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1保护性农业对加拿大西部地区土壤质量影响方面的经验1加拿大农业及农业食品部莱斯布里奇研究中心，加拿大阿尔伯塔省莱斯布里奇市第1大街南5403号，邮编T1J4B12加拿大农业及农业食品部拉康姆研究中心，加拿大阿尔伯塔省拉康姆市C&E路6000，邮编：T4L1W13加拿大农业及农业食品部，安大略省渥太华市卡林大街930号约翰·卡林爵士大楼763室，邮编：K1A0C5保护性耕作的主要目标之一是保持或提高土壤质量。什么是土壤质量？加拿大农业及农业食品部将土壤质量定义为“土壤适合支持作物生长而不会导致土壤退化或者损害环境”。土壤质量可以利用各种土壤指标来衡量，如土壤有机物含量（SOM）、土壤物理指标（土壤结构、渗透性、容积密度和持水量等）、化学指标（pH值、导电性、可提取的氮磷钾、可矿化氮和植物可用养分等）以及生物指标（碳和氮的微生物量、土壤呼吸率和微生物活性等）。传统/非保护性农业生产制度如何影响土壤质量？加拿大西部地区的传统农业生产制度常常包括集约化耕作、单一栽培或者进行小粒谷类作物与夏休耕轮作制度。集约化耕作会多次翻耕土壤并掩埋作物残余，在当年部分时间留下了裸露的土表。在此过程，它实现了下列目的：减少干扰施用除草剂/化肥或播种的以前的作物残余控制发芽的杂草更容易向土壤中施加除草剂或化肥苗床疏松，以利于播种、通风、水渗透和土壤暖和但是同时，集约化或不必要的耕作将会造成：增加能量消耗耗尽苗床水分使土壤结构退化，促进土壤结壳造成可形成土壤压实的条件增加土壤有机物分解再通过侵蚀增加以导致土壤及有机物损失2保护性农业或者谨是免耕或少耕与适当的农业管理相结合其主要的益处包括：由于保持了作物残余就几乎没有任何土壤侵蚀（特别是在砂质土中）；由于减少了用于耕作和苗床准备的时间，农场经营更加灵活；改善了土壤结构，因此提高了农机在田间行驶及操作性、使土壤易于管理和增进播种的及时性；利用适当设备，播种更加精确，作物发芽率更高更匀；保持更多水分，提高了用水效率，以在干旱地区种植庄稼；增加了微生物多样性和生物质量保持力，使得土壤生态更加活跃，从而提高了养分可用性和蚯蚓的活性；作物竞争性增强，减少了利用除草剂来控制耕种期间的杂草的需求;减少了每公顷耕地的劳动力、燃料和机械成本；提高了整个农场的盈利能力和可持续性。由于可以使用安全有效的无残留的除草剂，因此加强了免耕播种技术的可行性，所以除了在特殊情况下，是否要进行传统耕作是值得怀疑。若采取免耕或少耕，作物残余可保留在土表上能提高土壤有机物含量并能保存土壤湿度。在加拿大西部平原，通过在无夏休耕轮作中采用免耕或少耕方法，表面15厘米土壤的有机碳含量增加了。在阿尔伯塔省莱斯布里奇一个长期定位试验的结果显示在11年中其中有7年，150厘米土壤层的可用水含量（AWC）在免耕下比传统耕作高（图1）。可用水含量高会提高作物产量。在免耕处理下作物残渣回留于土表多，会有利于防止土壤受侵蚀（图2、3和4），且可保持或增加表土有机物含量（图2）。因此，它会改善土壤性质，增强农户盈利能力。它也能提高和改善土壤生物活性（图4），使土壤肥力和土壤生物过程的各个方面得到改进。这些改进有利于农场管理的完善，提高农场可持续发展能力。评估土壤质量的目的是为了衡量土壤的总体稳定性、生物活性或某种其它土壤性质。提高土壤质量的根本目的是保护和提高农业的长期生产力、水质，保护和改善各种生物的栖息地。保护性农业有助于使农民能够实现这一关键目标。3Year19851986198719881989199019911992199319941995RatioofAWC(NT/CT)0.80.91.01.11.2图1.在莱斯布里奇150厘米土壤剖面中免耕与传统耕作处理之间的可用水含量比率（摘自Larney和Lindwall，1995年）。可用水含量比率（免耕/传统耕作）年份4图2.残余草叶改善了土壤结构、有机碳和土壤微生物活性。图3.土壤结构较差，容易受到耕作引起的风蚀和水蚀。5图4.免耕地油菜秧苗从保留的表面残余物中长出。保留的残留物增加了土表含水量，有利于作物发芽。参考文献Janzen,H.H.,C.A.Campbell,R.C.Izaurralde,BH.Ellert,N.Juma,W.B.McGill,R.P.Zentner，1998年。在加拿大大草原管理对土壤碳贮藏量的影响。Larney,F.J.和C.W.Lindwall.，1995年。在半干旱环境中轮作和耕作对冬小麦的可用土壤水的影响。土壤和耕作研究36:111-127。