农田上如何保持全年活的植物？

2024年3月16日

加拿大土壤科学学会

    在自然界中，土壤通常由活着的植物和植物残留物覆盖。森林中有树木、下层植物、低矮植物以及一层落叶覆盖。原生草原草地具有广泛的根系系统。这些生态系统的土壤拥有持续的多年生植物覆盖和一层留在土壤表面的植物垫层。在这些自然系统中，一系列持续的活植物保护土壤免受干扰。它们还循环营养物和水分，并提供稳定的有机物输入，如根系和落叶，以增加土壤有机质。一些农民正在使用这些相同的概念来改善他们的土壤健康。

     在农业中使用持续的活植物，主要是通过使作物系统多年生化，可以保护土壤和生物多样性，并增加土壤碳储量。

     健康的土壤支持植物生长和健康的植物根系。这个概念也可以反过来说。植物根系支持土壤的发展和土壤健康。通过持续存在的活植物在土壤中增加植物根系的持续时间、数量和类型，是构建更健康土壤的重要因素。

    上图显示了艾米·斯特罗姆拥有一个农业旅游农场。她站在哈斯卡普（一种多年生浆果）的行间，行间种植着多年生草本植物。这是一种持续的活植物农业技术，已显示出改善土壤健康的效果。活根将土壤与植物的基础设施连接起来，该基础设施通过光合作用收集太阳能。植物将大约40%的净光合碳分配给根系。这是一大笔碳量，可以有助于增加土壤碳和土壤健康。

    总的来说，多年生作物提供的碳输入比一年生作物多。它们的根系更大，活跃时间也更长。作物在土壤中存在的时间越长，就向土壤中添加越多的碳，用以构建土壤有机质并推动支撑土壤健康的重要微生物驱动过程。

    根系将植物固定在土壤中，反过来稳定土壤并减少风蚀和雨蚀的影响。多年生作物在改善土壤物理性质如团聚体稳定性方面可以胜过无耕作的一年生作物。多年生根系还可以减少营养流失，因为根系能够在较低的土壤深度获取营养源。

    持续的活植物的存在改善了由根系、根际沉积物和根际微生物群落赋予的土壤结构和聚集，从而改善了渗透和排水，这在湿润地区尤为重要。在降雨量有限的地区，持续的活植物可以改善土壤水分特性，如土壤孔隙率和田间持水量。持续的活植物的存在可以

    积极影响支持健康土壤的生物、化学和物理特性——尤其是当根系在土壤中存在时间很长时。

    地上植物组分如叶片和茎也在改善土壤健康中扮演重要角色。通过在土壤中持续存在的活植物，地上组分有助于保护表层土壤。这减少了土壤蒸发和径流，并调节土壤温度。

农民如何采用持续活植物策略？

    种植多年生植物是增加持续活植物的明显选择。多年生系统，如果园、牧场和饲草，大大增加了作物轮作中活根的持续时间和深度及其对土壤健康的影响。一种多年生植物，紫花苜蓿，在萨斯喀彻温省的试验中发现可以增加土壤中的碳。在安大略省，使用红三叶草覆盖作物延长了一年生作物系统中活植物覆盖的持续时间，虽然土壤健康得到了改善，但与紫花苜蓿相比改善更大。

    上图显示了增加活植物覆盖率的各种种植策略。绿色和棕色线条表示土壤覆盖率，而非裸露土壤。每栏显示植物在某个季节（春、夏、秋、冬）是否存活。这些策略包括：夏季一年生作物；冬季一年生作物；接茬或间作；夏季一年生作物覆盖种植；以及多年生作物。© Athena Wu（由 Yvonne Lawley 构思）采用 CC BY (Attribution) 许可协议进行许可。

    有几种选择可以将持续活植物的概念纳入年生系统。在加拿大，年生作物的活根可能会生长3到5个月。土地管理者确实有一些选择可以延长这个时间，并增加土壤中生长的活植物的数量和类型。在作物轮作中种植冬小麦或秋黑麦等冬季年生作物，可以使活根在秋季和早春生长。秋季和早春种植的覆盖作物是另一种选择。通过中继种植或间作，将两种植物种子混合播种，也可以增加持续时间并增加年生作物轮作中活根的数量和类型。农林复合系统是将木本植物如树木和灌木融入农业系统的另一种选择。木本植物可以作为防风林或在树木行间种植年生作物的间作种植。将木本植物纳入农业系统可以通过增加植物多样性、为传粉者和其他动物提供栖息地、储存土壤碳、抑制作物病虫害以及调节水分和营养循环来增加额外的生态系统服务。

原文链接：https://groundedinsoils./2024/03/16/what-is-the-continuous-living-plant-strategy/

编译：勾琳萱