文章信息
文章标题：Conventional and organic farms with more intensive management have lower soil functionality
标题译文：传统和有机农场的管理强度越高，土壤功能越低
发表期刊：Science
在线时间：2025.04.24
第一作者：Sophie Q. van Rijssel, Guusje J. Koorneef
通讯作者：Kyle Mason-Jones
通讯单位：荷兰生态研究所
Oneline：无论是传统农业还是有机农业，随着农业管理强度的增加，土壤多功能性均会降低，土壤有机碳含量和细菌生物量是土壤多功能性的最强预测因子。
研究背景
有机农业通常被认为比传统农业更可持续，但两种农业系统都包含高度多样的管理实践。本研究探讨了在传统和有机农田中，土壤多功能性如何随着农业管理强度的增加而降低。土壤多功能性是指土壤同时执行多种生态功能的能力，这些功能支撑着人类和生态系统的健康。然而，集约化的农业管理可能会减少土壤有机碳（SOC）含量和土壤生物多样性，这两者都是土壤功能的关键决定因素。因此，增加作物产量可能以牺牲土壤多功能性为代价，从而影响土壤健康。本研究旨在检验有机农业是否在土壤多功能性方面优于传统农业，以及农业管理强度是否与土壤多功能性呈负相关。
主要结果
管理强度与土壤多功能性：有机农场的整体管理强度低于传统农场（ANOVA：F1,49 = 14.2, P < 0.001），但有机农场并未在土壤多功能性方面优于传统农场（P > 0.3）。然而，管理强度与土壤多功能性之间存在显著的负相关关系（Spearman r = −0.30, P = 0.028），这一关系在有机农场中更为显著（P = 0.033），但在传统农场中不显著（P = 0.31）。
关键管理措施的影响：减少翻耕频率和增加豆科植物覆盖作物的使用与更高的土壤多功能性相关。具体而言，最后一次翻耕的时间显著提高了土壤多功能性（P < 0.05），尤其是在沙质土壤中。豆科植物覆盖作物的比例也对土壤多功能性有显著影响（P < 0.05），尤其是在沙质土壤中。
土壤有机碳与土壤多功能性：土壤多功能性与16个SOC参数中的8个显著相关，其中与总SOC含量的关系最强（Spearman r = 0.63, Padj < 0.001）。SOC质量参数（如POXC、POMC和MAOMC）也与土壤多功能性显著正相关。然而，SOC的C:N比和热稳定性参数与土壤多功能性无关。总SOC含量是土壤多功能性的最强预测因子，其次是POMC含量。
土壤生物群落与土壤多功能性：土壤多功能性与土壤生物参数（如真菌生物量、线虫丰度和微生物群落的组成、丰富度和多样性）之间没有显著相关性，除了与细菌生物量呈正相关（Spearman r = 0.42, Padj = 0.031），这一关系主要由沙质土壤驱动。
文章图表
图1：荷兰53个农场的管理强度（MI）与土壤多功能性（MF）的关系
图2：各个管理强度指标与土壤多功能性的关系
图3：土壤有机碳参数与土壤多功能性的关系
图4：土壤生物参数与土壤多功能性的关系