亮文解读 | 一种监测和指导农田土壤增碳的工具——Soil Carbon Check

农业碳中和与低碳经济

Carbon Neutrality and a Low Carbon Economy for Agriculture

专 辑 文 章 介 绍

 · 第八篇 · 

▎论文ID

Soil Carbon Check: a tool for monitoring and guiding soil carbon sequestration in farmer fields

一种监测和指导农田土壤增碳的工具——Soil Carbon Check

发表年份：2023年

第一作者：Jan Adriaan REIJNEVELD

通讯作者：Jan Adriaan REIJNEVELD

 :  ArjanReijneveld@eurofins.com

作者单位：荷兰瓦赫宁根大学

  Cite this article :  

Jan Adriaan REIJNEVELD, Martijn Jasper van OOSTRUM, Karst Michiel BROLSMA, Oene OENEMA. SOIL CARBON CHECK: A TOOL FOR MONITORING AND GUIDING SOIL CARBON SEQUESTRATION IN FARMER FIELDS. Front. Agr. Sci. Eng., 2023, 10(2): 248‒261 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2023499

 

        土壤有机质（soil organic matter，SOM）是土壤肥力和土壤健康的关键组成部分。增加SOM含量通常被视为农业中的一个理想目标，增加SOM可以：（1）提高土壤结合、交换和输送必需营养的能力；（2）提高土壤束缚水的能力；（3）增加土壤生物多样性，从而抑制土传植物病原体的疾病；（4）改善土壤结构，从而使植物根系和土壤生活条件得到改善，农民土壤耕作条件得到改善。此外，有机质的动态对粮食生产和质量、水质、生物多样性和土壤健康具有重要作用。

        土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）被视为土壤质量指标。尽管测量SOC含量相对容易，但是为农民进行土壤分析的实验室并不总是能定期分析农田的SOC含量。例如，在德国，常规土壤测试通常只包括P、K、Mg和pH。SOC含量的评估在一定程度上取决于土壤质地和土壤容重，这两个因素不容易确定，因此为农民进行土壤分析的实验室也不会对其进行常规分析。缺乏快速且相对廉价的SOC含量精确监测方法是世界各地农田SOC含量大规模监测的主要瓶颈。

        荷兰瓦赫宁根大学Jan Adriaan Reijneveld及其研究团队开发了一种新工具——Soil Carbon Check，该工具为监测农田SOC含量和指导农民增加SOC提供了一种快速的方法。该工具由近红外光谱NIRS和SOC矿化模型MINIP的土壤分析组成，提供SOC固存随时间变化的预测。NIRS对欧洲国家、中国、新西兰和越南的农田土壤分析进行了校准和验证。结果表明，SOC（R²≥0.93）、无机碳、土壤质地和土壤容重的测定精度较高。高锰酸盐可氧化土壤C被用作活性SOC的替代物，以检测早期管理引起的SOC含量变化，并通过NIRS进行量化（R²=0.92）。土壤传递函数可以将土壤分析转换为SOC固存、CO₂排放的结果。综上所述，该工具可以快速、定量和动态监测农田的SOC固存，从而成为监测可持续发展目标13（SDG13）进展的重要工具。

        Soil Carbon Check 作为一种快速监测农田SOC增加的工具，已在一系列农田中进行了广泛而成功的测试。该报告向农民提供了SOC、SOM、土壤无机碳（soil inorganic carbon，SIC）、活性SOC、N总量、粘土、土壤容重，以及土壤中C : N、C : S和SOC : 粘土比率的定量数据和信息，并回答了以下问题：（1）土壤中的SOC被封存了多少？（2） 随着时间的推移，管理对SOC内容的影响是什么？（3）如何实现千分之四倡议的目标？作者讨论了该工具在多种信息分析、建模和实施过程中的挑战，已经取得了一些实质性进展，但仍需要进一步标准化，特别是土壤采样程序，以及测试和验证世界各地区的模型输入参数。
        更多详细内容，请点击原文链接：https://journal.hep.com.cn/fase/EN/10.15302/J-FASE-2023499。

 

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