導 讀
土壤生態系統服務功能，依賴于土壤性質及其相互作用，而土壤性質及其相互作用主要受土壤利用和管理的影響。此研究的主要目的是通過多學科綜合評價不同種植方式對土壤功能的影響（包括：食物供應、土壤化學特征、土壤微生物群落大小和結構、土壤無脊椎動物多樣性和生境提供）。
土壤生態系統服務功能依賴于土壤性質及其相互作用，而土壤性質及其相互作用主要受土壤利用和管理的影響。
此研究的主要目的，是通過多學科綜合評價不同種植方式對土壤功能的影響（包括：食物供應、土壤化學特征、土壤微生物群落大小和結構、土壤無脊椎動物多樣性和生境提供）。
所研究的系統是：傳統集成；傳統有機覆蓋作物和常規耕作；有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）。
作者通過土壤和田間采樣，收集了作物產量、農業生態系統C、N含量、土壤化學和微生物性質、土壤無脊椎動物豐度和營養相互作用等數據。
研究結果表明：盡管作物產量下降，但從“傳統集成”向“有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）”的轉換，可能增強土壤的重要功能，如養分循環和儲存、生物多樣性和棲息地供應。
然而，要使“有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）”成為一個可行的系統，需要優化管理，以提高作物產量。
研究區域：位于帕皮亞諾（佩魯賈，意大利中部）。
研究區土壤由河流和湖泊沉積物發育而成，為細粒、混合型、中磧礫巖型土壤。采用硬粒小麥—加工番茄輪作的三種不同種植制度：
（1）采用常規綜合管理，不覆蓋作物和常規耕作技術；
（2）有機組織系統，包括傳統的有機管理，覆蓋作物和常規耕作；
（3）“有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）”系統，由作物覆蓋免耕技術的創新有機管理組成。
每個地塊540平方米，按照完全隨機的塊布局進行排列，有兩個重復。地塊足夠大，可以在實際的農業實踐下進行管理。
整個試驗區的特征，是地形和土壤變異很低，試驗區內的空間異質性很低。所有這些特征，都允許進行適當的取樣和數據收集，并根據所進行的分析類型進行區分。
主要研究方法
（1）采樣試驗
文章應研究需要，根據要求，從不同年份、不同對照系統進行作物采樣，完成產量測定、地上部生物量氮含量，以及氮淋失和氮平衡的測算；進行土壤采樣，完成土壤化學和生物化學分析、土壤無脊椎動物生物多樣性檢測、土壤甲蟲營養相互作用的分子檢測。
（2）統計分析
利用SIMCA v16軟件，進行偏最小二乘判別分析（PLS-DA），PLS-DA可以根據土壤的生物和化學特性確定組間差異。
作者考慮了產量、NL、NB、Cinput、總PLFA、細菌、真菌、叢枝菌根真菌(AMF)、Cmic、Res、WEOC、Pav、TOC、地面捕食動物總數的影響。
對于每一個地塊，作者取所有子樣本的平均數據，對每個處理進行2個重復分析。對于土壤的物理、生物和化學特性，此研究僅使用Ap1層的數據。
在進行分析之前，對數據進行標準化處理，即減去總體均值，再除以所有數據的標準差。
按照SIMCA實施的程序，用模型的預測能力（Q2）來評估組間的顯著性差異和模型的整體質量。
對模型中包含的所有參數累積，Q2值高于0.5，表明模型是強模型。采用隨機區組設計（設2個重復），對3種種植制度下番茄生物量、氮素積累量、氮素表觀平衡的所有組分，以及土壤化學和生物特性數據，進行方差分析。
06 研究結論
研究表明，三種種植制度在建立后第3年的大部分變量，都存在差異。
采用常規耕作和不覆蓋作物管理的“傳統集成”系統，雖然加工番茄產量最高，但氮素流失量最大，土壤微生物生物量和無脊椎動物多樣性最低。
“傳統有機覆蓋作物和常規耕作”系，土壤化學性質與“傳統集成”系統相似，加工番茄產量略低于“傳統集成”系統，覆蓋作物生物量相當，土壤微生物群落生物量和組成與“”有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）系統類似。
“有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）”體系，處理番茄產量最低，但TOC濃度和微生物群落豐度最高。
此外，覆蓋作物的土壤增強了一般土壤生物的多樣性(微生物和無脊椎動物)。
總體結果表明，三種體系提供了不同的土壤功能。
傳統的綜合管理，支持了加工番茄的生產，但降低了所有其他土壤功能，從而限制了其環境可持續性。
相反，有機種植與土壤保持管理相結合，特別能提高土壤生物多樣性和豐富度。
然而，要表達其在調節和維持土壤功能方面的巨大潛力，“有機農業和保護性農業（作物覆蓋和免耕）”系統，仍需要大量調整，以提高作物產量。
來源：土壤健康與耕地可持續利用公號（2021年2月4日）
