卷期:《土壤学报》2024年第61卷第3期
1 多样化种植的内涵和意义
多样化种植通过优化种间和营养生态位差异,增加农田生物多样性和稳定性,提高资源利用效率和系统生产力,对培肥地力、降低土传病害、提高农田生态系统功能等具有重要意义。
多样化种植较单一种植能够提高的土壤质量、生态系统稳定性和系统生产力(以间作为例)
2 多样化种植对提升耕地质量的重要作用
1)多样化种植改善土壤物理性状
一方面可利用不同作物地下根系形态差异及深浅搭配,通过生物耕作影响土壤结构;另一方面,多样化的作物种类带来的不同秸秆类型可通过直接还田、覆盖等形式影响土壤物理性质。
2)多样化种植改善土壤化学性质
多样性高的种植系统增加了植物养分和生产力,对土壤肥力起到正的反馈效应。如多样化种植可以增加碳输入的数量、质量和化学性状多样性,增强了生物-非生物相互作用,对土壤有机碳的形成和储存产生积极影响;多样化种植的种间互作能诱导作物的根系构型和矿质营养吸收相关基因的表达发生变化,形成空间上的营养生态位互补,增强根系吸收矿质营养的能力,同时,可以通过根系分泌物、真菌网络、功能微生物等改善根际环境,提高土壤中矿质营养生物有效性,增强了土壤、微生物和作物之间的生态联系,促进作物对矿质养分的吸收和利用。
3)多样化种植促进土壤生物多样性
多样化种植系统可以丰富AMF群落,改善土壤酶活性状况,提高土壤微生物群落多样性,提高土壤动物多样性和密度,改变土壤中病原菌群落和功能,控制土传病害的发生,维持土壤健康。
多样化种植系统改善土壤物理特性
多样化种植系统促进土壤生物多样性,提高土壤生物功能
3未来展望
如何利用生态学原理设计更多样化、更有弹性的多样化种植体系发挥其对土壤质量提升的生态功能,如何强化作物多样化之间正的相互作用促进耕地土壤健康,如何处理好多样化种植下农机农艺结合及如何将多样化种植融入到现代集约化的农业生产体系中提升土地生产力,关系到多样化种植在耕地质量提升中发挥更大作用。建议未来应加强以下几个方面的研究和探索:
(1)发展多功能型的多样化种植模式。
(2)完善多样化种植提升耕地质量的理论体系。
(3)建立适应现代农业发展的多样化种植技术体系。
(4)多样化种植模式的可应用性和推广策略。
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