b体育在阅读此文之前，麻烦您点击一下“关注”，既方便您进行讨论和分享，又能给您带来不一样的参与感，感谢您的支持。

　　小麦和大麦是北美大平原北部常见的两种谷类作物。在这些小型谷物种植系统中加入其他作物，如豌豆(Pisum Sativum L.)、油菜(Brassica napus L.)或亚麻荠(Camelina sativa L.)，可以改善土壤质量。在小型谷物种植系统中加入油料种子对土壤物理特性的影响知之甚少。

　　我们分析了一项为期8年的旱地研究，该研究采用10种不同的作物种植系统，包括连续春小麦、连续冬小麦、连续大麦、豌豆-春小麦、豌豆-大麦、豌豆-冬小麦、豌豆-大麦-亚麻荠-春小麦、豌豆-大麦-油菜-春小麦、豌豆-冬小麦-亚麻荠-春小麦和豌豆-冬小麦-油菜-春小麦。

　　我们测量了干团聚体稳定性、湿团聚体稳定性、保水性b体育、导水率、容重和总碳。研究结果显示，连续大麦和冬小麦具有较高比例的大型干燥土壤团聚体，而豌豆-大麦-油菜-春小麦和豌豆-春小麦种植系统在0-15厘米深度有更高比例的小聚集体。

　　湿团聚体稳定性、保水性、容重、导水率和土壤碳浓度在0-15厘米深度不受种植系统的影响。这表明，通过在小谷物种植系统中加入油菜籽或亚麻籽籽和豌豆来实现作物的多样化通常不会影响该地区的土壤物理特性。

　　多样化的作物种植系统对维持农业的可持续性至关重要。增加作物的多样性不仅可以改善环境质量和增加粮食产量，还可以更好地适应不断变化的气候条件，如干旱。更加多样化的种植系统可以获得更高的用水效率和粮食产量。

　　它还为农业生产者提供了多种收入来源,增加作物轮作的多样性可以改善土壤健康。土壤团聚体稳定性、保水性和导水率是评估土壤健康的重要指标。

　　在半干旱地区如北美大平原，土壤的蓄水能力和稳定性对小麦和大麦等小粒作物的生长至关重要。

　　该研究建立在一块以前采用连续春小麦和春小麦-红花 (Carthamus tinctorius L.) 免耕种植系统的田地上。

　　建立了连作春小麦、连作冬小麦、连作大麦、豌豆-春小麦、豌豆-冬小麦、豌豆-大麦、豌豆-大麦-亚麻荠-春小麦、豌豆-大麦-油菜-春小麦、豌豆-冬小麦-亚麻荠-春小麦和豌豆-冬小麦-油菜-春小麦。

　　作物在不同时间播种和收获，仅收割了农作物的谷物部分。使用免耕条播机种植所有作物，并针对每种作物和轮作使用适当的除草剂控制杂草。

　　测量土壤湿团聚体稳定性。称出大约 50 g 一定大小组的土壤团聚体。将尺寸等级 8 毫米和 4.75-8 毫米的聚集体放在滤纸上，滤纸放在一组具有 4.75、2、1、0.5 和 0.25 毫米网孔的嵌套筛子上，并浸入容器中装满水。

　　这将聚集体分为不同尺寸等级，通过毛细作用润湿10 分钟。润湿后，湿筛装置以每分钟 35 转的速度运行 10 分钟。将留在每个筛子顶部的样品清洗到预先称重的罐中，并在 105°C 的烘箱中干燥 48 小时。

　　称重后，计算这些土壤团聚体的水稳性团聚体分数、MWD 和 GMD。另外，称出 50 克 0.25-2 毫米和 2-4.75 毫米骨料尺寸等级的骨料。进行相似的分级和处理过程。计算这两种干聚集体尺寸的水稳性聚集体的分数。

　　将土壤样品压碎并过筛。使用比重计法确定粒度分析。在 LECO 总 C/N 分析仪上运行样品，使用干燃烧法在 1300 °C 下测定土壤碳浓度。

　　之前在此位置进行的采样没有发现 0-15 厘米深度的碳酸盐b体育，因此总碳浓度主要是土壤有机碳。

　　使用钙计法对先前收集的样品测定无机碳。有机碳可以通过从总碳浓度中减去无机碳浓度来估算。因为之前从这些地块收集的样品在 0–15 厘米深度没有无机碳。

　　干聚合稳定性受到种植系统和土壤深度的影响。种植系统影响8毫米以上、2-4.75毫米以及0.25毫米以下的骨料比例，干土壤骨料的平均重量直径和风蚀骨料比例。

　　土壤深度影响8毫米以上、4.75-8毫米、2-4.75毫米、0.25-2毫米以及0.25毫米以下的聚集体比例，干土壤聚集体的平均重量直径和几何平均直径，以及风蚀骨料比例。

　　实验也受到重复的影响，影响8毫米以上、4.75-8毫米、0.25-2毫米和0.25毫米以下的聚集体比例，干土壤聚集体平均重量直径和几何平均直径，以及风蚀骨料比例。

　　种植系统和土壤深度的交互作用影响0.25毫米以下的聚集体比例，但不影响其他与干聚集体稳定性相关的土壤特征。

　　在0-7.5厘米深度，豌豆-大麦种植系统的0.25毫米以下聚集体比例最高，而连续冬小麦的最低。在7.5-15厘米深度，0.25毫米以下的聚集体比例不受种植系统影响。

　　在两个土壤深度，连播大麦和连播冬小麦的8毫米以上聚集体比例高于其他种植系统。豌豆-冬小麦-亚麻荠-春小麦种植系统的2-4.75毫米聚集体比例高于连续大麦和连续冬小麦种植系统。

　　另外，冬小麦和大麦连作系统的干土团聚体平均重量直径高于其他八个种植系统。

　　湿聚合稳定性不受耕作制度和耕作制度与深度的交互作用影响，但受土壤深度影响。重复不影响任何大小的水稳性聚集体比例或湿土壤聚集体的几何平均直径和平均重量直径。水稳性聚集体比例在0-7.5和7.5-15厘米深度分别为0.71和0.61。

　　另外b体育，湿土壤团聚体的平均重量直径和几何平均直径值在0-7.5厘米深度高于7.5-15厘米深度。在4.75-8毫米和8毫米以上聚集体大小中，湿土壤聚集体的平均重量直径在0-7.5厘米深度为5.26毫米，在7.5-15厘米深度为2.82毫米。

　　湿土壤聚集体的几何平均直径在0-7.5厘米深度为3.15毫米，在7.5-15厘米深度为1.31毫米，这是种植系统的平均值。

　　保水曲线参数、导水率、van Genuchten 拟合参数和堆积密度随深度变化。无论是种植系统还是种植系统与深度的交互作用，都不影响本研究中测量的任何土壤水力特性。

　　在125-200 hPa的pF范围内，春小麦-豌豆轮作的导水率往往高于7.5-15 cm 深度的其他五个轮作。另外b体育，在7.5-15 cm 深度，豌豆-大麦-亚麻荠-春小麦轮作保留的水分少于其他春小麦种植系统，尽管数据变化较大。

　　土壤碳浓度受深度和复制的影响，但不受种植系统或种植系统与深度的交互作用的影响。0-7.5 cm 深度的碳浓度为1.58%，7.5-15 cm 深度的碳浓度为1.13%。

　　淤泥和粘土的百分比受深度影响，但其他交互作用不影响土壤中的沙、淤泥或粘土的百分比。0-7.5 cm 深度含砂量为34%，7.5-15 cm 深度含砂量为33%。粉砂在0-7.5 cm 深度为42%，7.5-15 cm 深度为39%。粘土在0-7.5 cm 深度为24%，7.5-15 cm 深度为28%。

　　当种植系统发生变化时，土壤有机碳浓度可能导致土壤物理特性变化。只有湿团聚体稳定性的土壤特性(部分水稳团聚体，4.75-8 mm 和8 mm湿土团聚体)与土壤碳含量正相关，但干团聚体稳定性(干土的MWD和GMD直径)与土壤碳浓度负相关。

　　一般来说，除了干团聚体稳定性外，种植制度对土壤物理性质没有任何显着影响。这些发现表明，在NGP的小麦或大麦种植系统中增加额外的作物不会对湿聚集体稳定性、保水性和水力传导率产生任何负面影响。

　　这表明增加NGP种植系统的多样性不会影响水渗透和储存在土壤中的能力。这对于土壤储存NGP地区发生的有限且不一致的降水的能力很重要。

　　这些发现表明，在小麦或大麦种植系统中增加作物不会对重要的土壤物理特性产生负面影响，因此有利于该地区的农业生产者。

　　我们的研究结果与我们的最初假设相悖。这可能是因为不同种植系统的土壤碳含量没有差异。另外，土壤块和深度往往比种植系统对许多土壤特性有更大的影响，这可能掩盖了种植系统之间的差异。

　　只有干湿团聚体稳定性与土壤碳含量相关。湿团聚稳定性与碳含量正相关，而干团聚稳定性与碳含量负相关。这可能是因为0-7.5厘米深度的碳含量高于7.5-15厘米深度。

　　干团聚体稳定性受种植系统的影响。与含有豌豆和油料种子的种植系统相比，连续的冬小麦和大麦轮作中的干团聚体尺寸分布可能更高，因为表面有更多残留物。

　　较高的干团聚体稳定性表明土壤通常不易受到风蚀，这在NGP等强风地区是可取的。虽然豌豆-春小麦和豌豆-大麦-油菜-春小麦种植系统对风蚀的敏感性增加，但8年后土壤碳含量、湿团聚稳定性、保水性和导水率并未发生变化。

　　我们的研究与其他研究一致，这些研究发现在比较不同的小谷物种植系统时，湿团聚体稳定性、容重、导水率和土壤保水性没有差异。

　　在大多数情况下，美国和加拿大大平原地区的小麦和大麦种植多样化并没有改善土壤有机碳、团聚体稳定性、导水率和保水性，这可能与土壤质地和年平均温度有关。

　　长期研究发现，在北美大草原地区增加种植系统的多样性对土壤团聚体稳定性、密度、导水率、保水性和有机碳浓度的影响很小。

　　将双低油菜和亚麻荠这两种油料作物加入小麦轮作系统中，对这些土壤特性没有产生负面影响，但也没有改善这些特征。这一发现很重要，因为在小麦或大麦种植系统中引入油菜、亚麻荠和豌豆，不会对土壤物理质量的关键指标产生不利影响。

　　研究结果表明，拥有更加多样化的农作物种植系统可以提供更持久的收入来源，并改善环境质量，而不会对土壤物理特性和土壤有机碳含量产生不利影响。

　　为了让多样化的小麦种植系统产生效益，可能需要比本研究的8年更长的时间，以显现出不同种植系统之间的差异。北美大草原地区的年降水量和作物残茬产量变化很大b体育，这可能会导致土壤特性的变化缓慢。

　　在该地区，8年后的作物轮作多样性对土壤物理特性的影响很小。更长期的研究可能需要更好地了解小麦或大麦与油料作物和豌豆轮作是否会对本研究考虑的土壤物理特性产生任何好处。

　　参考文献【1】田中，DL；克鲁宾斯基，JM；美林，SD；马萨诸塞州李比希；Hanson, JD 大平原北部可持续作物生产的动态种植系统.阿格隆.J. 2007 , 99 , 904–911.【2】马尔希，党卫军；红磨坊，；上午约翰斯顿；Kutcher, HR 耕作和作物轮作对萨斯喀彻温省东北部黑黑钙土土壤物理特性、有机碳和氮的短期和长期影响.能.J. 土壤科学。 2008 , 8 , 273–282.【3】卡伦，DL；赫尔利，EG；安德鲁斯，党卫军；加利福尼亚州坎巴德拉；温顺，DW；医学博士达菲；Mallarino, AP 作物轮作对北部三个玉米/大豆带位置土壤质量的影响.阿格隆.J. 2006 , 98 , 484–495.【4】马斯里，Z。Ryan, J. 地中海小麦轮作试验中的土壤有机质和相关物理特性.土壤耕作研究.2008 , 87 , 146–154.