郝胜磊，蔡廷瑶，冯小杰，油伦成，杨 雪，黄成东，陈永亮，崔振岭

    (中国农业大学资源与环境学院植物营养系/植物-土壤相互作用教育部重点实验室，北京 100193)

    我国是农业大国，同时也是全球肥料用量最大的国家，我国单位面积施肥量是全球平均水平的3倍[1-2]。2015年我国化肥用量为6023万t (实物量)，粮食产量为62144万t[3]。与1984年相比，2015年化肥用量增加了4283万t，增加了246%，而粮食只增产21413万t，增加了52.6%。长期以来，我国农业生产一直处于高肥料投入、高作物产量、高环境代价的生产模式[4]，肥料的施用对我国粮食生产的持续增长起到了重要作用[5]，但是大幅度增加化肥施用量并没有带来相应比例的粮食增产，出现这种现象的主要原因是我国化肥利用率较低。2010年北美和欧洲三大作物的氮肥利用效率分别为52%和61%[6]，而中国的水稻、小麦和玉米的氮肥利用率分别为31%、32%和30%，平均仅为31%[7]。

    随着世界人口的快速增长，人类对粮食需求量逐渐加大。据预测，到2050年要增加50%～70%的粮食产量才能满足未来人类对粮食的需求[8]。在农业绿色发展背景下，如何提高肥料利用率已成为人们考虑的重要问题，其中，加快对新型肥料的研发，可以保证农业生产沿着高产高效的方向发展[9-10]。国内外学者通过田间试验和Meta分析对新型肥料的产量[11]以及环境效应[12]等方面进行了研究，涉及的粮食作物主要包括小麦[13-14]、玉米[15-16]和水稻[17]等。这些研究结果表明，新型肥料能够提高作物产量和氮肥利用效率[18]，提高作物品质，减少经济投入[19]，同时降低氮素损失[12]。

    施用新型肥料是否能培育健康土壤，这在很大程度上与农业生态系统土壤生物学活性的改善有关。土壤微生物是陆地生态系统的重要组分，土壤微生物量能从整体上反映土壤微生物群落参与地球物质循环和转化过程的状况，而土壤酶是土壤微生物分泌的产物，两者是反映土壤健康的重要生物学指标[20-21]。有田间试验研究表明，施用新型肥料能提高土壤酶活性，但是不同新型肥料类型对土壤酶活性的影响不同[22]。同时，施用新型肥料对土壤微生物量碳氮的影响也不同[23]。然而，基于整合分析研究新型肥料对三大粮食作物土壤微生物量和土壤酶活性影响的研究目前鲜有报道。

    本研究搜集整理了国内外学者发表的文献资料，运用整合分析的方法，分析了全球尺度上施用新型肥料对三大作物 (小麦、玉米和水稻) 产量和土壤生物学活性的影响，进一步明确了氮肥施用量、土壤pH、作物类型和新型肥料类型等因素的影响 ......