健康土壤培育與實(shí)踐指南：健康土壤的生態(tài)管理

導(dǎo)言 1
第一篇　有機(jī)質(zhì)：健康土壤的核心
第一章　健康的土壤 10
1.1　土壤是由什么組成的？ 11
1.2　您想要什么樣的土壤？ 13
1.3　土壤的性質(zhì)和培育 14
1.4　土壤是如何退化的？ 15
1.5　如何建立一個(gè)健康優(yōu)質(zhì)的土壤？ 16
1.6　土壤健康、植物健康和人類健康 18
1.6.1　營(yíng)養(yǎng)元素缺乏 18
1.6.2　元素毒害 19
1.6.3　人類健康 19
1.7　更廣闊的視野 20
參考文獻(xiàn) 20
第二章　有機(jī)質(zhì)：它是什么，為什么如此重要 22
2.1　為什么土壤有機(jī)質(zhì)如此重要 26
2.1.1　植物營(yíng)養(yǎng) 28
2.1.2　土壤生物的有益作用 30
2.1.3　土壤耕性 31
2.1.4　防止土壤酸化的措施 32
2.1.5　刺激根系發(fā)育 33
2.1.6　讓土壤變黑 33
2.1.7　防止有害化學(xué)物質(zhì) 33
2.2　有機(jī)質(zhì)與自然循環(huán) 34
2.2.1　碳循環(huán) 34
2.2.2　氮循環(huán) 36
2.2.3　水循環(huán) 38
2.3　總結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 39
第三章　土壤有機(jī)質(zhì)含量 40
3.1　自然因素 42
3.1.1　溫度 42
3.1.2　降雨 42
3.1.3　土壤質(zhì)地 42
3.1.4　土壤排水與景觀位置 43
3.1.5　植被類型 43
3.1.6　酸性土壤 44
3.2　人類活動(dòng)影響 44
3.2.1　耕作活動(dòng) 45
3.2.2　作物輪作和覆蓋作物 46
3.2.3　氮肥的施用 47
3.2.4　有機(jī)改良劑的使用 48
3.3　土壤有機(jī)質(zhì)分布 48
3.3.1　隨土壤深度的變化 48
3.3.2　團(tuán)聚體的內(nèi)部和外部 48
3.4　活性有機(jī)質(zhì)與惰性有機(jī)質(zhì) 49
3.5　“活的”有機(jī)質(zhì)含量 50
3.6　多少有機(jī)質(zhì)才足夠？ 51
3.7　有機(jī)質(zhì)和作物系統(tǒng) 52
3.8　提高和維持土壤有機(jī)質(zhì)水平的動(dòng)態(tài)變化 53
3.8.1　初始點(diǎn) 53
3.8.2　添加有機(jī)質(zhì) 54
3.8.3　有機(jī)質(zhì)的平衡水平 55
3.9　附錄 57
參考文獻(xiàn) 58
第四章　生命之土 60
4.1　土壤微生物 61
4.1.1　細(xì)菌 62
4.1.2　真菌 64
4.1.3　藻類 66
4.1.4　原生動(dòng)物 67
4.2　小型和中型的土壤動(dòng)物 67
4.2.1　線蟲(chóng) 67
4.2.2　蚯蚓 68
4.2.3　昆蟲(chóng)和其他小型中型土壤動(dòng)物 69
4.3　大型土壤動(dòng)物 69
4.4　植物根系 70
4.5　生物多樣性、豐度、活性和平衡 71
4.6　總結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 73
第二篇　物理性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)
第五章　土壤顆粒、水和空氣 76
5.1　質(zhì)地—一種基本的土壤特性 77
5.2　水分和通氣 78
5.3　有效水和根系生長(zhǎng) 80
5.4　滲透與徑流 81
5.5　土壤水分和團(tuán)聚作用 82
5.6　來(lái)自天際：氣候影響土壤過(guò)程 84
參考文獻(xiàn) 85
第六章　土壤退化：侵蝕、壓實(shí)和污染 86
6.1　侵蝕 87
6.1.1　水蝕 87
6.1.2　風(fēng)蝕 88
6.1.3　滑坡 89
6.1.4　耕作侵蝕 90
6.2　土壤耕性和壓實(shí) 91
6.2.1　淺層壓實(shí) 91
6.2.2　底土壓實(shí) 93
6.3　壓實(shí)的后果 96
6.4　植物最佳生長(zhǎng)的水分范圍 97
6.5　土壤化學(xué)污染 98
6.5.1　鹽土和鹽堿土 98
6.5.2　其他類型的化學(xué)污染 100
6.6　總結(jié) 101
參考文獻(xiàn) 101
第七章　碳和養(yǎng)分循環(huán)和流動(dòng) 102
7.1　歷史上碳和養(yǎng)分流動(dòng)變化 103
7.2　人類活動(dòng)造成的土壤中碳和養(yǎng)分濃度 105
7.3　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的循環(huán)和流動(dòng) 106
7.4　農(nóng)場(chǎng)規(guī)模的流動(dòng)模式 107
7.5　大尺度流動(dòng)模型 112
7.6　總結(jié) 115
參考文獻(xiàn) 115
第三篇　從生態(tài)角度管理土壤
第八章　土壤健康、植物健康和病蟲(chóng)害 118
8.1　土壤性質(zhì)及其相互關(guān)系 118
8.2　農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)原理 119
8.3　生態(tài)作物與土壤管理 122
8.3.1　地上生境管理 123
8.3.2　地下生境管理 124
8.4　植物防御、管理實(shí)踐與病蟲(chóng)害 125
8.5　接種有益生物 129
8.6　總結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 130
第九章　管理優(yōu)質(zhì)土壤：專注于有機(jī)質(zhì)管理 131
9.1　有機(jī)質(zhì)管理 132
9.1.1　使用有機(jī)物質(zhì) 134
9.1.2　殘留物特性對(duì)土壤的影響 138
9.1.3　不同類型農(nóng)場(chǎng)的有機(jī)質(zhì)管理 143
9.2　保持土壤生物多樣性 145
9.3　有機(jī)質(zhì)管理之外的措施 145
9.4　總結(jié) 146
參考文獻(xiàn) 146
案例研究　Bob Muth，新澤西州格洛斯特縣 148
第十章　覆蓋作物 151
10.1　覆蓋作物的好處 152
10.1.1　有機(jī)質(zhì) 153
10.1.2　有益生物 153
10.2　覆蓋作物類型 154
10.2.1　豆類 154
10.2.2　冬季一年生豆類 157
10.2.3　夏季一年生豆類 159
10.2.4　兩年生和多年生豆科植物 160
10.2.5　禾本科類 161
10.2.6　其他作物 163
10.3　覆蓋作物管理 165
10.3.1　覆蓋作物混種 166
10.3.2　覆蓋作物和氮 166
10.3.3　種植 167
10.3.4　覆蓋作物滅茬 171
10.3.5　管理注意事項(xiàng) 171
參考文獻(xiàn) 172
案例研究　Gabe Brown，北達(dá)科他州  俾斯麥 174
第十一章　種植制度多樣化 176
11.1　為什么要輪作? 177
11.2　輪作和土壤有機(jī)質(zhì)水平 178
11.3　殘?bào)w的利用 180
11.4　物種豐富度和活躍生根期 180
11.5　輪作與水質(zhì)和氮素氣態(tài)的損失 181
11.6　農(nóng)場(chǎng)勞動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)學(xué) 182
11.7　一般原則 183
11.8　輪作示例 185
11.9　復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng) 190
11.9.1　植物籬農(nóng)作 190
11.9.2　其他農(nóng)林業(yè)實(shí)踐 192
11.10　總結(jié) 193
參考文獻(xiàn) 193
案例研究　Celia Barss，佐治亞州雅典 196
第十二章　農(nóng)牧結(jié)合 200
12.1　農(nóng)牧結(jié)合的類型 201
12.2　糞肥 202
糞肥類型 202
12.3　糞肥處理系統(tǒng) 203
12.3.1　固體、液體或堆肥 203
12.3.2　糞肥的儲(chǔ)存 204
12.4　糞肥的化學(xué)特性 204
12.5　施肥對(duì)土壤的影響 206
對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響 206
12.6　糞肥施用 208
12.6.1　施用量 208
12.6.2　施用方法 209
12.6.3　施用時(shí)間 210
12.7　糞肥中的有效養(yǎng)分 211
12.8　放牧 212
12.9　糞肥施用的潛在問(wèn)題 215
12.9.1　營(yíng)養(yǎng)失衡和積累 215
12.9.2　養(yǎng)分的輸入與輸出 216
12.9.3　放牧造成的養(yǎng)分損失 217
12.10　總結(jié) 217
參考文獻(xiàn) 218
案例研究　Darrell Parks，堪薩斯州  曼哈頓 219
第十三章　堆肥制作和施用 221
13.1　制作堆肥 222
13.1.1　常見(jiàn)和不常見(jiàn)的原料 222
13.1.2　堆肥位置和尺寸 224
13.1.3　水分 225
13.1.4　監(jiān)控和翻堆 225
13.1.5　控制病原體 227
13.1.6　腐熟階段 228
13.2　其他堆肥技術(shù) 228
13.3　堆肥的應(yīng)用 229
13.4　堆肥的優(yōu)點(diǎn) 231
13.5　總結(jié) 233
參考文獻(xiàn) 233
案例研究　Cam Tabb，西弗吉尼亞州卡尼斯維爾 235
第十四章　減少?gòu)搅骱颓治g 238
14.1　“可容忍”的土壤流失 240
14.2　異位效應(yīng) 241
14.3　應(yīng)對(duì)徑流和侵蝕問(wèn)題 242
14.3.1　少耕 243
14.3.2　植物殘?bào)w的意義及其他用途 243
14.3.3　覆蓋作物 244
14.3.4　多年生輪作作物 245
14.3.5　添加有機(jī)物質(zhì) 245
14.3.6　水土保持的其他措施和工程措施 246
參考文獻(xiàn) 248
第十五章　土壤壓實(shí) 250
15.1　不同壓實(shí)類型的診斷 251
15.1.1　地表封閉和結(jié)皮 251
15.1.2　表層壓實(shí) 252
15.1.3　底土壓實(shí) 253
15.2　緩解和防止壓實(shí) 254
15.3　總結(jié) 261
參考文獻(xiàn) 261
第十六章　保護(hù)性耕作 262
16.1　耕作制度 265
16.1.1　常規(guī)耕作 268
16.1.2　限制性耕作制度 271
16.2　哪種耕作制度適合您的農(nóng)場(chǎng)？ 275
16.2.1　輪作耕作制度 276
16.2.2　現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間安排 277
16.3　總結(jié) 278
參考文獻(xiàn) 278
案例研究　Steve Groff，賓夕法尼亞州蘭開(kāi)斯特縣 279
第十七章　水分管理：灌溉和排水 281
17.1　灌溉 283
17.1.1　地表水源 283
17.1.2　地下水 285
17.1.3　再生廢水和脫鹽海水 286
17.1.4　灌溉方法 286
17.1.5　環(huán)境問(wèn)題和管理措施 288
17.1.6　農(nóng)場(chǎng)層面的灌溉管理 290
17.2　排水 293
17.2.1　排水的好處 294
17.2.2　排水系統(tǒng)類型 295
17.2.3　排水問(wèn)題 297
17.3　總結(jié) 299
參考文獻(xiàn) 299
第十八章　養(yǎng)分管理：簡(jiǎn)介 301
18.1　基線：養(yǎng)分與植物健康、病蟲(chóng)害、收益和環(huán)境 302
18.2　有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的有效性 303
18.3　改善農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)分循環(huán) 304
18.4　使用肥料和改良劑 307
18.4.1　養(yǎng)分來(lái)源：化肥與有機(jī)肥 307
18.4.2　商品肥料來(lái)源的選擇 310
18.4.3　使用方法和時(shí)間 311
18.4.4　耕作與肥力管理：要合并還是不合并？ 313
參考文獻(xiàn) 314
第十九章　氮磷管理 315
19.1　氮和磷的管理 318
19.1.1　評(píng)估養(yǎng)分有效性 319
19.1.2　估算作物氮需求的固定和適應(yīng)性方法 321
19.1.3　季末評(píng)估 322
19.2　規(guī)劃氮和磷管理 322
19.2.1　減少氮和磷損失 325
19.2.2　養(yǎng)分供需平衡 330
19.2.3　利用有機(jī)磷和鉀資源 330
19.2.4　管理高磷土壤 330
19.3　總結(jié) 332
參考文獻(xiàn) 332
第二十章　其他肥力問(wèn)題：養(yǎng)分、CEC、酸堿度 334
20.1　其他養(yǎng)分 334
20.2　陽(yáng)離子交換量（CEC）管理 338
20.3　土壤酸度 339
20.3.1　背景 339
20.3.2　酸性土壤改良 341
20.4　堿土和鹽土的修復(fù) 343
參考文獻(xiàn) 344
第二十一章　最大化利用常規(guī)土壤和植物分析結(jié)果 346
21.1　土樣采集 347
21.2　測(cè)土施肥的準(zhǔn)確性 348
21.3　土壤檢測(cè)的困惑 349
21.3.1　不同的實(shí)驗(yàn)室程序 349
21.3.2　以不同的方式給出土壤檢測(cè)報(bào)告 350
21.3.3　不同的推薦系統(tǒng) 350
21.3.4　植物組織檢測(cè) 353
21.3.5　您應(yīng)該怎么做？ 353
21.4　土壤氮素檢測(cè) 355
21.5　傳感和建模檢測(cè)氮缺乏 356
21.6　土壤磷檢測(cè) 358
21.7　土壤有機(jī)質(zhì)檢測(cè) 359
21.8　土壤pH值、石灰需求量的檢測(cè) 359
21.9　土壤檢測(cè)結(jié)果解釋 359
21.10　調(diào)整土壤檢測(cè)建議 369
21.11　調(diào)整施肥量 370
21.12　管理田間養(yǎng)分變異 371
21.13　測(cè)試高架溫室栽培土壤 372
21.14　無(wú)土壤測(cè)試下的營(yíng)養(yǎng)推薦 372
21.15　總結(jié) 373
21.16　附錄：基礎(chǔ)陽(yáng)離子飽和比 374
參考文獻(xiàn) 375
第二十二章　城市農(nóng)場(chǎng)、花園以及綠地土壤 377
22.1　城市土壤的共同挑戰(zhàn) 378
22.2　土壤污染物測(cè)試 381
22.3　土壤修復(fù)策略 382
22.4　城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施 385
22.4.1　土壤修復(fù)措施 385
22.4.2　特殊的混合土壤和行道樹(shù) 386
22.5　其他建筑方面的考慮 387
22.6　總結(jié) 389
參考文獻(xiàn) 389
案例研究　城市經(jīng)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)，加利福尼亞州  奧克蘭 390
第四篇　綜合考量
第二十三章　您的土壤有多好——土壤健康的田間和實(shí)驗(yàn)室評(píng)估 394
23.1　田間觀察 395
23.2　田間指標(biāo) 396
23.3　實(shí)驗(yàn)室土壤健康檢測(cè) 402
23.3.1　綜合土壤檢測(cè) 402
23.3.2　微生物土壤檢測(cè) 405
23.4　總結(jié) 406
參考文獻(xiàn) 407
第二十四章　綜合考量 408
24.1　普適性方法 410
24.2　對(duì)您的農(nóng)場(chǎng)來(lái)說(shuō)意義在哪里？ 412
24.3　消減土壤障礙的措施 412
24.3.1　糧食作物農(nóng)場(chǎng) 415
24.3.2　種養(yǎng)一體化 416
24.3.3　蔬菜農(nóng)場(chǎng) 416
24.3.4　水果農(nóng)場(chǎng)和園林綠化 418
24.4　后記 418
詞匯表 419
附錄：?jiǎn)挝粨Q算 426
索引 427