免耕系统下深松与作物系统多样化对土壤质量及大豆产量的影响研究

《Soil and Tillage Research》：Soil quality and soybean yield responses to occasional subsoiling and crop system diversification in a consolidated no-tillage system

本文通过评估深松与多样化种植系统在免耕体系中的作用，揭示了深松对缓解土壤紧实度的短期效应及其对大豆产量的负面影响，同时强调了基于植物的生物策略（如牧草种植）在改善土壤结构、促进菌根真菌定殖及提升系统韧性方面的可持续优势，为优化保护性农业（no-tillage, NT）管理提供了科学依据。

　　

研究亮点

深松对降低土壤穿透阻力的持续性较低

深松机具有通过打破限制层来降低土壤穿透阻力的高能力，如在深松处理中所观察到的（图4）。然而，深松仅在实施后180天内有效降低了土壤穿透阻力。扰动的程度和深松的效果受所用设备的特定特性以及操作期间土壤湿度条件的影响（Schneider等人，2017年，[引用文献]）。深松效果的持久性受到土壤再固结速率的限制，这取决于气候因素和农业机械的碾压（Seki等人，2015年）。在本研究中，深松在210天后对降低土壤穿透阻力无效，这表明其益处是短暂的。土壤再固结过程可能因覆盖作物提供的土壤覆盖不足而加速，这突显了在扰动后立即建立植被覆盖以保护土壤结构的重要性。

结论

本研究证明，包含牧草，特别是单作或与豆科植物间作，能够产生更高的干物质产量并增加地表秸秆积累。此外，对土壤结构改善的益处取决于覆盖作物种植的持续时间，尤其是在深松之后。

在固化的免耕系统中进行深松暂时降低了土壤穿透阻力，但对丛枝菌根真菌（AMF）定殖产生了负面影响，并降低了后续大豆的籽粒产量。相比之下，基于植物的策略，如用牧草（如xaraés草）或牧草与豆科植物（如crotalaria）间作替代玉米，改善了土壤结构质量，并通过增加生物孔隙形成和菌根共生促进了系统的生物恢复力。多变量分析强调，通过基于植物的策略使大豆-玉米系统多样化，可以提高土壤质量，并在某些情况下增加大豆产量。因此，不推荐偶尔的深松，因为其益处短暂，而生物方法在增强土壤功能和系统韧性方面被证明更有效。