非粮化耕地土壤健康评价:以浙江省宁波市东吴镇为例

耕地非粮化利用对农田土壤生态和土壤健康造成威胁,制约了粮食生产。为明确非粮化利用下耕地土壤关键障碍因子,探讨其土壤质量和土壤功能的变化,综合评估非粮化利用对农田土壤健康状况的影响,本研究采用土壤质量指数法和土壤多功能性指数法结合敏感性、抗性指标,对不同非粮化利用方式下(蔬菜、竹林-空茬、苗木-撂荒、苗木-水稻)耕地土壤健康进行评价。结果表明:竹林-空茬处理下土壤有机碳和全氮(TN)分别为蔬菜、苗木-撂荒、苗木-水稻处理的95.3%、66.7%、65.7%和82.6%、57.0%、59.5%。蔬菜土壤电导率为其他非粮化耕地土壤的2.2~2.5倍;全磷和硝态氮分别为其他非粮化耕地土壤的1.8~2.0和3.5~5.5倍。不同非粮化利用方式中,蔬菜处理的土壤质量指数和土壤多功能性指数均为最高,与之相比,竹子-空茬(50.2%和22.7%)、苗木-撂荒(38.3%和14.4%)和苗木-水稻处理(27.7%和8.5%)的土壤质量指数和多功能性指数均显著下降。随机森林模型分析发现,有效钾和有效氮(AN)是影响土壤质量指数的关键因子之一,TN和与土壤碳循环相关的纤维素酶和木聚糖酶活性是影响土壤多功能性指数的关键因子之一。此外,有效磷、AN、TN和酶活性是非粮化耕地土壤变化较敏感的指标。本研究通过综合评价非粮化耕地土壤质量,明确了关键障碍因子,可为非粮化耕地土壤健康培育和可持续利用提供理论基础。