土壤健康如何构建，健康土壤怎么评估？

导    读

不受干扰的永久墓地的土壤有机质含量能否升到10%？如果不能，能高到多少？其周边农田的有机质含量与之会差多少？健康土壤的评分值今年低明年高是土壤健康水平提高了吗？...文内告诉你答案。

编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员）
原文作者/达雷尔史密斯（Darrell Smith）
来源：https://www.agweb.com/mobile/article/soil-health-you-can-build-organic-matter-naa-darrell-smith/（January 5, 2018）
原题为：Soil Health: You Can Build Organic Matte

使用垂直耕作去除致密层，是让生病的土壤恢复健康的又一步。除去致密层后，继续垂直耕作，条带耕作（ strip-till ）或免耕。

通常，人们在探求知识的目的不仅仅是为了得到某一个问题的答案，还会提出新的问题。我们在这篇文章里会绍在一家农业刊物工作的田间农艺师肯.费里为期九年的研究，这也是一个力图让滥耕坏掉的土壤恢复健康的典型案例。

这项研究涉及两个距离彼此不到一英里的农场，姑且称之为农场A和B。两个农场的土壤类型相似，管理方法也类似，但农场A的经营者已经使用了35年以上的免耕法，而农场B的前经营者则随意让土壤变酸和压实。各种土壤健康指标的测定包括水分渗透、地表结构和土壤呼吸等的结果都证实了A农场的土壤健康状况良好，其产量也较高。

9年前，B农场在新农场主的经营下，多次施用石灰，开展垂直耕作以去除致密层，之后又进行免耕，虽然产量依然没有赶超农场A，但是还是提高了很多。此外，考量土壤健康重要的指标之一的土壤有机质含量也呈上升趋势。

费里解释说，土壤有机质增加，养分循环和水分利用率有关也跟着增加。“有机质每个百分点意味着每英亩土壤中储存20,000加仑水（约为12472升/亩，按美式加仑 1加仑=3.785升计算）”。

这里就产生了一个明显的问题：经营者能将农场B的土壤有机质含量提升到多高？当费里将不健康的农场B的历史与更健康的农场A相比较，又产生了另一个问题：农场A的田快的土壤长期处于良好健康状态，但为什么土壤有机质含量处于稳定状态而不是继续增加？

2009年，当新得经营者开始修复农场B的土壤时，费里开始绘制对有机质或碳含量的影响，如下图所示，波浪线显示每两年一次的土壤测试中记录的有机物含量。读数波动是因为测定时包括了活性有机物质，活性有机物质部分反映的是作物残留量（例如玉米与大豆）和环境因素，因此变化迅速。

当然，几年的土壤测试可能会给出不准确或夸大的有机质含量的印象。费里因此绘制了趋势线，以显示有机物质含量的变化，如其在10年内变化有多快。趋势线表明随着农场B土壤健康措施的改善，土壤有机质含量迅速增加。

将农场B的结果与1991年农场A的土壤测试结果相比较，费里发现尽管继续采取良好的土壤健康措施，但该农场健康土壤中的有机质含量保持不变。（为确保结果一致，所有有机质测试均由同一实验室进行）

因此就有这两个问题：农场B的有机物质含量能升到多高，为什么农场A的有机质含量处于稳定状态？费里认为，答案是土壤有机质达到了科学家称之为基于气候和管理系统的均衡水平。

费里之前做过一个研究，他分析了一个超过150年没被扰动过的公墓的土壤健康状况。“墓地土壤的有机质为3.1％，”费里说，“相比之下，墓地周围相同的土壤类型的农田的有机质只有2.3％。

“公墓土壤上生长的植物本质上是一种永久性覆盖植物，为什么没有更大的差异？这么长时间，为什么有机质没有攀升到10％？“

费里认为农场A的土壤有机质已达到平衡水平，土壤“燃烧”掉的碳与生产出的碳一样多。“在任何土壤中，根据其管理和气候，只有一定数量的碳可以被封存和维持，”他说，“墓地土壤（的碳）也处于平衡状态了，墓地土壤的有机质含量大体上等于天然草原中的含量。在墓地相邻的农田里，种植方式导致有机质含量下降，直到土壤有机质含量达到新的平衡。“

下图显示，农场B的土壤健康改良措施仅在两年内开始产生影响，2012年有机质读数开始向上移动。同时也表明，到约2015年，土壤可能已经开始达到新的均衡水平。

平衡的概念意味着，含有较少碳的南部的红色土壤即使让它永久地生长牧场中，也不会像北部玉米生产带的土壤那样富含有机质而变黑。但农场A /农场B的比较表明，促进土壤健康的改进措施可以将有机物/碳含量提高到新的平衡水平。在未来的几年中，在这两个农场实施增加覆盖作物的措施，将揭示增加土壤健康实践是否可以将均衡水平推到一个新的高度。

费里的土壤健康研究也为我们评估农场土壤健康变化提供了重要的参考。在他早期的努力中，挫败感比开悟感多得多。“许多土壤健康评分，就如各种测试所反映的一样，会随着季节性的环境条件变化而升降，”他解释说。

例如，他说，"在覆盖作物试验中，覆盖作物的土壤在生物活性上一直比非覆盖作物的土壤高。但是一年下来，两种处理的健康评分都会在低的范围内，而在第二年，分数却在最佳的范围内。之后一年，再次测得覆盖土壤的生物活性较高，而两个处理的土壤的健康评分都在最佳范围内。"

"为了让测定结果可用，土壤健康的检测结果必须在同一年以及跨年都可以重复，最终我们意识到天气和其他环境因素让这些数值发生变化。"

随着覆盖作物和减少耕作的开展，费里对土壤健康的改善充满信心。他意识到到土壤健康的好处并不在于土壤健康评分数值，而是在新旧措施之间的关系上。

基于这种认识，费里现在将农场的正常措施作为“定位点”，并比较新的措施和定位点之间的差异以确定影响。在覆盖作物的研究中，如果覆盖作物和非覆盖作物（定位点）区域之间的土壤健康差异随着时间的推移而增加，无论数字得分如何，覆盖作物都会产生有益的影响。

“一些土壤健康测试可以通过这种方式，”费里说。“定位点可以是未受干扰的栅栏或牧场，也可以是您继续使用相同管理措施的地方 “不需要改变它们，因为任何变化，例如新的耕作系统，都可能开始将土壤移到新的位置均衡水平”。在（以上的）土壤修复研究中，农场A的土壤就作为定位点。“

最后，这项研究将揭示两个农场之间的土壤健康差距是否能够以及需要多长时间才能消除。

理解有机物质

所有碳元素构成了我们所谓的有机质的大部分，但所有的有机质并非相同的，这可能会让土壤测试的读数变得混乱。活性碳即活性有机质（active carbon/organic matter）在数月至数年内被代谢分解，缓慢（分解）的有机物质（slow organic matter）的分解需要数十年，而惰性有机物质（passive organic matter）需要数百年甚至数千年。

“大多数的养分循环都涉及活性有机质，”费里说。“根据管理体系和气候，约占土壤总有机质10％至20％的活性有机质能迅速增加和减少。

“这就是为什么只观察一到两年的土壤测试读数不能准确反映出土壤的实际发生过程。仅仅因为农作物残留量和天气条件的影响，有机质的含量读数可能会相差十分之一或更多。由于活性有机质循环如此迅速，读数甚至可能会逐月变化。“

为了了解土壤中有机质的真实情况，费里建议，要看多年的土壤测试结果，年数越多越好。

衡量土壤健康的测试指标

以下是土壤健康测试的列表：费里用来衡量改进的管理措施对土壤健康的影响。由于测试产生的数值等级受种植系统和环境条件的影响，所以测试的土壤应该与定位点进行比较。“这两个地域之间的关系将表明新的做法是否改善土壤健康”他说。

土壤健康实践提升有机物质

该图显示了土壤健康措施的改善对农场B滥用坏掉的土壤有机质的影响。在所有三种土壤类型中，施用石灰、去除致密层并采取免耕法约两年后有机质开始呈现上升趋势。费里进行的研究表明，每种土壤都会根据管理实践和环境，有机物质（或碳）水平达到平衡。

土壤健康实践提升有机物质© 作物技术咨询（Crop-Tech Consulting）

编译水平有限，有错误之处敬请指正   .

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