健康土壤培育與實踐指南：健康土壤的生態管理(原著第四版)（簡體書）

《健康土壤培育與實踐指南—健康土壤的生態管理》不僅對土壤健康的各種構建方法進行了詳細的闡述，而且列舉了許多具體案例，為土壤健康的構建給出了大量的實踐方法。本書旨在讓讀者全面了解土壤健康的重要性，並提出有益於生態環境保育的措施，以幫助維護和培育健康的土壤。值得一提的是，本書並不是簡單地針對某種問題給出具體化的普適性建議，而是教導人們如何通過分析土壤狀態、全面掌握和了解土壤的有關信息，然後根據土壤特性和相關管理措施的優缺點，結合當地的實際情況，讓讀者通過自己的思考與探索來得出一個最佳答案。
本書從理論到實踐都用通俗的語言給予了最深刻、最全面的描述，是長期工作在農業生產第一線的廣大農業科技研究和推廣人員，農場（畜禽養殖場）的工人和技術人員，大學和其他研究機構有關專業的學生、教師和研究人員都可學習與參考的一本實用性工具書。

弗雷德·馬格多夫（Fred Magdoff），佛蒙特大學（University of Vermont）植物和土壤科學的名譽教授，也是康奈爾大學（Cornell University）的兼職教授。他擔任佛蒙特大學植物和土壤科學系主任達八年之久，而後二十年擔任美國農業部可持續農業研究與教育（SARE）計劃的東北12個州的協調員。他還是美國農藝學會的會員。他從事的研究領域覆蓋土壤中氮和磷的測試，肥料對土壤特性和農作物產量的影響，土壤pH值緩衝，以及許多其他與土壤健康有關的問題。他和他的妻子住在佛蒙特州的伯靈頓和弗萊徹，有一個大花園，養了一條狗、兩只貓，偶爾還養一群雞和一小群肉牛。

哈羅德·範·埃斯（Harold van Es），康奈爾大學土壤科學教授，曾擔任作物與土壤科學系主任。他出生於荷蘭阿姆斯特丹，後移居美國攻讀研究生，一直從事科學研究。他目前的研究重點是土壤健康、數字農業和環境統計。他是廣泛使用的土壤健康綜合評價（CASH）土壤健康測試技術共同開發者之一，也是Adapt-N技術的主要發明者，該技術已成功商業化，並在杜蘭減氮挑戰賽中獲得了100萬美元的獎金。他是美國土壤科學學會2016年的主席，也是該學會的會員，還是美國農學學會的會員。他和他的妻子住在紐約州蘭辛市，有三個孩子。
譯者簡歷

陳能場，1966年8月生，廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員。1991年中國科學院南京土壤研究所理學碩士，2000年日本鹿兒島大學農學博士。1995年、2002年先後在香港科技大學研究中心、日本名城大學先端技術研究中心、香港城市大學生物及化學系工作。2002年5月至2004年4月於日本鹿兒島大學任日本學術振興會外國人特別研究員，2004年作為高級人才被引進到廣東省科學院生態環境與土壤研究所工作。
九三學社第十四屆中央委員會科普工作委員會委員，中國土壤學會土壤科普工作委員會主任，廣東省土壤學會科普工作委員會主任，廣東省老科協科普工作委員會主任，中國科協環境生態領域首席科學傳播專家，農業農村部耕地質量建設專家指導組成員，廣東省第十二屆、十三屆人大常委會環保咨詢專家，阿拉善SEE第一、二屆科學顧問委員會委員。2018年被授予“廣東省十大科學傳播達人”稱號，作為負責人運行微信公眾號“土壤觀察”“土壤家”“環境與健康觀察”，環保公益歌曲《我們的土壤》歌詞作者之一。
主要研究方向包括重金屬的根-土界面行為，植物葉片的氮素損失，土壤重金屬污染控制與修復，土壤污染-糧食安全-人體關係鏈條解析。

張俊伶，1970年11月生，中國農業大學資源與環境學院教授，博士生導師。1996年中國農業大學農學碩士，德國霍恩海姆大學植物營養所博士，曾訪問美國哈佛大學、印第安納大學以及荷蘭瓦格寧根大學等。中國土壤學會土壤健康工作組組長、中國菌物學會內生菌和菌根真菌專業委員會主任等。
主要從事土壤健康和根際微生物相關的研究工作。在土壤健康和資源可持續利用、微生物多樣性和生態功能、土壤生物肥力、菌根真菌生理生態以及生物肥料等方面開展了大量的研究工作。主編《植物營養學》本科生教材。
吳家強，男，漢族，1968年4月出生，廣東江門人，華南農業大學本科，清華大學EMBA。1996年5月加入九三學社，現任九三學社科技創新小組副組長、高級農藝師、江門市十大農業名家、江門市高層次人才和政府鄉村振興智庫中心專家庫咨詢類專家；江門市新型職業農民協會副會長、廣東省肥料協會水溶肥料專業委員會主任，廣東省土壤學會科普工作委員會副主任委員。2003年創辦廣東杰士農業科技有限公司以來，一直致力於推廣健康種植的創新技術和產品，2012年在中國農業科技出版社率先出版《作物健康理療技術在中國探索》，推動生物刺激物在中國的發展，並與國內外多家生物刺激物知名企業（如義大利VALAGRO和西班牙LALLMAND公司等）和研究機構（中國科學院、華南農大等）建立緊密合作，構建極具市場競爭力的作物健康種植整體解決方案產品系列，其中“烏金綠”有機水溶肥品牌在2021年還成功入選中國農業推廣中心 “減肥減藥”項目推薦產品名錄，新開發的“土貝康”根區微生態激活劑參加2022年中國創新創業大賽江門生物醫藥組預賽一等獎。企業每年服務華南區域的經作推廣面積約1000萬畝，並為社會培養了100多名農業專業人才，並與全國多位優秀的同行合作探索推廣數字化互聯網創新高效的種植技術服務模式，企業20年來專注健康種植技術服務成績突出，在2022年入選成為首批中國農業服務聯盟會員。

李穎，博士，副研究員，大自然保護協會（TNC）中國農業總監，巴黎氣候峰會“千分之四”減排倡議工作組成員，NatureNet科學獎學金合作研究導師。荷蘭瓦格寧根大學植物生物技術碩士和病害流行學博士。現在TNC主持研究並推動應對氣候變化的可持續農業發展，搭建多利益相關方合作平臺，通過推廣再生農業（Regenerative Agriculture）措施等良好農田管理實踐提高農田土壤健康和生物多樣性保護，推動農田固碳減排措施的應用，加強糧食和營養安全、建設應對氣候的彈性農業體系和保護水質，為全球可持續發展目標（SDGs）提供基於自然的解決方案（Nature-based Solution NbS），為農戶持續增收和農業生產力可持續發展服務。李穎曾在中國農業科學院和跨國食品企業主持科學研究工作，在生物技術、農田病蟲害流行防治、農產質量量安全、食品安全管理和可持續采購供應鏈方面擁有豐富的科學知識和應用推廣經驗。主持及參與了國家自然科學基金、農業農村部國家專項、科技部國際合作重大項目等研究，牽頭並參與多個企業研發和初創企業核心技術定位項目，發表學術論文30余篇，已出版多部著作並獲得多項研發專利。

1.國外經典著作。
2.健康土壤培育實踐方案。

譯者前言
一切植物所賴以生存的正是我們腳下的這片土壤，植物的生長狀況與土壤的健康狀況是密不可分的。雖然人們早就意識到肥沃的土壤可以帶來高產的作物，也明白耕作、灌溉、施肥對作物生長發育的重要性。但是僅此而已是遠遠不夠的，為了可持續發展的農業、為了更好地保護環境並減少能源的消耗，人們應該加深對土壤本身，以及土壤狀態和作物生長發育之間關係的了解。這也是譯者們翻譯本書的出發點——為了讓更多的人對土壤有更深刻的認識。
在世界範圍內，尤其是在我國，人們對健康土壤管理措施重視度還遠遠不夠。人們想當然地將土壤視為沒有生命的物質，因此只重視了對作物的田間管理而忽略了如何讓土壤更具有活力，變得更健康。然而，從某種意義上來說，土壤是一種緩慢燃燒其生命力來滋養人類的不可再生資源。從第一次刀耕火種開始，人類就走上了不斷開發土壤生命力的道路。幾千年過去，許多土壤的生命力被耗盡或正在耗盡，可怕的是，人類根本沒意識到這件事的發生與糧食安全息息相關。一旦土壤的生命力被耗盡，其對人類造成的損失將不可估量，好在，土壤生命力是可以被重新激活的。所以，在研究各種耐幹旱作物、耐鹽堿作物等各種適應極端土壤條件作物的同時，也不能忘了對土壤的健康管理。
“工欲善其事必先利其器”。本書的作用就是為所有想改善土壤健康狀態的人們提供一個強有力的工具，當然，也是思想與知識的利器。只有先了解土壤、了解“健康”土壤的特性，才能更好地開展工作，生產出更健康的食物。本書的前兩個部分細致介紹了土壤的重要性和健康土壤的標準，並從多個角度介紹了土壤的健康狀況是如何影響作物的生長發育過程的。
世界各地的土壤狀況紛繁多樣，由於氣候、環境、地勢和人文因素的影響，針對土壤的健康狀態無法給出一個絕對統一的標準。同樣，針對同一個土壤問題也無法給出一個絕對有效的統一措施。因此，想要改善土壤健康條件，就需要在充分了解土壤各種性質的情況下因地制宜，選擇出最適合土壤改良的綜合管理措施。正所謂“授之以魚不如授之以漁，”本書的後兩個部分正是那柄魚竿，主要描述了一些有效的土壤改良措施並給出了案例分析教導人們如何針對土壤的狀態來進行改良措施的實施。尤其是在第四部分中強調了對土壤健康狀態評估的重要性和如何綜合利用多種土壤管理措施，給所有讀者以實際的操作建議。
本書由兩位美國著名的土壤科學家和實踐家完成，並和農民的切身經歷相聯繫。深入淺出地介紹了如何通過對土壤的健康管理來提高作物的健康狀態，無論是從學術性角度還是從實用性角度而言，都是一本土壤健康方面的佳作。
本書是原著《Building Soils for Better Crops：Ecological Management for Healthy Soils》第四版，是在第三版的基礎上全面改版的一本新作。為了方便讀者進一步了解，在必要之處進行了腳注注釋，並在附錄增加了單位換算，同時保留了第三版的詞匯注釋；隨後，陳能場博士的恩師——中國科學院南京土壤研究所陳懷滿研究員又逐字逐句地進行校對，並為本書撰寫了譯序；中國科學院城市環境研究所朱永官院士一直倡導“培育健康土壤，發展健康農業，支撐健康中國”，非常熱心地為本書寫序；本書闡述土壤健康的各種培育方法，堪稱《耕作革命》一書的延伸，該書的主譯者中國科學院南京地理與湖泊研究所所長張甘霖研究員也欣然為本書寫了熱情洋溢的序言，在第四版翻譯完成後，張福鎖院士也欣然作序，這些序言更加凸顯本書的價值。在此譯者們衷心感謝陳懷滿研究員、張福鎖院士、朱永官院士和張甘霖研究員對本書所做的肯定和貢獻。此外，廣東省科學院生態環境與土壤研究所何小霞高級工程師協助校對了部分章節，在此致謝。
由於團隊成員知識有限，翻譯能力有待提高，時間倉促，如發現書中內容有不妥之處，請各位讀者提出寶貴意見，共同學習，共同為土壤健康努力！

陳能場　廣東省科學院生態環境與土壤研究所
張俊伶　中國農業大學資源與環境學院
吳家強　廣東杰士農業科技有限公司
李　穎　大自然保護協會（TNC）中國農業
2023年10月

導言 1

第一篇　有機質：健康土壤的核心
第一章　健康的土壤 10
1.1　土壤是由什麼組成的？ 11
1.2　您想要什麼樣的土壤？ 13
1.3　土壤的性質和培育 14
1.4　土壤是如何退化的？ 15
1.5　如何建立一個健康優質的土壤？ 16
1.6　土壤健康、植物健康和人類健康 18
1.6.1　營養元素缺乏 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 20

第二章　有機質：它是什麼，為什麼如此重要 22
2.1　為什麼土壤有機質如此重要 26
2.1.1　植物營養 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　刺激根系發育 33
2.1.6　讓土壤變黑 33
2.1.7　防止有害化學物質 33
2.2　有機質與自然循環 34
2.2.1　碳循環 34
2.2.2　氮循環 36
2.2.3　水循環 38
2.3　總結 38
參考文獻 39

第三章　土壤有機質含量 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　人類活動影響 44
3.2.1　耕作活動 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　有機改良劑的使用 48
3.3　土壤有機質分布 48
3.3.1　隨土壤深度的變化 48
3.3.2　團聚體的內部和外部 48
3.4　活性有機質與惰性有機質 49
3.5　“活的”有機質含量 50
3.6　多少有機質才足夠？ 51
3.7　有機質和作物系統 52
3.8　提高和維持土壤有機質水平的動態變化 53
3.8.1　初始點 53
3.8.2　添加有機質 54
3.8.3　有機質的平衡水平 55
3.9　附錄 57
參考文獻 58

第四章　生命之土 60
4.1　土壤微生物 61
4.1.1　細菌 62
4.1.2　真菌 64
4.1.3　藻類 66
4.1.4　原生動物 67
4.2　小型和中型的土壤動物 67
4.2.1　線蟲 67
4.2.2　蚯蚓 68
4.2.3　昆蟲和其他小型中型土壤動物 69
4.3　大型土壤動物 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 73
參考文獻 73

第二篇　物理性質和營養循環
第五章　土壤顆粒、水和空氣 76
5.1　質地—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 80
5.4　滲透與徑流 81
5.5　土壤水分和團聚作用 82
5.6　來自天際：氣候影響土壤過程 84
參考文獻 85

第六章　土壤退化：侵蝕、壓實和污染 86
6.1　侵蝕 87
6.1.1　水蝕 87
6.1.2　風蝕 88
6.1.3　滑坡 89
6.1.4　耕作侵蝕 90
6.2　土壤耕性和壓實 91
6.2.1　淺層壓實 91
6.2.2　底土壓實 93
6.3　壓實的後果 96
6.4　植物最佳生長的水分範圍 97
6.5　土壤化學污染 98
6.5.1　鹽土和鹽堿土 98
6.5.2　其他類型的化學污染 100
6.6　總結 101
參考文獻 101

第七章　碳和養分循環和流動 102
7.1　歷史上碳和養分流動變化 103
7.2　人類活動造成的土壤中碳和養分濃度 105
7.3　現代農業中的循環和流動 106
7.4　農場規模的流動模式 107
7.5　大尺度流動模型 112
7.6　總結 115
參考文獻 115

第三篇　從生態角度管理土壤
第八章　土壤健康、植物健康和病蟲害 118
8.1　土壤性質及其相互關係 118
8.2　農業生態學原理 119
8.3　生態作物與土壤管理 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、管理實踐與病蟲害 125
8.5　接種有益生物 129
8.6　總結 129
參考文獻 130

第九章　管理優質土壤：專注於有機質管理 131
9.1　有機質管理 132
9.1.1　使用有機物質 134
9.1.2　殘留物特性對土壤的影響 138
9.1.3　不同類型農場的有機質管理 143
9.2　保持土壤生物多樣性 145
9.3　有機質管理之外的措施 145
9.4　總結 146
參考文獻 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　有機質 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 171
參考文獻 172
案例研究　Gabe Brown，北達科他州 俾斯麥 174

第十一章　種植制度多樣化 176
11.1　為什麼要輪作? 177
11.2　輪作和土壤有機質水平 178
11.3　殘體的利用 180
11.4　物種豐富度和活躍生根期 180
11.5　輪作與水質和氮素氣態的損失 181
11.6　農場勞動力和經濟學 182
11.7　一般原則 183
11.8　輪作示例 185
11.9　復合農林系統 190
11.9.1　植物籬農作 190
11.9.2　其他農林業實踐 192
11.10　總結 193
參考文獻 193
案例研究　Celia Barss，佐治亞州雅典 196

第十二章　農牧結合 200
12.1　農牧結合的類型 201
12.2　糞肥 202
糞肥類型 202
12.3　糞肥處理系統 203
12.3.1　固體、液體或堆肥 203
12.3.2　糞肥的儲存 204
12.4　糞肥的化學特性 204
12.5　施肥對土壤的影響 206
對有機質的影響 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　施用時間 210
12.7　糞肥中的有效養分 211
12.8　放牧 212
12.9　糞肥施用的潛在問題 215
12.9.1　營養失衡和積累 215
12.9.2　養分的輸入與輸出 216
12.9.3　放牧造成的養分損失 217
12.10　總結 217
參考文獻 218
案例研究　Darrell Parks，堪薩斯州 曼哈頓 219

第十三章　堆肥製作和施用 221
13.1　製作堆肥 222
13.1.1　常見和不常見的原料 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 228
13.3　堆肥的應用 229
13.4　堆肥的優點 231
13.5　總結 233
參考文獻 233
案例研究　Cam Tabb，西弗吉尼亞州卡尼斯維爾 235

第十四章　減少徑流和侵蝕 238
14.1　“可容忍”的土壤流失 240
14.2　異位效應 241
14.3　應對徑流和侵蝕問題 242
14.3.1　少耕 243
14.3.2　植物殘體的意義及其他用途 243
14.3.3　覆蓋作物 244
14.3.4　多年生輪作作物 245
14.3.5　添加有機物質 245
14.3.6　水土保持的其他措施和工程措施 246
參考文獻 248

第十五章　土壤壓實 250
15.1　不同壓實類型的診斷 251
15.1.1　地表封閉和結皮 251
15.1.2　表層壓實 252
15.1.3　底土壓實 253
15.2　緩解和防止壓實 254
15.3　總結 261
參考文獻 261

第十六章　保護性耕作 262
16.1　耕作制度 265
16.1.1　常規耕作 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場？ 275
16.2.1　輪作耕作制度 276
16.2.2　現場作業時間安排 277
16.3　總結 278
參考文獻 278
案例研究　Steve Groff，賓夕法尼亞州蘭開斯特縣 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　環境問題和管理措施 288
17.1.6　農場層面的灌溉管理 290
17.2　排水 293
17.2.1　排水的好處 294
17.2.2　排水系統類型 295
17.2.3　排水問題 297
17.3　總結 299
參考文獻 299

第十八章　養分管理：簡介 301
18.1　基線：養分與植物健康、病蟲害、收益和環境 302
18.2　有機質和養分的有效性 303
18.3　改善農場養分循環 304
18.4　使用肥料和改良劑 307
18.4.1　養分來源：化肥與有機肥 307
18.4.2　商品肥料來源的選擇 310
18.4.3　使用方法和時間 311
18.4.4　耕作與肥力管理：要合並還是不合並？ 313
參考文獻 314

第十九章　氮磷管理 315
19.1　氮和磷的管理 318
19.1.1　評估養分有效性 319
19.1.2　估算作物氮需求的固定和適應性方法 321
19.1.3　季末評估 322
19.2　規劃氮和磷管理 322
19.2.1　減少氮和磷損失 325
19.2.2　養分供需平衡 330
19.2.3　利用有機磷和鉀資源 330
19.2.4　管理高磷土壤 330
19.3　總結 332
參考文獻 332

第二十章　其他肥力問題：養分、CEC、酸堿度 334
20.1　其他養分 334
20.2　陽離子交換量（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 343
參考文獻 344

第二十一章　最大化利用常規土壤和植物分析結果 346
21.1　土樣采集 347
21.2　測土施肥的準確性 348
21.3　土壤檢測的困惑 349
21.3.1　不同的實驗室程序 349
21.3.2　以不同的方式給出土壤檢測報告 350
21.3.3　不同的推薦系統 350
21.3.4　植物組織檢測 353
21.3.5　您應該怎麼做？ 353
21.4　土壤氮素檢測 355
21.5　傳感和建模檢測氮缺乏 356
21.6　土壤磷檢測 358
21.7　土壤有機質檢測 359
21.8　土壤pH值、石灰需求量的檢測 359
21.9　土壤檢測結果解釋 359
21.10　調整土壤檢測建議 369
21.11　調整施肥量 370
21.12　管理田間養分變異 371
21.13　測試高架溫室栽培土壤 372
21.14　無土壤測試下的營養推薦 372
21.15　總結 373
21.16　附錄：基礎陽離子飽和比 374
參考文獻 375

第二十二章　城市農場、花園以及綠地土壤 377
22.1　城市土壤的共同挑戰 378
22.2　土壤污染物測試 381
22.3　土壤修復策略 382
22.4　城市綠色基礎設施 385
22.4.1　土壤修復措施 385
22.4.2　特殊的混合土壤和行道樹 386
22.5　其他建築方面的考慮 387
22.6　總結 389
參考文獻 389
案例研究　城市經驗農場，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驗室評估 394
23.1　田間觀察 395
23.2　田間指標 396
23.3　實驗室土壤健康檢測 402
23.3.1　綜合土壤檢測 402
23.3.2　微生物土壤檢測 405
23.4　總結 406
參考文獻 407

第二十四章　綜合考量 408
24.1　普適性方法 410
24.2　對您的農場來說意義在哪裡？ 412
24.3　消減土壤障礙的措施 412
24.3.1　糧食作物農場 415
24.3.2　種養一體化 416
24.3.3　蔬菜農場 416
24.3.4　水果農場和園林綠化 418
24.4　後記 418

詞匯表 419

附錄：單位換算 426

索引 427