Global Potential of No-Tillage in Enhancing Soil Carbon and Reducing Greenhouse Gas Emissions While Sustaining Crop Yields

方法

整合1371项研究8303对观测的Meta分析，结合随机森林模型预测。

发现

免耕提升0-30cm有机碳11%、减排13.5%且不减产，44%耕地适宜。

机会点

可结合区域气候与土壤属性细化免耕适宜性分区，并探索长期时间效应机制。

在追求环境可持续性与农业生产力之间的平衡方面，实现全球可持续发展目标仍面临重大挑战。免耕（No-tillage, NT）作为可持续保护性耕作和气候智慧型农业的关键措施，为解决这一挑战提供了有前景的途径。然而，其对土壤碳积累、温室气体排放和作物产量的综合效应在全球尺度上仍缺乏量化，限制了我们在环境与农艺效益之间进行优化的能力。本研究通过将涵盖1，371项研究、8，303对观测数据的荟萃分析与随机森林模型相结合，开展了全球尺度的综合研究，以评估立地条件和管理措施对免耕效应的影响。荟萃分析表明，免耕具有综合效益：使0–30 cm土层土壤有机碳（SOC）储量提高11.0%，温室气体（CO₂、CH₄和N₂O之和，以CO₂当量计）排放减少13.5%，且对作物产量无显著影响（−0.6% ± 1.5%）。该综合效益在较干燥气候和较粗质地土壤中更为显著，并呈现明显的时间依赖格局。基于预测，全球44%的农田为免耕综合效益的最适宜区域，主要分布在非洲、南亚和北美。在这些区域采用免耕可使主要粮食作物产量提高4.8%，0–30 cm土壤有机碳储量增加15.2%，全球农田排放减少6.4%。这些发现凸显了在适宜区域实施免耕并将其纳入良好农业规范指南的重要意义。