徐明岗院士：基于长期定位试验的土壤健康研究与展望

　　1.土壤健康评价面临的挑战

　　定量评价土壤健康是基础创新、技术研发与政策法规制定等各项工作的前提。国内外学者针对评价指标和评价方法进行了系统的综述。然而我国气候条件差异大，作物种类、土地利用方式、土壤类型和质地多样，土壤健康评价体系的建立还面临着一些挑战。

　　1） 土壤健康评价中数据收集和分析较为困难土壤健康评价包含的指标较复杂，而获得这些指标值，首先需获取土壤等样品。而土壤样品的采集需要精确的方法和技术，以确保样品的代表性和一致性。由于土壤样品在过去某一时间段内无法获取评价土壤健康状况在这一时间段内的变化特征尤为闲难。

　　2）土壤健康状况的时空变异性不明确当前对于土壤健康的研究工作主要集中于评价指标的选择以及评估框架的构建等。而土壤是一个复杂的生态系统，它包含无数微生物、植物根系、动物等，它们不仅可相互影响，而且这些土壤属性在时间(如季节性变化)和空间上的异质性导致土壤健康状况在时间和空间上存在演变特征。目前对我国土壤健康在时间尺度和空间上的变化特征尚无研究案例，巫需弥补这一研究空白。

　　2.基于长期定位试验的土壤健康研究展望

　　(1)基于长期定位试验建立因地适宜的土壤健康指标及评价体系

　　土壤健康指标是各项复杂因素的综合结果，很难建立一套适用于所有土壤类型、气候条件和作物类型等的土壤健康指标及评价体系。因此，可基于长期定位试验累积的气候数据、作物信息和土壤属性等资料，构建土壤健康评价静态和动态指标数据库，建立基于气候类型、土壤类型、作物类型、管理方式等的评价层级指标体系，并因地确立土壤健康指标及其阙值。这些工作有助于进一步完善我国土壤健康指标和评价体系，便于针对性地进行土壤健康评价及因地制宜地提出健康培育技术，为实现全球土壤“大健康”和可持续发展提供科学依据。

　　(2)深入解析基于长期不同管理措施下土壤健康演变的规律和驱动机制

　　研究长期施肥下土壤物理、化学和生物学特性指标的变化情况，分析土壤各指标之间的关联性及其与作物产量的相关性，可以全面了解土壤健康泣变特征，以制定适宜的培肥技术和培育健康土壤基于新兴原位监测技术和先进的评价方法，采用高通量测序、宏基因组学等技术，深入分析长期定位试验下土壤生物网络对土壤肥力与土壤健康的关键驱动机制。这些研究有助于深刻理解管理措施、士壤过程等驱动土壤健康变化的机制，为土壤健康培育提供坚实的科学依据。

　　(3)建立长期定位试验-健康土壤培育技术研发核心平台

　　我国农田长期定位试验网络为土壤健康研究和构建提供了宝贵的平台。因为这些长期定位试验网络可以:

　　①全方位支持土壤健康时空变化研究，我国农田长期定位试验网络具有土壤类型和种植制度多样、时间跨度大、空间分布广的特点，可以提供多点位不同健康程度的土壤(不同障碍、不同肥力水平的土壤)，为土壤健康研发提供坚实的基础。

　　② 基于大量系统的数据支持健康指标及评价体系构建52 个长期定位试验 30 年以上系统的历史数据，提供了不同健康土壤的多种物理、化学和生物学指标，以及相应的作物产量数据，这些数据可以良好用于构建土壤健康指标及其评价体系。

　　③ 进行典型案例研究，每个长期定位试验都是一个完整的案例，具有时间和空间上完整的数据和土壤健康状态，通过对每个长期定位试验的深入分析，可以揭示不同管理措施和土壤条件下的健康土壤状态及其培育最佳实践方案。

　　④ 进行驱动因素分析及培育技术集成应用，基于长期定位试验的系列数据，深人探究土壤健康及其指标的演变规律，解析健康土壤变化的驱动因素，从而提出健康土壤培育的技术模式。

　　总之，构建长期定位试验-健康土壤研发的平台，推动土壤健康构建和耕地质量的提升，促进农业可持续发展，贡献国家粮食安全和生态安全。