摘要
由耕作集约化和不当的农艺管理措施所驱动的土壤退化,对南亚可持续农业构成了重大挑战。保护性农业(CA)被认为是一种可行的土壤健康恢复策略;然而,来自钙质土壤的长期证据仍然有限。本研究开展了一项为期17年的田间试验,评估了保护性农业对水稻—玉米系统中土壤物理、化学和生物特性以及系统生产力的影响。该研究通过整合土壤健康指标与多元统计分析,提供了钙质土壤中关于水稻—玉米系统的新颖长期证据。试验采用随机完全区组设计,共设四个处理:免耕覆盖秸秆(ZT?+?R;T1)、永久畦覆秸秆(PB?+?R;T2)、永久畦无秸秆覆盖(PB???R;T3)以及常规耕作(CT;T4)。17年后,保护性农业处理(T1和T2)在两个土层深度(0–15和15–30?cm)的土壤性质均显著(p?0.05)优于常规耕作(T4),其中永久畦覆秸秆(T2)的效果最为突出。T2处理的容重分别降低了12.1%和10.3%,而水稳性团聚体在0–15和15–30?cm分别增加了48.8%和36.6%。土壤有机碳在相应土层深度分别增加了44.1%和39.8%,同时养分有效性得到改善。保护性农业处理还提高了土壤阳离子态微量元素(Mn、Fe、Cu和Zn)的含量,并相对于T4降低了土壤pH值和电导率。在生物学方面,荧光素二乙酸酯活性在0–15和15–30?cm分别增加了78.2%和53.2%,真菌种群分别增加了174%和152%。系统生产力在T2处理下最高,比常规耕作高出40.2%。土壤有机碳与湿团聚体稳定性(r?=?0.75**)、微量元素(Mn:r?=?0.81**,Fe:r?=?0.80**,Cu:r?=?0.85**,Zn:r?=?0.65**)、荧光素二乙酸酯活性(r?=?0.73**)以及细菌种群(r?=?0.70**)呈显著正相关。多元分析进一步证实了这些发现,主成分分析解释了总方差的77.4%,并明确区分了保护性农业处理与常规耕作系统,而热图聚类表明永久畦覆秸秆(PB?+?R)处理下土壤质量指标与生产力之间存在强关联。总体而言,本研究提供了长期证据,表明保护性农业,特别是保留秸秆的永久畦种植方式,对钙质土壤的土壤健康和生产力具有重要影响,对南亚的可持续集约化具有启示意义。
图形摘要
亮点
- 钙质水稻—玉米土壤中保护性农业的长期响应尚不明确。
- 17年研究,对钙质水稻—玉米系统中的土壤健康进行了多元分析。
- PBDSR/PBM?+?R使土壤有机碳增加了>?40%,容重降低了约12%
- 保护性农业使系统生产力比常规耕作提高了超过40%。
披露
作者声明无相关事项需要披露。
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
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