通过使用覆盖作物，将有生命的植被覆盖延长到一年中的更多月份，可以带来几个环境效益，例如，防止土壤侵蚀和养分淋失，改善土壤微生物栖息地和抑制杂草/害虫。但是，在农场种植覆盖作物能在多大程度上改善土壤健康的物理、化学和生物指标?我们最近发表的工作有助于回答这个常见的问题，作为数据的结果美国农业部-自然资源保护委员会土壤健康倡议．

内布拉斯加州推广公司与美国农业部自然资源保护局(NRCS)的员工合作，在10个农场收集了土壤样本，比较了一系列土壤健康管理措施。对于每个现场处理，我们量化了土壤健康实践的空间和时间增量变化，如作物多样性、土壤机械扰动频率、覆盖作物、有机改进剂使用和作物-牲畜一体化，如图1所示。

使用Haney土壤健康测试(HSHT)和当地开发的NRCS评估(包括土壤温度、孔隙度、水入渗、容重和土壤湿度)分析土壤样本的土壤健康指标。HSHT是一种商业测试，包括土壤呼吸和营养水平。使用相对重要性分析来了解每种土壤健康实践的增量变化对21种土壤性质预测变化的影响程度。

研究发现，覆盖作物的使用是最具影响力的土壤健康做法，特别是在与有机质以及碳和氮动态密切相关的特性方面，如生物活性、有机质、水可提取有机碳、氮、全氮和土壤健康评分。对所有土壤物理、化学和生物特性进行平均，覆盖作物使用对所有评估土壤特性所观察到的变化的总体影响最大，其次是无土壤扰动年份、作物-牲畜一体化、有机改良使用和作物多样性。

土壤生物活性测试与预测氮释放之间的关系如图2A所示。土壤试验预测氮释放是HSHT的一个成果。它是根据传统生育测试之外的额外营养池来计算的，传统的生育测试通常只考虑无机硝酸盐和铵。较高的氮释放值表明有机氮池中通过微生物活动释放的氮量较大。图2A的结果表明，通过采用覆盖作物，根系连续存活的年数越大，土壤试验生物活性和土壤试验预测的氮释放值就越大。如果在氮肥建议中考虑有机氮池作为一种比标准土壤测试更大的潜在养分池的方法，图2B显示，与较少使用覆盖作物相比，覆盖作物种植8年或更长时间(覆盖作物使用量≥0.75)的田地可以节省约5.00美元/英亩的氮肥施用成本。

图3展示了2016-2017年基线(该项目启动的年份)和2019年(建立农场处理后2 - 3年)的数据。在所有区域的平均值上，入渗、容重、水可萃取有机氮和土壤健康评分的变化几乎为零(图3中所有这些方框都与基线的0%变化相交叉)。然而，在无覆盖作物使用历史的大田站点(CCU=0)，与初始评估相比，我们观察到容重增加、入渗率降低、水可提取有机氮和土壤健康评分下降的趋势。图3显示，通过长期覆盖种植减少休耕期，土壤结构、水分和养分循环以及整体土壤健康评分均呈现改善趋势。

从科学的角度来看，这项研究的结果具有丰富的信息，因为它为增强农民对土壤系统的知识提供了更大的潜力，并有助于理解农场管理决策的影响。关于本研究的完整报告结果，已发表的结果可在此处查看:

Krupek, F. S.， Redfearn, D.， Eskridge, K. M. & Basche, A.(2022)。与土壤健康实践相结合的生态强化对多种土壤特性产生了积极影响:一项由农民主导的大规模实验。中国生物工程学报，2004,18(4):342 - 342。https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115594

致谢

作者要感谢自然资源保护署(USDA-NRCS)和Robert B. Daugherty以水换粮食全球研究所(DWFI)的资金支持。