導(dǎo) 讀 土壤健康關(guān)乎人類可持續(xù)的未來，也是土壤學(xué)發(fā)展的新動向。美國因此制定了土壤健康路線圖，為此后的土壤健康的構(gòu)建和維護指明了行動方向。特此翻譯出來，將分為5部分推送，今天推送第二部分。翻譯水平有限，敬請指正。
編譯/陳能場（廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所研究員、中國科協(xié)環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域首席傳播專家）
校/林大松（農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所副研究員）
目 錄
除了作為我們食品系統(tǒng)的基礎(chǔ)之外，土壤對于經(jīng)常被認(rèn)為是理所當(dāng)然的多種生命支持系統(tǒng)是必不可少的，例如水循環(huán)、碳循環(huán)和氮循環(huán)。農(nóng)民、科學(xué)家、土地所有者、環(huán)境專家和政策制定者越來越認(rèn)識到土壤健康是一個關(guān)鍵問題，解決其復(fù)雜的挑戰(zhàn)迫在眉睫。雖然土壤的健康受到一些固有因素（如土壤形成、地理和氣候）的影響，但其他因素更具活力，并受土壤管理方式的影響。
土壤有機碳損失
從歷史上看，隨著美國開闊的草原被改造成耕地，肥沃的土壤開始因侵蝕、有機物的流失、污染、壓實、鹽度增加等問題而逐漸退化【6】。隨著時間的推移，像美國中心地帶（圖1）這樣的區(qū)域作物生產(chǎn)高度集中，已經(jīng)受到了生產(chǎn)力提高對環(huán)境需求的深刻影響。
圖1：美國作物生產(chǎn)高度集中的地區(qū)。上圖，2015年玉米，下圖 ，2014年大豆（資料來源：美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)普查）
這一問題的癥結(jié)在于土壤有機碳（SOC）的流失。 SOC是由碳構(gòu)成的土壤有機質(zhì)的一部分，它日益被公認(rèn)為土壤健康的代表指標(biāo)【7】.土壤與空氣和水等其他自然資源相互作用，理想情況下，土壤富含通過與植物的自然交換而形成的有機物。活的和分解的植物物質(zhì)養(yǎng)活了多種生物體，而生物體又會產(chǎn)生一系列生物有機化合物。許多土壤科學(xué)家認(rèn)為,較高的SOC水平是土壤的恢復(fù)力、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和更能承受環(huán)境壓力的指標(biāo)【8】。
雖然土壤中的一些有機物會迅速分解,使其以CO2的方式返回大氣層，但其他部分可以穩(wěn)定或“頑固”多年，因此可以作為碳匯，從大氣中吸收和儲存二氧化碳【9】。
SOC測定表明，上個世紀(jì)使用的常見栽培技術(shù)，包括耕作例如犁地和刨地，以及單作物種植在機械上和生物層面分解土壤，減少土壤生物群和植物的充足氧氣供應(yīng)，消耗養(yǎng)分、增加土壤侵蝕、降低總體穩(wěn)定性和持水能力、降低有機物含量【10】.與農(nóng)業(yè)有關(guān)的最大SOC損失一般發(fā)生在耕種的前25年，損失率為50％【11】.在中西部地區(qū)，從天然系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)系統(tǒng)的大部分土壤已經(jīng)損失了原始SOC含量的60％或更多。隨著SOC水平的下降，需要更多的肥料來補償損失【譯者注原文為compensate rose，應(yīng)為compensate loss】，這可能是增加養(yǎng)分流失的一個因素。
這些常見農(nóng)業(yè)實踐加上SOC損失的影響是多方面的：農(nóng)場無法實現(xiàn)最大生產(chǎn)力;由于侵蝕和水徑流，土壤中的養(yǎng)分流失;硝酸鹽和磷污染——與肥料損失有關(guān)的后果——會影響地下水和水道的質(zhì)量;大量天然存放在土壤中的溫室氣體返回大氣。相反，通過使用促進(jìn)土壤健康的做法，隨著SOC和其他關(guān)鍵土壤性質(zhì)的改善，許多這些影響可以逆轉(zhuǎn)，如下節(jié)所述。
土壤保持管理系統(tǒng)的潛在效益
旨在恢復(fù)SOC的農(nóng)業(yè)土壤保持管理系統(tǒng)可以減輕甚至逆轉(zhuǎn)環(huán)境影響，采用這種系統(tǒng)的個體農(nóng)民已經(jīng)看到土壤健康方面的顯著改善，包括產(chǎn)量提高,對養(yǎng)分的購買需求減少(見'農(nóng)民概況'第10頁，譯者改注：見附錄資料2：土壤健康農(nóng)民簡介)。這些系統(tǒng)包括覆蓋作物種植、更多作物輪作和減少耕作，每個系統(tǒng)都顯示出農(nóng)場和社會效益的潛力，包括：
農(nóng)場生產(chǎn)力和盈利能力：土壤碳含量的增加可以帶來整體改善土壤健康、改善水滲透和保留、改善養(yǎng)分保持率和更好的作物根系，所有這些都有助于提高生產(chǎn)力和盈利能力【12】.土地所有者，包括公司、市政當(dāng)局和個人，可能會實現(xiàn)更健康，更富有成效的土地，從而轉(zhuǎn)化為更高的土地價值。
減少溫室氣體排放：實現(xiàn)微小的增加或防止土壤碳含量的減少可以減少溫室氣體如甲烷和一氧化二氮排放到大氣中。 NRCS對各種土壤健康系統(tǒng)的潛力進(jìn)行了排名，國家可持續(xù)農(nóng)業(yè)聯(lián)盟也審查了這些系統(tǒng)的潛力【13】.此外，COMET-Farm工具是通過科羅拉多州立大學(xué)和USDA-NRCS之間的合作開發(fā)的，作為一種計算節(jié)約措施的碳吸收貢獻(xiàn)的方法。
減少養(yǎng)分流失：磷和氮通常以土壤侵蝕和淋溶的形式喪失，特別是在排水系統(tǒng)中。增加土壤有機質(zhì)可以使土壤與這些營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合，減少損失。覆蓋作物有助于在非作物季節(jié)將這些營養(yǎng)素儲存在生物量中。
土壤健康,特別是最佳的團聚結(jié)構(gòu)、滲透性和碳含量的普遍改善，可以減少水的徑流，更好的通風(fēng)，增加水滲透和增加水的保留【15】.此外，地下水中的硝酸鹽含量可能會降低，影響農(nóng)場和市政供水【16】.
減少侵蝕：健康和管理良好的田地因風(fēng)和/或水侵蝕而導(dǎo)致土壤流失的可能性要小得多，特別是在惡劣天氣事件期間【17】.通過侵蝕減少土壤流失不僅保持了農(nóng)場的價值，而且減輕侵蝕土壤的下游影響，如河道沉積和水道中的生物多樣性喪失【18】.
土壤健康科學(xué)
這個問題的復(fù)雜性反映在簡單定義“土壤健康”含義的努力中。目前還沒有一個定義，盡管新出現(xiàn)的共識通常與NRCS和美國農(nóng)業(yè)部的描述一致，即“土壤作為維持植物、動物和人類生命的重要生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)能力”。大自然保護協(xié)會完全支持這種土壤健康的定義，認(rèn)識到它將隨著科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展。
盡管如此，土壤健康科學(xué)，即如何最好地定義和衡量它，如何最好地促進(jìn)它，以及它如何支持其他目標(biāo)，仍然是一項正在進(jìn)行的工作。近年來，土壤科學(xué)的幾個長期原則受到挑戰(zhàn)，從免耕農(nóng)業(yè)在提高土壤碳中的作用，到土壤如何分解 - 以及所產(chǎn)生的化合物的穩(wěn)定性 - 對不同類型的土壤碳的表現(xiàn)如何。改善土壤健康的努力面臨兩個相互關(guān)聯(lián)的問題：土壤健康意味著什么（土壤健康的哪個組成部分最重要）以及如何衡量它（哪些指標(biāo)最合適和最有用）。科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出幾種普遍接受的土壤健康成分指標(biāo)，包括有機和顆粒有機物的含量、水的滲透和持水能力、容重和團聚體穩(wěn)定性、通氣、生物活性、包括微生物和無脊椎動物的多樣性和豐度，以及來自雜草、害蟲和疾病的壓力。然而，越來越多的關(guān)于個體土壤健康指標(biāo)的共識尚未就最佳整體土壤健康指數(shù)達(dá)成一致。關(guān)于如何最好地測量土壤的生物學(xué)方面，生物特性是否對于達(dá)到目標(biāo)至關(guān)重要，或者它們是否與其他土壤特性簡單相關(guān)，以及哪些生物特性是最重要的，是微生物多樣性、生物量（biomass）、熒光素二乙酸酯水解來測定的酶活性等等，還存在著爭論。現(xiàn)有的測試測量某些指標(biāo)，但它們不提供有關(guān)健康土壤的其他重要特征的信息，因此無法提供對土壤健康的完全理解。
隨著土壤健康科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了新的測試方法，試圖通過應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，包括土壤細(xì)菌和真菌成分的基因測序，更全面地測量土壤健康。然而，如何解釋新測試的結(jié)果以及結(jié)果在改善土壤健康方面所支持的建議存在不確定性。已經(jīng)提出的一些更全面的土壤健康指數(shù)也是昂貴的、耗時的、并且需要相當(dāng)多的專業(yè)知識和設(shè)備。需要進(jìn)一步研究以確定哪些土壤屬性是土壤健康的最佳指標(biāo)，以及農(nóng)民可以收集的簡單指標(biāo)與更強大的指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，而更可靠的指標(biāo)需要能夠使用實驗室設(shè)備的科學(xué)家的幫助。
土壤健康研究所和美國能源部的ARPA-E最近都加緊努力開發(fā)更好的土壤健康測量方法并提供管理信息（見下頁，譯者注，參見附錄3:一些倡議正在進(jìn)行中）。
除了土壤的生物物理和化學(xué)方面的研究之外，越來越多的社會科學(xué)研究圍繞著為什么土壤健康實踐未被更廣泛采用的行為和認(rèn)知方面。例如，大自然保護協(xié)會目前正與康奈爾大學(xué)合作開展一個項目，調(diào)查為什么一些水果和蔬菜農(nóng)民正在采用這些做法，目前對于不采用這些做法的農(nóng)民，其障礙是什么？以及這些做法能帶來哪些生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。此外，對土壤健康與人類健康之間的生物學(xué)聯(lián)系的更多研究對社會將很有價值。
還需要對改善土壤健康實踐在管理其他環(huán)境問題方面可以發(fā)揮的作用有更全面的科學(xué)理解。例如，雖然一些提高養(yǎng)分利用效率的策略在流域項目中顯示出顯著的效益，但仍難以預(yù)測通過這些變化可以實現(xiàn)多少環(huán)境改善。使量化土壤保持措施對土壤有機碳含量影響的努力進(jìn)一步復(fù)雜化的事實是，土壤保持措施的許多做法直接帶來積極但非特意的保護結(jié)果，以及土壤健康狀況的改善，這使得要量化土壤保持措施對土壤有機碳含量影響變得更加復(fù)雜。例如，覆蓋作物可以減少侵蝕并提高SOC，但減少侵蝕是SOC增加的平行效應(yīng)，而不是預(yù)期的效果。需要進(jìn)一步開展研究，以更好地了解不同農(nóng)業(yè)制度和實踐在實現(xiàn)環(huán)境目標(biāo)方面的相互作用和累積效應(yīng)。
建立土壤健康的動力
在全球范圍內(nèi)，對人口增長和飲食變化的預(yù)測意味著到2050年我們將需要增加70％的糧食，這將提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。需要戰(zhàn)略投資和廣泛利益攸關(guān)方的承諾，以防止土壤進(jìn)一步退化。
幸運的是，科學(xué)、技術(shù)、農(nóng)業(yè)、社會、環(huán)境保護和公共政策方面的因素和發(fā)展前所未有地融合，促進(jìn)了土壤健康的活動和興趣。
聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和《巴黎氣候變化協(xié)定》加強了對與環(huán)境問題有關(guān)的政策的關(guān)注，這促使許多政府和公司增加其環(huán)境和可持續(xù)性承諾。在科學(xué)和技術(shù)方面，美國農(nóng)業(yè)部的NRCS在推動土壤健康方面起了帶頭作用，遠(yuǎn)在它被其他組織關(guān)注之前。 NRCS通過各種計劃積極推動土壤健康，包括目前的活動“揭開土壤中的秘密”（見附文第11頁，譯者注參見附錄Soil Health Farmer Profile土壤健康農(nóng)民簡介）。最近，美國農(nóng)業(yè)部為2017財年撥款超過1590萬美元，通過農(nóng)業(yè)研究服務(wù)部擴大微生物組研究和人類微生物組研究的計算能力。國家衛(wèi)生研究院正在探索土壤健康與人類健康之間的這種聯(lián)系，研究人類微生物組計劃的工作以及人體腸道微生物學(xué)與均衡土壤微生物學(xué)之間的生物學(xué)相似性。
此外，將撥款大約800萬美元支持國家糧食和農(nóng)業(yè)研究所對植物、牲畜、魚類、土壤、空氣和水等微生物組群落進(jìn)行調(diào)查，因為它們影響著糧食生產(chǎn)系統(tǒng)【20】.
在美國的許多大學(xué)，包括愛荷華州立大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)、普渡大學(xué)和加州大學(xué)戴維斯分校，教師和學(xué)生正在通過土壤健康教育、土壤健康的基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究以及土壤健康能保護和其他環(huán)境保護目標(biāo)做出貢獻(xiàn)等方面來推進(jìn)有關(guān)土壤健康的知識。許多中心或研究所建立了專注于土壤健康的不同方面及其與農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)和實踐、環(huán)境問題和社會需求的關(guān)系的中心或研究所，例如加州大學(xué)伯克利分校的食品研究所和愛荷華州的利奧波德可持續(xù)農(nóng)業(yè)中心。
同樣，包括植物遺傳學(xué)和信息技術(shù)在內(nèi)的其他領(lǐng)域的科學(xué)進(jìn)步已經(jīng)在農(nóng)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，包括改善土壤健康。例如，精確農(nóng)業(yè)是一個動態(tài)領(lǐng)域，通過將數(shù)字技術(shù)（如傳感器和設(shè)備硬件和軟件）與擴展的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)（“物聯(lián)網(wǎng)”）和“大數(shù)據(jù)”分析相結(jié)合，推動了這一領(lǐng)域的發(fā)展。支持土壤健康的精確農(nóng)業(yè)工具包括土壤網(wǎng)格采樣和營養(yǎng)物和化學(xué)品的精確應(yīng)用，以及用于灌溉的傳感器和控制。根據(jù)研究與市場部的報告，到2018年，全球用于精密農(nóng)業(yè)的支出將達(dá)到每年近40億美元，年增長超過13％【21】.
在供應(yīng)方面，許多美國農(nóng)民已經(jīng)開始實施和試驗土壤健康管理系統(tǒng)，包括免耕農(nóng)業(yè)、保護性耕作、輪作、作物多樣化、覆蓋作物、控制車輪交通和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部2010-2011年農(nóng)業(yè)資源管理調(diào)查，2010年美國中西部中心地區(qū)大約33％的農(nóng)業(yè)經(jīng)營使用免耕。同樣的調(diào)查顯示，超過45％的大豆種植面積采用免耕方式，在四種主要作物中比例最高。 2015年，保護技術(shù)信息中心（CTIC）的一項調(diào)查顯示，2010年至2015年間，種植作物的平均面積雖然仍然很低，但幾乎翻了三倍。此外,首次使用覆蓋作物的農(nóng)民人數(shù)正在增加。例如，俄亥俄州農(nóng)民大衛(wèi)·勃蘭特（David Brandt）已經(jīng)采用了這些系統(tǒng)，他們描述了更好的經(jīng)濟和保護結(jié)果（見附文，第9頁，譯者注，見附錄材料1：土壤健康呼喚廣泛的實踐）。
根據(jù)皮尤研究中心（Pew Research）和尼爾森（Nielson）全球調(diào)查，在市場上，年輕一代，例如“Z世代”（20歲以下）和“千禧一代”（21-34歲）正在改變對食品的需求，他們偏愛可持續(xù)采購或有機食品的健康食品。這些偏好正在改變美國的食品生產(chǎn)，加工，營銷和分銷的格局，這影響了農(nóng)民，食品零售商，連鎖餐廳和在線食品銷售商。隨著食品公司響應(yīng)市場對可持續(xù)來源或有機食品的需求，土壤健康越來越受到食品公司的關(guān)注。
政策壓力也凸顯了改善土壤健康的必要性。在美國，政府面臨著與農(nóng)業(yè)實踐相關(guān)的日益嚴(yán)重的問題，特別是它們對水質(zhì)的影響。例如，一家市政自來水公司起訴愛荷華州的三個縣政府，要求收回與從飲用水中去除農(nóng)業(yè)中使用的硝酸鹽相關(guān)的費用【22】。土壤健康的改善將減輕許多這些挑戰(zhàn)。
增加對土壤健康和可持續(xù)農(nóng)業(yè)的資金突出了這一現(xiàn)實。除了國家微生物組織計劃投入的數(shù)億美元外，聯(lián)邦政府還通過其他舉措投資于土壤健康，例如撥款7200萬美元用于美國農(nóng)業(yè)部的10個氣候智能構(gòu)建基塊農(nóng)業(yè)，這是一套計劃幫助農(nóng)業(yè)社區(qū)成為應(yīng)對氣候變化的一部分。正如農(nóng)業(yè)部長湯姆●維爾薩克（Tom Vilsack）在聲明中所說，“美國農(nóng)民，牧場主和林地所有者是保護美國農(nóng)村自然資源和減少溫室氣體排放的全球領(lǐng)導(dǎo)者。2015年底，食品和農(nóng)業(yè)研究基金會宣布投資2億美元。為其目標(biāo)地區(qū)的農(nóng)業(yè)研究提供資金，其中之一是“改變土壤健康”。
對土壤健康的興趣也產(chǎn)生了公共-私人伙伴關(guān)系,這種伙伴關(guān)系往往存在于需要科學(xué)、經(jīng)濟、環(huán)境和政治投入的政策領(lǐng)域。全國玉米種植者協(xié)會發(fā)起了土壤健康伙伴關(guān)系,以識別、測試和衡量'改善土壤健康和造福農(nóng)民作業(yè)的管理做法'。對土壤健康伙伴關(guān)系的財政支助來自私營部門、聯(lián)邦政府和一個慈善基金會,以及環(huán)境保護基金和自然保護協(xié)會的技術(shù)援助(見P13的側(cè)欄，譯者注：見附錄資料3: 新的土壤健康測試)。
恢復(fù)土壤健康面臨的挑戰(zhàn)
為了在美國實現(xiàn)改善土壤健康管理實踐的好處，需要解決一系列巨大的障礙。這些障礙通常圍繞三個主題：缺乏科學(xué)共識，正如本文前面所討論的那樣;市場/經(jīng)濟挑戰(zhàn);和政策挑戰(zhàn)。
對于農(nóng)民來說，恢復(fù)土壤健康所需的管理實踐變化會帶來巨大的操作復(fù)雜性和短期成本，增加了他們本已復(fù)雜的工作的負(fù)擔(dān)。例如，農(nóng)民應(yīng)該實施哪種土壤健康管理系統(tǒng)和實踐，以實現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟效益和任何積極的環(huán)境影響？獲取和實施軟件包的方便程度和成本如何？將土壤健康實踐和技術(shù)整合到農(nóng)場的運營需要多少時間和精力？是否有農(nóng)民應(yīng)該注意的短期或長期權(quán)衡取舍？目前，大多數(shù)農(nóng)民沒有看到投資土壤健康的近期回報。各種市場壓力，如商品價格低，對農(nóng)民通過土壤健康改善實現(xiàn)長期價值創(chuàng)造產(chǎn)生短期成本的意愿產(chǎn)生了不利影響。對采用土壤健康系統(tǒng)的驅(qū)動因素的研究表明，沒有一刀切的解決辦法，因為農(nóng)民不是一個同質(zhì)的群體，并不總是遵循經(jīng)濟模式進(jìn)行決策。解決方案更復(fù)雜，必須針對特定的子群體進(jìn)行定制【23】。
農(nóng)業(yè)零售商可以在這里發(fā)揮作用，因為他們經(jīng)常被農(nóng)民視為值得信賴和可靠的顧問。目前，農(nóng)業(yè)零售商的商業(yè)模式只與新產(chǎn)品和服務(wù)相關(guān)，這可以加速改善土壤健康實踐，包括傳感器、無人機、覆蓋作物種子和精確農(nóng)業(yè)軟件等技術(shù)創(chuàng)新。為了改變做法，很明顯，農(nóng)業(yè)零售商需要參與圍繞土壤健康的對話。
土地所有權(quán)結(jié)構(gòu)也使土壤健康管理陷入困境。今天，許多農(nóng)民租用他們種植的土地（如圖3所示），這限制了他們采用養(yǎng)護管理系統(tǒng)【24】，這通常需要幾年時間才能獲得經(jīng)濟回報。農(nóng)業(yè)土地的所有者對其財產(chǎn)的長期價值感興趣，但到目前為止，改善土壤健康的努力主要集中在農(nóng)民而不是土地所有者身上。土地所有者必須從事土壤健康工作，因為投資和整合土壤健康系統(tǒng)和實踐可以提高土地的長期可持續(xù)性和價值。
Figure 3: Farmland Rented or Leased, by County
圖3：按縣分列的租賃或租賃農(nóng)田。上圖，2015年玉米，下圖 ，2014年大豆（資料來源：美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)普查）
還必須解決其他障礙，以加速采用保護措施和土壤健康投資。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵方面，例如支付經(jīng)營費用的貸款、作物保險和種子和肥料購買合同，通常每年運作一次。這些服務(wù)的短期前景與為農(nóng)民進(jìn)行土壤健康的長期投資不相容。這里的變革必須來自銀行家、保險公司、政府機構(gòu)和農(nóng)業(yè)零售商，以便貸款、保險和合同不會妨礙土壤健康活動或投資。
最后，關(guān)于農(nóng)業(yè)的公共政策并未將政府提供的福利和服務(wù)與土壤健康目標(biāo)和實踐聯(lián)系起來。與農(nóng)業(yè)相關(guān)的大多數(shù)州和聯(lián)邦政策都不包括支持或獎勵農(nóng)民或土地所有者在土壤健康投資方面的利益的條款。由于公共資源往往有限，政策制定者需要考慮支持土壤健康改善的政策，這些政策可以顯著提高水質(zhì)、生物多樣性、減緩氣候變化或其他結(jié)果。為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（如清潔水或緩解氣候變化）產(chǎn)生支付的政策應(yīng)評估土壤健康實踐的非農(nóng)業(yè)效益。
附錄：文中側(cè)欄資料
1.土壤健康呼喚廣泛的實踐
改善美國的土壤健康狀況將涉及一個充滿活力、持續(xù)適應(yīng)的過程和各種不同地區(qū)的實踐，甚至一個地區(qū)內(nèi)也因農(nóng)場而異。
雖然本文后面的效益估計突出了三個更全面研究的土壤健康實踐，農(nóng)民和科學(xué)家正在使用和研究更廣泛的土壤健康實踐。這些包括：
?
覆蓋作物
輪作
少耕或免耕系統(tǒng)
牲畜綜合管理
土壤改良劑，包括生物炭
適應(yīng)性營養(yǎng)、害蟲和雜草管理
o可持續(xù)養(yǎng)分管理，養(yǎng)護養(yǎng)分管理，4RPlus【譯者注，4R指正確的時間，正確的地點，正確的劑量和正確的施肥方法】，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)養(yǎng)護
o綜合蟲害管理，生物蟲害控制，避免土壤熏蒸和使用持久性農(nóng)藥
o雜草管理系統(tǒng)，包括行距，作物選擇，滾筒壓接機等的考慮。
資料來源：NRCS，CCSI，Rodale
2.土壤健康農(nóng)民簡介
大衛(wèi)·勃蘭特
在俄亥俄州1,100英畝
玉米，大豆，小麥
自1971年以來的免耕
覆蓋作物：自1978年以來的所有混合物
Brandt的營養(yǎng)素購買量減少了80％。他逐漸從單一種類的覆蓋作物轉(zhuǎn)移到10種，首先使用單一物種，如固氮物種，以減少豆類覆蓋物的投入成本。接下來，他種植了兩種覆蓋作物，以吸收可利用的磷和鉀肥，然后擴大到其他覆蓋作物種類。
產(chǎn)量：目前產(chǎn)量比全縣平均產(chǎn)量高12％（玉米為180-200，而國家平均產(chǎn)量為140-160;豆類保持更健康，產(chǎn)量更好，黑麥覆蓋率為70-80）
資料來源：NRCS網(wǎng)站
蒂姆·史密斯
愛荷華州農(nóng)民，土壤健康伙伴關(guān)系
800英畝，玉米和大豆
史密斯開始使用黑麥作為300英畝的覆蓋作物。他擴大到550英畝，并以不同的組合添加燕麥，多刺的紫云英和蘿卜。他獲得了全國玉米種植者協(xié)會的好管家獎。
好處：防止硝酸鹽浸出和侵蝕;增強微生物;并且與他的實踐相輔相成，例如條耕。
他承認(rèn)存在學(xué)習(xí)曲線。由于不同的天氣模式，需要幾年時間才能獲得清晰的結(jié)果。
資料來源：土壤健康合作網(wǎng)站
馬克和道格·安森
Indiana / Illinois農(nóng)民
安森兄弟在2010年開始使用覆蓋作物。在干旱年份，他們花了三年的時間讓其中一個兄弟成為“信徒”。
資料來源：紐約時報
3.新的土壤健康測試
由Rick Haney及其同事在德克薩斯州坦普爾,美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)實驗室開發(fā)的Haney測試評估土壤食物網(wǎng)可用的“食物”量。
該測試旨在通過使用定制的土壤提取過程來復(fù)制田間條件，包括：
H3A土壤萃取劑，通過使用活植物根產(chǎn)生的有機酸來模擬土壤溶液。
Solvita 1天CO2 Burst使用干燥和再潤濕技術(shù)來模擬自然場事件，代表微生物活動的沖刷，導(dǎo)致養(yǎng)分循環(huán)。
該測試還測量水提取態(tài)的有機碳和氮以及有機磷磷，或土壤微生物容易獲得的這些營養(yǎng)素的池。該測試確定土壤中已有的氮的量，這可能減少所需的商業(yè)氮的量。
資料來源：成功的農(nóng)業(yè)（Successful Farming）
4.一些倡議正在進(jìn)行中
美國農(nóng)業(yè)部自然資源保護局（NRCS）發(fā)起了“揭開土壤中的秘密”意識覺醒和教育活動，通過在線視頻，功能和其他材料幫助農(nóng)民，牧場主和感興趣的利益相關(guān)者改善土壤健康。 該運動突出了在該國不同地區(qū)成功實施土壤衛(wèi)生系統(tǒng)的生產(chǎn)者。
2015年底，Samuel Roberts Noble基金會和農(nóng)場基金會宣布成立土壤健康研究所，其使命旨在保護和提高土壤的活力和生產(chǎn)力。該研究所的早期重點是確定土壤健康的關(guān)鍵指標(biāo)，并促進(jìn)國家土壤健康評估，以建立美國土壤健康的基線測量。
成立于2014年。土壤健康伙伴關(guān)系一直積極開展研究工作,從經(jīng)濟角度量化改良農(nóng)業(yè)做法的好處,向農(nóng)民展示健康的土壤如何有利于他們的底線。2016年初,土壤健康伙伴關(guān)系將其工作范圍擴大到8個中西部各州的65個農(nóng)場試驗點。
美國能源部高級研究計劃局（ARPA-E）最近為其根際觀測優(yōu)化陸地封存（ROOTS）計劃提供了3000萬美元資金，旨在開發(fā)新的以根為主的品種，經(jīng)濟地降低大氣中的二氧化碳濃度而不降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。 ROOTS計劃的目標(biāo)是開發(fā)作物，使碳沉積深度和積累量增加50％，肥料N2O排放量減少50％，水生產(chǎn)率增加25％。
5.有機耕作
有機農(nóng)業(yè)的核心是建設(shè)和保護土壤。美國農(nóng)業(yè)部認(rèn)證的有機農(nóng)業(yè)所需的土壤健康實踐（205.203b）包括：
輪作
覆蓋作物
土壤肥力：使用覆蓋物和糞肥來建立有機質(zhì)
由于沒有除草劑抗性作物的雜草控制的挑戰(zhàn)，減少耕作在有機農(nóng)業(yè)中不太常見。
雖然上述一些保護措施對于美國農(nóng)業(yè)部有機農(nóng)場是強制性的，但其他做法是可選的（例如，一些有機農(nóng)場尋求改善生物多樣性，但其他有機農(nóng)場則是明確的自然棲息地）。與所有農(nóng)業(yè)一樣，目標(biāo)之間的權(quán)衡往往是為了緩解當(dāng)?shù)氐木唧w挑戰(zhàn)。
有機農(nóng)業(yè)中的害蟲和雜草控制策略（包括殺蟲劑和除草劑）差別很大，關(guān)于如何在促進(jìn)保護結(jié)果的同時最好地減少損失存在爭議。
雖然有機農(nóng)業(yè)不能保證土壤健康或本文中提到的關(guān)鍵保護成果，但有機農(nóng)業(yè)是土壤健康的重要途徑之一，并明確將土壤健康作為主要的績效指標(biāo)。
資料來源：美國農(nóng)業(yè)部有機實踐情況說明書，Evanylo，McGuinn 2009，Lotter 2003。
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