变暖是人类面临的重要生态环境问题之一。农业生产是人类最重要的生产活动,也是温室气体的重要来源,其对温室气体总排放量的贡献率达20%。农田温室气体排放受土壤理化性质、微生物、管理措施、气候等因素的影响。尤其是施用有机肥能够影响碳氮的活性和分解,提高土壤有机质和氮的含量,改善土壤微生物的活性和数量,进而影响温室气体排放。目前施用有机肥对农田温室气体排放的影响研究多基于单点位,缺乏对我国各区域农田温室气体排放特征的系统梳理和研究,且与土壤温室气体排放紧密相关的土壤微生物在施用有机肥之后如何变化也尚未完全明确。针对以上科学问题,本研究设定“19902017年”、“中国农田土壤”、“施用有机肥”、“温室气体(N2O、CO2和CH4)”和“土壤微生物生物量碳氮(SMBC和SMBN)”等检索关键词,从中国知网、万方和Science Direct等文献数据库,筛选出已发表的195篇目标文献,收集并建立施用有机肥后温室气体排放数据库。运用整合分析(Meta-analysis)的方法,系统分析不同影响因素(气候、土壤属性和管理措施等)下施用有机肥对农田土壤温室气体排放特征的影响及主控因子。本研究可丰富我国农田合理施肥对温室气体排放机理及其影响因素的研究,对制定科学合理的农田施肥措施,寻求温室气体减排途径具有重要的实践意义。主要结果和结论如下:1.施用有机肥相比施用化肥,农田N2O、CO2和CH4排放量分别改变了:-3%、+15%和+60%;相比不施肥农田N2O、CO2和CH4排放量分别提高了289%、84%和83%。水田上施用有机肥相比施用化肥分别降低15%和8%的N2O和CO2排放量,而CH4排放增加了72%。旱地上施用有机肥相比施用化肥分别增加了8%、23%和31%的N2O、CO2和CH4排放量。单施有机肥处理的N2O,CO2排放量比有机无机配施处理低。在总氮输入量相同的情况下,施用有机肥相比施用化肥处理的土壤温室气体排放量变化百分数:N2O:旱地-13%,水田-3.3%;CO2:旱地+26%,水田-36%;CH4:旱地-12%,水田+83%。相比施用化肥,施用有机肥之后N2O、CO2和CH4排放增加百分数,亚热带地区>温带地区;碱性土壤上N2O和CO2排放降低;随着土壤SOC、TN含量增加,N2O、CO2和CH4排放量增加。2.按照主要农作物的种类分别计算农作物单位面积和单位产量的温室气体排放量,结果表明施用有机肥之后降低了农田小麦、玉米和水稻单位产量CO2排放量;施用有机肥之后小麦、玉米和水稻单位面积和单位产量N2O排放量都降低;施用有机肥之后小麦和玉米田上的CH4单位面积排放量降低,但是水稻田上CH4的排放量很大,是一个大的CH4排放源。综合分析N2O、CO2和CH4三种主要温室气体,施用有机肥之后小麦和玉米田上温室气体增温潜势(GWP)要小于施用化肥处理,但是水稻田上施用有机肥之后GWP(10153 kg CO2-C ha-11 yr-1)大于施用化肥(7404 kg CO2-C ha-1 yr-1)。3.在全国范围内施用有机肥相比施用化肥SMBC、SMBN、SMBC/SOC和SMBN/TN分别增加了40%、55%、16%和21%。SMBC与SMBN与每年有机肥碳氮的投入量呈显著的正相关关系(P<0.01)。有机肥处理的SMBC/SMBN(平均6.58)比施用化肥(平均7.86)低。4.施用有机肥之后微生物生物量碳、氮的变化在不同条件下存在差异,并受多种因素的驱动。有机肥的种类对微生物的影响最大,其中施用养分含量相对较差的农家肥之后相比施用化肥微生物生物量碳氮没有显著的差异。随着试验年限的增加,微生物生物量碳氮增加幅度也增加。土壤性质、气候和管理措施对施用有机肥相比施用化肥处理的微生物生物量的变化差异的解释率分别为635%、1329%和-85%。