填閑作物阻控設施菜田土壤功能衰退研究進展

田永強 高麗紅

（1中國農業大學農學與生物技術學院，北京 100193；2中國農業大學資源與環境學院，北京100193）

資源和環境問題是世界各國農業生存和發展面臨的首要問題。如何協調人口、生產資源和環境三者的關系，是農業可持續發展的重中之重。隨著人口增長，有限的土地已經不能滿足國民對蔬菜需求的生產（Vitousek et al.，2009）；于是，提高土地利用率和土地集約化經營的設施農業成為我國農業的重要組成部分（Guo et al.，2010），其面積由20世紀80年代的0.03萬hm2發展到2010年的467萬hm2（劉步洲和陳端生，1989；喻景權，2010）。與露天種植體系相比，日光溫室所創造的人工環境通常適于蔬菜生長，并能增加蔬菜產量和為農戶創造更多的經濟效益（李天來 等，2006）。但是，連作、簡單輪作和肥料的過分投入是日光溫室蔬菜生產中的常見現象，由此帶來的土壤理化性狀惡化、微生物區系失衡和植物源有害物累積等問題普遍引起了土壤質量退化和作物產量下降（Yao et al.，2006；Guo et al.，2010）。溫室土壤質量下降問題越來越受到人們的關注，如何阻控土壤功能衰退，修復并保持土壤健康，實現設施蔬菜產業可持續發展是設施蔬菜生產上亟待解決的問題。

夏季休閑是我國北方日光溫室蔬菜種植體系中用來改良土壤環境的傳統措施（Guo et al.，2008）。傳統的休閑在改良退化土壤中的作用非常有限。此外，在夏季休閑期日光溫室常常進行揭膜曬地，而夏季又是我國北方的多雨季節，土壤養分隨雨水下滲而污染地下水。取代傳統休閑的方法之一是在夏季種植生長周期短、耐熱的深根系作物阻控養分流失（Guo et al.，2008）。這種作物被稱為夏季填閑作物。已有許多深根系作物被歐洲、美國（Logsdon et al.，2002；Thomsen，2005）和中國（Guo et al.，2008；Tian et al.，2009，2010）科技工作者分別用作冬季和夏季填閑作物來阻控硝酸鹽淋失、防治土壤退化和促進作物生長。國外有關填閑作物的研究由來已久，且較深入。我國有關夏季填閑作物對蔬菜生長影響的研究不多，且相關研究多不涉及土壤生物學環境，或涉及但研究不夠深入。本文重點從土壤生物學環境入手，綜述夏季填閑作物改良退化設施菜田土壤，實現蔬菜生產可持續發展的可能性，為我國蔬菜產業發展提供參考。

1 土壤生物學環境是維系設施菜田土壤功能的關鍵

土壤生物學環境惡化是土壤功能衰退的主要原因之一（Bagayoko et al.，2000），在設施菜田尤為典型（Yao et al.，2006）。良好的土壤生物學環境，如土壤微生物結構和功能多樣性增加、土壤碳素與氮素礦化-固定平衡、植物寄生線蟲的減少、植物非寄生線蟲增加等，能夠有效阻控土壤功能衰退并提高土壤-作物系統生產力（Wardle et al.，2004；Hines et al.，2006）。一般來講，設施菜田土壤生物學環境主要包括土壤微生物、土壤動物（主要是線蟲）以及土壤養分。設施蔬菜生產中物理調控、病蟲害的防治和養分的供給能力基本依賴人為投入而不是自然的生態過程，然而在高投入的設施菜田生態系統中，土壤生物學環境的重要性常常被忽視（李琪 等，2007）。因此，在集約化種植體系下，根據作物生長需求將土壤生物學環境作為一種資源來認識和保護，并按照其對菜田生態系統服務進行管理是設施蔬菜生產向可持續農業轉變的最關鍵途徑。

土壤微生物群落是土壤中的活性組分，其群落的變化能夠引發土壤一系列生態系統過程的改變，如養分循環、能量流通、有機質轉換等，進而影響地上部植株生產力（Wardle et al.，2004；Manzoni et al.，2008）。因此，土壤微生物群落被廣泛認作土壤質量不可分割的一部分（Schutter et al.，2001）。土壤微生物不僅控制著土壤有機質和重要營養元素的生物轉化，還深刻影響著土壤物理-化學性質，如土壤容重、pH值和EC值的變化（Kemmitt et al.，2006），以及其他生物的活動（Bagayoko et al.，2000）。此外，土壤微生物群落與土壤線蟲密切相關。例如Griffiths等（1993）研究發現微生物活性的增加能使大麥農田土壤中食細菌線蟲雌蟲的比例迅速增大，最終導致整個線蟲種群數量的增加。

土壤線蟲作為土壤中數量最豐富的后生動物，是土壤有機質分解和養分礦化等生態過程的主要調節者（李琪 等，2007）。線蟲群落組成在一定程度上能夠反映出植被變化和人為管理擾動下土壤質量的變化（Wheeler et al.，2008）。植被是決定植物寄生線蟲分布的主要因素之一（Klironomos，2002）。蔬菜作物一旦受到植物寄生線蟲入侵，其寄主作物生產力迅速下降（Tian et al.，2011）。此外，土壤微生物，如真菌、細菌和放線菌等，都可作為蔬菜寄生線蟲的天敵或與其存在互惠共生的關系（Wardle et al.，2004）。雖然植物寄生線蟲對作物產量有深刻影響，但其絕對數量與作物產量并不一定呈簡單的負線性相關。例如，Bagayoko等（2000）調查非洲尼日爾農田發現，雖然多雨區植物寄生線蟲數與作物產量呈顯著正相關，但是沙地低肥區較低的植物寄生線蟲數依舊能嚴重為害作物根系而造成減產。因此，在集約化種植體系下，探討設施菜田植物線蟲影響作物生產力的機制顯得尤為重要。

綜上所述，土壤生物是一個豐富的資源庫，土壤生物群落與土壤-作物系統生產力和生物修復密切相關。所以，研究設施菜田土壤生物學環境與體系生產力之間的關系將有助于更好地對退化菜田土壤進行修復，進而提高和維持菜田生態系統生產力。根據已有的研究，植被及其殘體（地上部和根）的引入能夠顯著影響土壤生物、物理和化學過程（Klironomos，2002）。因此，通過引入填閑作物及其殘體還田來改良主栽蔬菜土壤生物學環境具有可操作性。

2 填閑作物是維持種植體系土壤功能的生物途徑

在高投入的農田體系中，由于土壤的物理調控、病蟲害防治和養分供給基本依賴人為而不是自然的生態過程，時空上的能量流動和養分循環常常被忽視（郭瑞英，2007）。為了保證高產的同時獲得優質，集約化種植時需要投入足夠的養分；但是，集約化種植體系下作物生長迅速，根系不發達，使得養分供給時處于相對較高的臨界水平（Chen et al.，2004）。此外，集約化種植體系中傳統的連作和簡單輪作更多的是依賴農藥化肥。然而，過量施用氮肥使得我國北方很多集約化農田不但氮肥利用效率相當低（Ju et al.，2009），而且造成土壤嚴重酸化（Guo et al.，2010）。因此，發展環境友好的種植體系是增強生態系統自我修復功能的有效途徑。然而，由于集約化種植對于作物種類以及產品質量和數量要求的局限，大幅度改變原有種植體系并不可行。因此，充分利用傳統種植體系休閑間隙，選擇適宜的作物進行種植，使得在不改變主栽作物生長期的情況下實現種植體系的環境友好變為可能（Guo et al.，2008）。利用休閑期種植深根作物阻控氮素淋失（Ju et al.，2007），或提高土壤中磷素的有效性（Maroko et al.，1999），或改善土壤微生物和線蟲環境（Tian et al.，2011），或通過生物固氮輸入額外氮素（van Noordwijk，1999），提高體系內養分循環方面的作用效果已得到了國內外科研工作者的普遍認可。

2.1 填閑作物由來、概念及發展

植草休耕（Vegetated fallows）是許多熱帶農業生態系統不可或缺的一部分（Bunemann et al.，2004）。在傳統的種植周期中，主要的經濟作物收獲后，為了土壤培肥和降低雜草蟲害，通常有一段長時間（可長達15 a）的植草休耕期，即這段時間任由自然發生的木本植被生長（Szott et al.，1999）。即便是對食物需求很大的人口密集區，自然休耕現象也很普遍（Swinkels et al.，1997）。但是，在對食物需求量較大的種植區，由于休閑期相對較短，休閑期植被主要由牧草和雜草構成，而這些植被對土壤有機質的貢獻相當有限。在這種情況下，如果種植豆科作物，可以使土壤獲得額外的氮素輸入（van Noordwijk，1999）。事實上，早在20世紀初，利用休閑期種植作物來減少氮素淋溶的思想就已被提出了。據筆者所知，1996年，Hartemink等（1996）首次在公開發表的文獻中稱具有深根系的田菁屬植物能夠從表層土壤捕獲硝態氮。1997年，Vos和van derPutten（1997）提出氮素捕獲作物（Nitrogen-catch crop）的概念：主要作物收獲后，在多雨季節種植的作物以吸收土壤氮素、降低耕作系統中的氮素淋溶損失，并將所吸收的氮素轉移給后季作物。Sanchez（1999）稱氮素捕獲作物為改良休耕作物（Improved fallow-crop），而Szott等（1999）稱之為“管理休耕作物”（Managed fallow-crop）。氮素捕獲作物包含于覆蓋作物（Cover crop）中。由于在字面意思上，“填閑作物”較“覆蓋作物”更能直觀體現其“為填補休閑期空白而種植的作物”之意，因此，本文將休閑期種植的氮素捕獲作物和覆蓋作物（包括生物固氮作物）統稱為填閑作物（Catch crop）。與已有文獻中填閑作物側重調控土壤養分循環方面的作用有所不同，本文中填閑作物的作用主要體現在其阻控集約化設施菜田土壤質量衰退或修復退化土壤功能上。嚴格意義上，填閑也屬于輪作范疇。但是，與傳統輪作相比，填閑并沒有大幅度改變集約化生產體系主栽經濟作物的種植習慣，是一種簡單、特殊而有效的輪作模式。我們稱這種利用短期空閑進行輪作的種植模式為填閑。那么，本文中，填閑作物可以定義為：在設施菜田中，主栽蔬菜作物收獲后，在輪換種植間隙較短的時間內種植的修復并保持土壤功能，改善后季作物生長發育的作物。

2.2 填閑作物阻控種植體系土壤功能衰退的可行性

雖然利用填閑作物阻控氮素損失和提高磷素利用效率的思想提出較早，但一直不是科學研究中的熱點。隨著非洲土地植草休耕引起的有效磷素虧缺現象加重（Niang et al.，2002），及美國（Strock et al.，2004）、歐洲（Thomsen，2005）和中國（Ju et al.，2007）等地氮素過量施入及硝酸鹽淋失的加重，填閑作物的研究又引起研究者們的興趣。在集約化生產中，填閑作物的種植能夠實現在不大幅度改變種植體系的情況下有效提高土壤的貯存能力和養分循環能力，實現環境友好。例如，在非洲傳統的植草休耕生產體系中，磷素常常是玉米地的限制因子，如果增施氮肥的同時忽略增施磷肥，玉米難以增產（Jama et al.，1997）。然而，即使沒有額外的磷素輸入，引入填閑作物（豆類）的玉米-豆類輪作體系的玉米年產量要顯著高于沒有休閑期的玉米連作或玉米-休閑輪作體系（Smestad et al.，2002）。說明豆類作為填閑作物提高了土壤中磷素的有效性，阻控了玉米地有機質損失，增強了養分循環能力（Bunemann et al.，2004）。從草地和灌木生產系統到現代集約耕作系統，有關填閑作物的實踐與理論表明，填閑作物對維持非自然生態系統生產力具有重要作用。

與諸多陸地生態系統外來植物與土著植被因為同時空存在而常常引起競爭（Callaway &Ascheloug，2000；Packer & Clay，2000）的情況不同，填閑作物與主栽作物不存在時空上的碰撞；因此，二者之間的同時競爭也就不存在可能性。然而，二者是不同時間出現在同一土地上的植物群體，由于不同時間對于相同地塊土壤養分、微生物、線蟲的作用使得間接的相互影響必然存在，或正或負。因此，有效的填閑作物的選擇顯得尤為重要。在環境友好的基礎上，保證主栽作物健康地生長是填閑作物的唯一使命。不同植物物種對土壤環境的影響不同，因此，應根據不同時期土壤質地的變化，在相同或不同時間選擇多種填閑作物才能綜合阻控土壤功能衰退。現有的研究表明，生物多樣性是保證生態系統持續運行的基礎（van der Heijden et al.，1998；Klironomos，2002）。盡管在集約化種植體系中難以實現同一地塊同一時間植物多樣性，但根據生產需要不斷改變填閑作物種類可以使同一地塊在時空轉換中呈現植物多樣性。

根據持續農業的理念，在作物種植體系引入一種或多種有效的填閑作物來阻控土壤功能衰退提高系統生產力具有十分重要的意義。我國設施蔬菜栽培大面積推廣不過二十多年，但是造成的土壤功能衰退問題已經相當嚴重（Guo et al.，2010）。雖然人們也認識到連作帶來的土壤和產品質量下降問題，但是由于生存的需要，農戶常常依靠過量施用化肥或在大量施肥的基礎上進行果菜類不同物種的簡單輪作來實現對于產量和效益的追求，但這不利于設施土壤健康保持及其可持續利用。因此，在設施蔬菜生產的休閑期種植填閑作物將成為阻控土壤功能衰退、提高主栽作物產量的有效途徑。

2.3 填閑作物維持和修復土壤功能的有效性

通過促進養分循環來改良后季作物土壤養分的供求狀況是研究者們普遍關注的問題。與填閑作物阻控氮素損失的研究相比，這方面的研究并不明確。事實上，在集約化種植體系中，后季作物土壤功能的強弱直接關系到系統生產力的高低。來自非洲西部半干旱地區的研究顯示，填閑期種植豆類作物常常對主栽谷類作物產量產生影響（Bagayoko et al.，1996；Bationo et al.，1998）。普遍認為，豆類生物固氮的行為提高了土壤中有效氮的含量，而這些有效氮能夠被谷類作物利用。但是，在非洲薩赫勒地區，在增施氮肥的情況下，填閑期種植豆類作物依然能夠提高谷類作物（粟和高粱）的產量（Bationo et al.，1998）。也有報道顯示在豆類對土壤全氮的影響不明顯的情況下，種植豆類后谷類作物的產量也提高了（Bationo et al.，1998）。因此，有學者認為，填閑作物增加主栽作物產量是因為其引起了種植體系內土壤微生物群落結構與活性及其生物量的變化（Klose & Tabatabai，2000）。一方面，作物根系的分泌物和死亡的根是微生物豐富的能源物質，其地上部可以為土壤微生物提供大量凋落物（Ferris et al.，2004）。另一方面，這些物質也可能對病原生物構成威脅，如夏季休閑期種植青蒜可降低黃瓜致病菌的積累（吳艷飛等，2006）。更多的研究表明，微生物多樣性可能是維持土壤功能的基礎（Mader et al.，2002；Stocking，2003）。此外，填閑作物-土壤線蟲互作機制也可能是影響后季作物生產力的主要因素。Wheeler等（2008）研究指出，冬季休閑期種植填閑作物不存在阻控后季玉米植物病原線蟲為害機制，必須使用其他的阻控手段減小植物病原線蟲給后季玉米帶來的危害。不過，McSorley和Dickson（1995）的研究表明，利用冬季填閑作物阻控后季作物受寄生線蟲為害是可行的，但僅僅針對某一關鍵病原線蟲種群（如根結線蟲）的填閑作物的引入是危險的，因為其導致其他病原線蟲為害加重。因此，能夠阻控后季作物受多種寄生線蟲為害的填閑作物才是有效的。

綜上，填閑作物對土壤功能和后季作物生產力的影響是多因素綜合作用的結果。因此，單純以土壤生物圈中的某一因素來預測填閑作物的有效性并不可靠。土壤-植物系統的復雜性決定了判定填閑作物是否有效必須綜合考慮其給土壤生物圈各種因素帶來的影響。在一個高投入的農業生態系統中，特別是設施菜田體系，人為管理的過分干擾可能會混淆或者掩蓋某些參數與作物生產力的關系。這也就增加了評判填閑作物有效性的難度。如叢枝菌根真菌促進植物對磷素吸收和增加植物多樣性的效果只有在低肥力土地上才能顯現出來（Wardle et al.，2004）。盡管如此，多尺度研究填閑作物的有效性是必要的。

3 設施蔬菜種植體系中填閑作物的選擇

在設施生產中，主要的蔬菜多屬于淺根系（Guo et al.，2008；Verma et al.，2007）。設施蔬菜地常處在半封閉狀態下，這種土地種植蔬菜幾年以后，土壤肥力狀況將發生顯著變化，主栽作物因土壤障礙而造成產量下降的問題普遍存在（Yao et al.，2006）。因此，填閑作物應具備兩點要求：一是在較短生長期內，地上部及根系生長迅速、生物量大、根系深（深根系有利于接觸更廣的土壤容積）等特點；二是能有效地改變土壤中養分的分布、改良土壤結構和土壤生物學環境，對下茬作物根系生長產生友好影響。我國北方溫室栽培茬口決定了填閑作物種植應在6月中旬至9月上旬，所選填閑作物要求生長期更短，耐高溫及耐澇性強。由于代謝途徑的差異，C4作物較 C3作物光合作用強，生長迅速且生物量大，根系較發達，其中莧菜、青貯玉米、糯玉米或甜玉米依其生物學特性，較適合作為填閑作物（任智慧 等，2003）。研究表明，非豆科的雙子葉植物（油菜、普通白菜）優于麥類，這是由于雙子葉植物屬于主根系，由主根軸發展根系，而麥類是冠狀的須根系。Garand等（2001）認為，從阻控氮素損失的角度看，苜蓿是豆科作物，自身可以固氮，屬于無效的填閑作物，但它可以作為綠肥為春小麥提供更多的氮素，在一定程度上能夠達到填閑作物的效果。Tian等（2011）根據多年定位研究認為，在溫室夏季休閑期配套種植莧菜和茼蒿，不僅可以有效改善退化連作土壤微生物環境，而且可以通過提高非植物寄生線蟲/線蟲比值增加主栽作物產量。而窄葉羽扇豆之類的豆科作物，由于其種子價格較高，即使能夠作綠肥也不可能作為一種常規的填閑作物；但是，它可以用來修復較差的土壤結構。但也有研究顯示豆科的生物固氮功能并不影響其作為填閑作物的優越性，因為它能夠提高土壤中后季作物可利用的有效氮含量（Bationo et al.，1998）。十字花科比麥類根系深并且生長迅速，在非豆科的雙子葉植物中最有可能找到根系迅速下扎的作物（Thoroup- Kristensen，1993）。對于受植物病原線蟲為害的設施菜田而言，前面提到的選擇依據必須做出相應的調整。在這個時候，選擇能夠阻控后季作物受多種寄生線蟲為害的填閑作物才是有效的（McSorley & Dickson，1995）。當然，對于受某單一植物病原線蟲為害的地塊而言，選擇能夠作為該線蟲寄主的填閑作物也是有效的（Tzortzakakis & Trudgill，2005）。主栽作物病原線蟲為害嚴重的地塊，即便選擇了適宜的填閑作物，可能仍需要其他手段輔助，如殺線蟲劑（Wheeler et al.，2008），才能獲得理想的產出。

可見，放之各地而有效的填閑作物并不存在。生產中，應根據土壤生物圈的實際情況有針對性地選擇。找到能夠同時具備所有修復土壤功能需要的機制的填閑作物幾乎不可能，因此，同時選擇多種填閑作物，或不斷變換填閑作物的種類，或與其他可行的措施相結合，應該是未來從根本上解決集約化種植體系所面臨問題的有效途徑。

4 填閑作物殘體還田是阻控土壤功能衰退的生物措施

填閑作物的另一個重要作用是通過殘體還田改良后季作物土壤環境。填閑作物收獲后，將其殘體作為綠肥翻入土壤，對土壤養分循環、土壤結構、土壤微生物和線蟲的分布等都將構成影響（Guo et al.，2008；Tian et al.，2011）。例如，填閑作物殘體還田使微生物量顯著提高，從而刺激了食細菌和真菌線蟲的繁殖（Ferris et al.，2004）。對于植物殘體而言，其C/N比在研究中比較重要。填閑作物殘體C/N比降低會引起食細菌和真菌線蟲的成倍繁殖（Ilieva-Makulec et al.，2006）。中等C/N比（16～18）的殘體能夠最大限度地促進土壤線蟲營養循環而提供更多的有效氮素供作物吸收（Porazinska et al.，1999）。因此，C/N比適度的填閑作物殘體還田有助于使養分循環維持在一個比較穩定的水平（Dupont et al.，2009）。事實上，在持續農業中，對于集約化種植體系而言，填閑作物殘體還田是控制氮素礦化-固定平衡的最佳手段。例如，在后季作物生長初期，并不需要過多礦質氮，這個時候，C/N比適度的殘體促使微生物固定氮素而避免了礦質氮素過分淋失（Lal，2008）。在生長中期，作物也能通過強有力的根系吸收足夠的礦質氮素。對于C/N比過高的殘體而言，其促使微生物過分固定無機氮素而大大減少了土壤中后季作物可利用的有效氮素，可能不利于作物生長（Jensen，1997）。當然，也有研究指出這種影響并不存在（Guo et al.，2008）。

綜上，在選擇適宜的填閑作物的基礎上對殘體進行科學管理能夠阻控土壤功能衰退。但是對于那些嚴重受植物病原線蟲為害的設施菜田而言，病原線蟲的過分干擾可能會混淆或者掩蓋殘體還田與作物生產力的關系。即使其阻控土壤功能衰退的機制確實存在，填閑作物殘體對于后季作物生產力的貢獻仍有可能被掩蓋。這個時候，表象并不一定真實。所以，透過現象看本質才是揭示填閑作物殘體還田的根本原則。

5 研究展望

5.1 填閑作物對作物-土壤互作反饋機制的影響

蔬菜作物與其生長的土壤環境互作是聯結土壤和蔬菜作物生態的紐帶。在設施蔬菜種植體系中，與外界不同的高溫高濕環境以及養分循環速率高（吳鳳芝，2000）等因素都直接影響蔬菜作物-土壤互作機制。蔬菜作物-土壤體系互作反饋機制不僅影響體系內各生物學因子，如主栽蔬菜作物、微生物和線蟲等對外界人為干擾（包括種植填閑作物）的響應機制，且能夠創造大規模的反饋機制以改變人為干擾尺度的大小。

5.2 土壤線蟲與設施蔬菜種植體系生產力的關系

我國有關不同填閑作物阻控設施菜田土壤功能衰退的相關研究，多從植物營養和土壤微生物學角度入手（Guo et al.，2008；Tian et al.，2011），忽視了土壤線蟲對體系生產力存在的重要作用。線蟲與土壤微生物和植物營養元素間存在普遍關聯。因此，未來研究應從線蟲相關的土壤食物網（Nematode-based soil food webs）入手，進一步揭示線蟲作用的潛在機制。如線蟲物種和功能多樣性、營養類群或線蟲生活史等與設施蔬菜種植體系生產力的關系。此外，在設施菜田種植普遍引起土壤有機質礦化加速的情況下，線蟲對于土壤碳素礦化和固持的影響亦應當引起重視。

5.3 微生物多樣性與設施蔬菜種植體系生產力的關系

盡管一些研究認為微生物群落功能和結構多樣性可能是主導作物生產力的主因；但是，微生物多樣性在作物生產力方面的作用還不明確。在填閑作物的相關研究中，微生物多樣性指數不能被單獨作為評價蔬菜土壤-作物體系生產力高低的指標，需結合其他指標進行多尺度綜合評價。此外，鑒于微生物多樣性研究方法間存在不同的優缺點，采用不同研究方法綜合評價微生物多樣性可有效消除或削弱研究方法誤差對潛在作用機制的掩蓋。

5.4 根際土壤生物學環境與設施蔬菜種植體系生產力的關系

非根際土壤（bulk soil）生物學環境是目前有關設施菜田研究的切入點，但是作物生產力與根際土壤（rhizosphere soil）生物學環境的關系大于其與非根際的關系已是多數研究者的共識（Kowalchuk et al.，2002；Lu & Conrad，2005）。未來有關設施菜田填閑作物的研究，應當綜合考慮根際和非根際生物學環境與種植體系生產力的關系；而根際調控可能不僅是植物營養學關注的重點，也是土壤生物學關注的重點。

5.5 多因素綜合研究與單因素多尺度研究

毫無疑問，設施蔬菜種植體系主栽作物生產力不可能是單因素調控的結果。在設施菜田相關研究中，有必要進行多因素綜合研究和大面積調查，同時運用數學手段，評價各指標優缺點和等級，即為菜田評價制定全國統一或局部地區標準。在某一因素的研究中，不同方法的采用常常使得研究結果發生變異；因此，單因素多尺度研究也是必要的。

5.6 不同填閑作物對同一菜田退化土壤的交替改良

在實際生產中，生產者常常在同一菜田交替采用不同填閑作物改良其退化土壤。而在科學研究中，學者們多從單一填閑作物入手。因此，未來研究有必要探究不同填閑作物在同一菜田的交替采用對退化土壤改良的作用機制，以便為蔬菜生產提供更實際可靠的理論依據。

5.7 健康或可持續設施菜田標準

雖然幾乎所有研究均設置對照作為評判不同填閑作物改良效果的標準，但是不同研究中對照處理千差萬別。目前我國設施菜田土壤健康缺乏統一標準，因此，應通過大面積調查并運用數學手段制定健康設施菜田國家或地區標準。國家或地區標準可使研究目標具體化，也助于比較不同填閑作物的優略性。

5.8 填閑作物改良設施菜田長期效應研究

有關設施菜田填閑作物的研究，報道年限多小于五年，而填閑作物的長期采用是目前生產中比較常見的現象。因此，有必要研究填閑作物改良設施菜田的長期效果。

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