《Soils and Foundations》：Soil strength after 21 years of conventional and organic cropping practices in the Mid-Atlantic region, USA
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土壤强度与耕作系统关系研究，对比有机与常规免耕系统在0-50cm土层中土壤碳、密度及水分含量，发现短期有机系统（Org2、Org3）通过减少近表层 tillage operations 缓解了土壤硬度，但长期免耕系统（NT）在15-50cm亚土层表现出更优的机械阻抗缓解效果。研究揭示了耕作系统对土壤结构的影响具有显著深度依赖性和管理周期依赖性。
作者：Harry H. Schomberg、Kipling S. Balkcom、Michel A. Cavigelli、Kathryn E. White
美国农业部（USDA）- 农业研究服务局（Agricultural Research Service, ARS），贝尔茨维尔农业研究中心（Beltsville Agricultural Research Center）可持续农业系统实验室（Sustainable Agricultural Systems Laboratory），地址：10300 Baltimore Avenue, Beltsville, MD 20705, 美国
研究节选
农业系统项目（FSP）的地点描述与实验设计
该农业系统项目（FSP）于1996年在美国马里兰州贝尔茨维尔的USDA-ARS贝尔茨维尔农业研究中心（Beltsville Agricultural Research Center, BARC）建立，旨在比较传统管理和有机管理方式在雨养条件下的谷物生产系统（该地区无法进行灌溉）。在1996年春季建立各种管理方式的重复试验地块之前，该区域连续三年（1993–1995年）采用免耕方式种植玉米。FSP地区的土壤类型为典型淋溶土（Typic Hapludult）和湿淋溶土（Aquic Hapludult）。
土壤碳、容重和土壤水分
关于土壤有机碳（SOC）、土壤容重（BD）和土壤水分（SW）的方差分析结果见表ST2。管理方式（p = 0.0253）和深度（p ≤ 0.0001）对土壤有机碳有显著影响，但两者的交互作用不显著（p = 0.3356）。交互作用的数据详见表ST3。在0–50厘米深度范围内，有机管理方式Org3的土壤有机碳含量高于传统管理方式CT（分别为49.6 Mg ha?1和37.3 Mg ha?1），而免耕管理方式NT、Org2和Org6的土壤有机碳含量分别为45.7 Mg ha?1、44.2 Mg ha?1和47.5 Mg ha?1，彼此之间以及与CT或Org3之间没有显著差异。
讨论
我们的初步假设认为，长期采用有机管理方式会增加土壤有机质含量，从而减轻表层土壤的压实程度。然而，在0–15厘米深度范围内的测量结果表明，最近的耕作操作是影响表层土壤强度的主要因素，这实际上掩盖了土壤有机碳增加可能带来的结构改善效果。
结论
总之，我们的研究表明，传统管理和有机管理方式对土壤强度的影响在很大程度上取决于深度和具体环境条件。虽然短期采用有机管理方式（Org2和Org3）可以暂时缓解表层土壤的压实问题（0–15厘米深度范围内），但长期采用免耕管理方式在减轻下层土壤（15–50厘米深度范围内）的机械阻抗方面效果最为显著。免耕管理方式由于持续不进行耕作且机械使用较少，从而达到了更好的效果。
资金支持
本研究得到了美国农业部农业研究服务局贝尔茨维尔可持续农业系统实验室（USDA-ARS Beltsville Sustainable Agricultural Systems Laboratory）和奥本国家土壤动力学实验室（National Soil Dynamics Laboratory, Auburn, AL）的基础资金支持，同时也得到了美国农业部NIFA有机研究与推广计划（USDA NIFA Organic Research and Extension Initiative）的资助（项目编号：#2015–51300–24195）。
作者贡献声明
Harry Schomberg： 负责撰写初稿、监督研究过程、方法设计、数据分析、数据整理及概念框架的构建。
Kipling S. Balkcom： 负责撰写初稿、方法设计、数据分析及数据整理。
Kathryn E. White： 负责撰写初稿、方法设计、数据分析及概念框架的构建。
Michel A. Cavigelli： 负责撰写初稿、资源协调、项目管理、数据分析及概念框架的构建。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢Chris Rasmann、Nhi Amy Tran、Alondra Thompson和Jeffery Walker在收集贯入仪数据和土壤水分含量数据方面所做出的贡献。本研究属于长期农业生态系统研究（Long-term Agroecosystem Research, LTAR）项目的一部分，该项目得到了美国农业部的支持。
数据链接
Schomberg, Harry; Balkcom, Kipling; Cavigelli, Michel; White, Kathryn E. (2025). 《比较有机与传统种植系统管理方式对土壤强度影响的测量研究》
