制定生产环境土壤健康基准的实证方法

重要研究结果

1.牧场、混合蔬菜和奶牛作物系统具有最高的生产环境土壤健康基准（PESH） 。

2. 长岛的生产环境土壤健康基准低于纽约州其他地区，可能是由于气候和土壤质地的差异。

3. 纽约州（NYS）的1328个土壤健康分析按生产环境分组。

定义定量土壤健康基准可以支持改善土壤质量和实现更广泛的生态系统服务目标的努力，同时有助于对农场土壤健康进行田间基准测试。

全球对改善土壤健康以尽量减少土壤退化、可持续集约化农业以及缓解和适应气候变化的兴趣需要为农民、政策制定者和其他利益相关者提供土壤健康综合评估和土壤有机碳目标的指导。

图示为在纽约州找到的土地资源区域地图。

包括湖州水果，卡车作物和乳制品区（LRR-L），东北饲料和森林地区（LRR-R）和北大西洋坡多元化农业区（LRR-S）。

土壤样本还包括作物代码信息，表示当前和过去两年轮作作物。作物代码分为六种种植系统类型，即一年生谷物、加工蔬菜、奶牛作物、混合蔬菜、果园和牧场（上图示表）。“奶牛作物”类别代表种植系统，包括玉米青贮饲料（Zea mays）或苜蓿（Medicago sativa）等饲料作物，轮作奶牛饲料。牧场类别的样本包括来自放牧（多数）和干草地的样本。

图示为分析中包含的六个种植系统的地理分布

与土壤质地相比，种植系统在塑造理想的土壤健康基准方面同样具有影响力。牧场、混合蔬菜和奶牛作物系统的生物和物理生产环境土壤健康基准最高，其次是果园系统。由于连续的多年生碳投入和缺乏栽培管理，牧场系统自然比一年生种植系统保持更大的生物和系统健康。

混合蔬菜和奶牛作物系统主要通过覆盖种植、多年生牧草和有机物投入来改善土壤健康。

果园系统具有中等水平的土壤健康基准，可能是因为由于化学休耕的管理不会将土壤有机质输入返回土壤，因此有些系统的土壤健康状况可能很差，而另一些则通过利用木屑等覆盖物来提供杂草控制和建立土壤有机质，从而保持更大的土壤健康。

加工蔬菜，以及在较小程度上的年度谷物系统，与较低的生物和物理土壤健康基准有关，因为大部分地上生物质的收获和去除以及耕作的使用会产生农场外的碳和养分流，而没有足够的替代。PESH基准可以鼓励农民实施建立土壤健康的管理实践，因为在他们的农业环境中可以达到更可实现的目标。

图示为纽约州两个地区的土壤有机质评分函数（左侧为LRR-L和LRR-R;右侧的LRR-S）和三个土壤质地等级。

评分功能包括年度谷物 + 加工蔬菜、奶牛作物、混合蔬菜、果园、牧场和每个纹理组中的所有数据。对年度谷物和加工蔬菜数据进行分组。

对土壤健康和土壤有机碳日益增长的兴趣需要基准来评估区域，气候，土壤和耕作系统（即生产环境）的进展。生产环境土壤健康基准，将土壤质地和耕作系统区域组合在一起，可以提供更现实的土壤健康目标，帮助种植者调整其管理。牧场、混合蔬菜和奶牛作物系统的可实现PESH目标与土壤质地组的年度谷物和加工蔬菜系统的目标不同，主要是由于在这些系统中实施的农艺管理实践（主要是耕作和有机碳输入量）根本不同。

编译：张奚晨  中国农业大学