《Soil and Tillage Research》：Combined effects of service crops and organic amendments on soil quality in vineyard systems
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服务作物与有机改良剂的联合施用通过协同效应改善了土壤质量。综合管理措施增加了颗粒有机质（particulate organic matter, POM）和微生物生物量（microbial biomass）。土壤矿化作用的增强主要由有机投入驱动，而非无机氮（mi
服务作物与有机改良剂的联合施用通过协同效应改善了土壤质量。综合管理措施增加了颗粒有机质（particulate organic matter, POM）和微生物生物量（microbial biomass）。土壤矿化作用的增强主要由有机投入驱动，而非无机氮（mineral N）供应。在多变的气候条件下，土壤管理措施未对葡萄产量造成不利影响。各项措施之间的相互作用彰显了其在调控土壤过程与功能中的重要作用。
**解读文章：服务作物与有机改良剂对葡萄园土壤质量的联合效应**
**1. 研究背景与科学问题**
土壤质量维持是地中海葡萄栽培长期韧性与农业生态转型的核心挑战。葡萄园作为多年生种植系统普遍面临土壤有机质损耗与功能退化问题，亟需在产量目标与生态系统服务供给之间寻求平衡。在诸多农业管理杠杆中，引入服务作物与施用有机改良剂是两种互补性策略：服务作物通过提供非商品化生态系统服务，如改善土壤结构、促进养分循环和增强生物多样性，发挥积极作用；有机改良剂（堆肥、粪肥等）则可相对稳定地向土壤输入有机质并刺激微生物活性。然而，地中海气候条件下，服务作物与葡萄植株之间对水分和养分的潜在资源竞争、有机改良剂的成本与可得性限制，以及二者联合施用的相互作用尚不明确。当前关键知识缺口在于：服务作物与有机改良剂如何协同调控土壤有机质动态、养分有效性与葡萄树体表现。为此，研究人员在法国地中海地区的6个商业化葡萄园建立了多年多点田间网络，系统比较了短期至中期尺度上服务作物和/或有机改良剂对葡萄生长、产量及土壤有机功能的影响。
**2. 研究设计**
本研究基于分布于法国埃罗省（Hérault）、奥德省（Aude）和东比利牛斯省（Pyrénées-Orientales）的6个商业化葡萄园地块，监测期为2020—2023年。供试品种包括Merlot、Mourvèdre、Marselan、Macabeu和Syrah。试验设置三个田块（CHA、LEU、PAL）包含全部4种处理，另外3个田块（RIV、MON、PEN）仅包含CA和TA两种处理。处理包括：C（service Crop，播种六种冬季服务作物混播组合，含豆科、禾本科和十字花科，播量80 kg ha?1）；CA（service Crop + organic Amendment，服务作物配合颗粒有机改良剂Vegethumus，施用量1.5 t ha?1）；T（Tilled control，常规翻耕对照）；TA（Tilled control + organic Amendment，翻耕配合有机改良剂）。PEN地块因种植者偏好使用Orga3替代Vegethumus。每个处理设置3个行间重复，土壤和作物监测聚焦于中间行间，每个观测小区包含10株葡萄树。
**3. 主要关键技术与方法**
研究采用多种土壤与植株监测手段：服务作物地上部生物量采用0.25 m2样方收获法，在终止前取样并分种称重；碳氮含量通过550 °C干燃烧元素分析法测定；土壤有机质组分采用物理分级方法分离矿物结合态有机质（mineral-associated organic matter, MAOM）与颗粒有机质（particulate organic matter, POM）；微生物生物量采用标准实验室分析法（NF ISO 14240 / NF ISO 13878）；土壤矿化速率通过CO?产生量测定；土壤无机氮采用KCl浸提和比色法测定；葡萄树势以修剪枝条数量和修剪枝重量表征；产量以单株葡萄质量和果穗数评估；浆果品质测定包括糖浓度（折射法）、酵母可同化氮（yeast assimilable nitrogen, YAN）；水分状况以浆果δ13C比值评估。统计方法采用R软件glmmTMB包拟合线性和广义线性混合模型。
**4. 研究结果**
**4.1 服务作物生物量因田块和年份而异**：服务作物干生物量在1—6 t ha?1范围内变化，年份效应显著；C和CA处理2022年生物量变异较大，CA最大接近6 t ha?1；T和TA处理因翻耕仅产生少量自发植被（<1 t ha?1）；碳氮比（C/N）均值约21，处理间无显著差异。
**4.2 耕作、改良剂和服务作物对土壤有机特性的影响**：CA处理POM增幅最高，LEU达0.45±0.05%；C和TA居中；T最低（CHA除外）。MAOM总体呈正趋势但仅田块效应显著。CA处理的微生物生物量增幅最突出，CHA和LEU分别增加约60和70 mg kg?1；T处理降幅最大。矿化速率方面，CA处理最高，LEU超过300 mg kg?1，C处理亦达200 mg kg?1，TA和T较低且在CHA出现负值。
**4.3 引入服务作物对土壤有机特性的影响**：在施改良剂田块中，CA处理POM增幅一致高于TA，LEU和CHA均值超过0.4%，而TA在CHA出现负变化。MAOM仅田块效应显著，CA与TA差异不显著。CA促进微生物生物量增长和矿化速率提升，TA则常导致微生物生物量损失；CHA和LEU处CA较TA矿化增强约200 mg kg?1，MON处CA超过250 mg kg?1。
**4.4 葡萄花期土壤矿质氮含量**：春季土壤无机氮含量范围1—35 mg kg?1，CHA显著高于其他田块（13 mg kg?1 vs ~4 mg kg?1），但各处理间无显著差异。
**4.5 葡萄树体表现**：产量仅受年份显著影响，2022年最高（3.48 kg/株），处理间无差异；果穗数亦仅受年份影响。浆果重量受处理、年份及其交互显著影响，2021年TA最高（367 g），2022和2023年处理间无差异。修剪枝重量在处理、年份及交互作用上均显著，2020年CA最高（521 g），2021年T和TA显著高于C和CA，2022和2023年无差异。YAN受处理和年份显著影响，T和TA（~159–157 mg L?1）显著高于C和CA（~128–133 mg L?1）；糖浓度和δ13C均未受处理或年份显著影响。
**5. 讨论与展望**
研究揭示了不同土壤管理策略对有机质组分的差异化影响：CA系统持续增加POM，反映新鲜有机投入与减少土壤扰动相结合，限制分解损失并促进短期有机质积累；TA系统因翻耕破坏团聚体结构，加速有机质矿化，在CHA出现有机质损失。MAOM在短期内相对稳定，符合其周转慢、受土壤质地和矿物学强烈制约的特征。CA处理下微生物生物量和矿化速率同步提升，表明POM积累伴随着活跃的微生物加工过程，而非被动碳储存。土壤无机氮主要受点位条件主导，管理措施影响不显著。葡萄产量不受处理影响，主要归因于年际气候变异，服务作物终止期管理良好限制了关键生育期的水氮竞争。前期服务作物处理下树势的短暂减弱在后续年份消失。服务作物处理降低YAN可能与植物竞争和微生物固持有关。研究的不平衡处理结构降低了C和T比较的统计功效，但检测到的YAN和浆果重量差异仍具可靠性。未来需长期监测试验验证短期易变性有机质增加能否转化为稳定碳封存，并整合建模手段评估环境变异下的管理策略。总体而言，将服务作物与有机改良剂组合并减少土壤扰动，是提升地中海葡萄园土壤生物活性和易变性有机质指标、同时维持产量和品质的有效途径。
