Farmerand Practitioner Conceptions and Experiences with Soil Balancing
农民和从业者对土壤平衡的概念和经验
研究报告
卡罗琳·布洛克、道格拉斯·杰克逊-史密斯、苏布·库马拉潘、卡桑德拉·布朗
俄亥俄州立大学
2019 年 7 月
这项工作得到了有机农业研究与推广资金的支持。 2014-51300-
22331/项目登录号。 1003905 来自美国农业部国家食品和农业研究所。
作者
卡罗琳·布洛克博士
道格拉斯·杰克逊-史密斯博士
俄亥俄州立大学食品、农业和环境科学学院
环境和自然资源
Subbu Kumarappan 博士
俄亥俄州立大学农业技术学院
卡桑德拉·布朗
俄亥俄州立大学食品、农业和环境科学学院园艺和作物科学系
俄亥俄州立大学的CFAES 在不歧视的基础上向客户提供研究和相关教育计划。如需更多信息，请访问 cfaesdiversity.osu.edu。如需本出版物的可访问格式，请访问 cfaes.osu.edu/accessibility。
总摘要
几十年来，美国的许多农民和独立顾问都报告说，遵循“土壤平衡”或碱离子饱和度 (BCSR) 方法带来的好处。 BCSR 施肥计划旨在实现碱阳离子（特别是钙、镁和钾，或钙、镁和钾）的特定平衡，以改善土壤特性和作物性能。与此同时，大多数赠地大学土壤科学家和农艺师在很大程度上否认了 BCSR 作为管理土壤肥力策略的有效性。事实上，关于该主题的已发表的科学文献很少，未能复制 BCSR 方法对作物产量和其他农艺结果的任何一致影响。相反，科学界和大多数主流农业学家更喜欢设计提供足够水平可用养分 (SLAN) 的肥料建议，通常与积累和维护 (B&M) 计划相结合，以满足常见大田作物的年度需求。
土壤平衡从业者面对科学怀疑的坚持提供了一个例子，说明从严格的科学实验中获得的知识与从实践经验中获得的专业知识之间存在差距。此外，科学界几乎没有系统性的努力来获取有关土壤平衡从业者的信念、行为和观察的信息。为了填补这一空白，我们在 2017 年和 2018 年对 33 位有机农民和作物顾问进行了半结构化访谈，并调查了 859 位有机玉米种植者。
我们研究中的土壤平衡顾问使用比研究人员以前实现的更广泛的定义来描述土壤平衡。虽然他们继续重视实现碱基阳离子比率目标，但他们的土壤平衡方法通常包括更广泛的栽培实践（例如，微量营养素的应用、肥料的使用、作物轮作和耕作），共同改善化学、生物学, 和土壤的物理结构。根据这些顾问的说法，钙与其他必需营养素相互作用以影响土壤物理特性（特别是排水）、养分有效性和土壤生物学，从而为作物生长和作物质量提供最佳条件。此外，他们认为钙对于促进植物可用性和土壤宏量和微量营养素的利用至关重要。相比之下，标准的 SLA/B&M 框架更多地关注单个营养素的水平，而较少关注不同元素之间的潜在相互作用。
在我们对农民的采访中，生产者经常围绕更广泛的概念和行为来构建土壤平衡的想法。他们对土壤平衡的理解是通过使用特定的土壤改良剂和土壤管理实践来表达的（而不是作为基础阳离子相互作用的复杂理论）。例如，在回答有关土壤平衡的问题时，大多数农民描述了一系列旨在改善土壤质量的管理实践（包括但不限于 BCSR 修正案）。与顾问相比，他们也更怀疑使用购买的土壤改良剂（包括高钙产品）的经济回报。更广泛地说，他们表示倾向于通过施用农家肥和堆肥以及作物轮作和覆盖作物等栽培管理实践来保持土壤“平衡”。
我们的调查结果表明，印第安纳州、密歇根州、俄亥俄州和宾夕法尼亚州超过一半的有机农民报告使用了土壤平衡方法（定义为寻求达到 BCSR Ca:Mg 比率目标）。自称为土壤平衡者的农民更有可能使用高钙 (Hi-Cal) 和石膏改良剂，并且更有可能使用范围广泛的其他土壤改良剂（有机 NPK 肥料、微量营养素以及微生物接种剂和刺激剂） ) 比其他有机农民。他们与使用非土壤平衡有机农民一样可能使用粪便和堆肥。
在调查和访谈中，自我描述的土壤平衡者报告了土壤平衡的广泛积极影响。顾问和农民通常将这些影响归因于一系列不同实践的相互作用，而不仅仅是土壤平衡的 BCSR 组成部分。虽然提到了提高的产量和经济回报，但这些结果并没有像改善整体土壤质量和土壤结构那样频繁地被引用。我们调查中自我报告的土壤改良剂支出和作物产量的经济分析表明，使用高钙改良剂的农民玉米产量更高，但更高的支出抵消了收入的增加，从而导致类似的净回报。许多农民讨论了对改良成本的担忧，同时也对土壤平衡的积极结果表示满意。未来的土壤平衡研究将通过更好地结合顾问和农民的观点、概念和经验的复杂性而受益。
目录
总 摘要................................................................................. iii
一、引言................………………………………………...................................... 1
二、方法.................................................................................... 3
A. 访谈 ...................................................... 3
B. 文献综述 .…………………………………………………………………............. 4
C. 邮寄调查………………………… ................................................... 4
三、结果.................................................. 5
A. 我们在说什么？土壤平衡的顾问定义 ..................................... 5
1. 土壤化学管理……………………………… ..... 5
2. BCSR 之外的其他化学指南 ........................................................................... 6
3. 超越化学：三足凳............................................................................... 8
4. 养分供应问题……………………………………………… . 10
5. 作物质量……………………………………………… ...................................... 11
6. 上下文的作用 ................................................................. ......................11
7. 土壤平衡书籍和访谈中的其他常见主题......................................... ...... 11
8. BCSR 与 SLA/B&M 有何不同？……………………… ...................................... 12
B. 农民对土壤平衡的理解和使用 ........................................................................... 15
1. 农民对 BCSR 的理解和使用.................................................................... 15
2. 超越 BCSR 的农民土壤平衡.................................................................... 16
3. 农民关于土壤平衡的信息来源……………………………………………………… 16
C. 土壤平衡的盛行 .…………………………………………………………… ...... 17
1. 自称为土壤平衡者的农民 .................................................................... 17
2. 获得 BCSR 阳离子饱和比的重要性..................................... ...................... 23
3. 比较土壤平衡状态的指标…………………………………………………… 26
4. 土壤平衡农场使用的农场管理实践 ..................................... ...................... 27
5. 什么类型的农场更有可能进行土壤平衡？ ...................................................... 31
D. 土壤平衡的效果如何？…………………….................................................. 33
1. 访谈中报告的土壤和作物结果的变化 ..................................... ...................... 33
2. 调查中报告的土壤和作物结果的变化 ..................................... ...................... 33
3. 土壤平衡经济学（面试结果） ........................................................................... 36
4. 玉米生产盈利能力（调查结果） .......................................................... 37
5. 复杂系统动力学………………………………………………………………………… ..... 39
四、概括.……………………………………………………… ...................................... 40
V. 附录：绘制土壤平衡顾问世界 .................................................................. 42
六、引用的文献................................................................................................... 44
一、简介
土壤健康管理越来越受到农民和科学家的关注（例如，（Wander 和Drinkwater 2000；Carlisle2016；Roesch-McNally等人，2018）。对于获得认证的有机农民来说尤其如此，因为土壤健康是有机农业的核心焦点自从它作为一项独特的农业运动开始以来。有机农民和传统农民越来越意识到土壤有机质和其他土壤质量指标的长期下降，以及对保护性耕作、轮作、覆盖作物、以及其他被认为可以促进土壤健康的管理实践。在科学界，人们越来越了解与土壤质量和土壤健康相关的土壤中物理、化学和生物过程之间的复杂关系。
农民和科学家使用不同的方法来评估土壤管理实践对土壤和作物健康的影响。农民倾向于依靠个人经验和感官观察，更多地关注管理实践是否有效，而科学家更喜欢使用受控实验，并且更感兴趣的是为什么会发生某些事情。例如，科学家严重依赖对土壤样本的分析和重复的随机试验来提出土壤施肥建议并跟踪土壤健康的变化，而农民倾向于描述性、动态和整体地处理土壤健康（Romig 等人，1995年）。这些不同的认识方式促成了关于旨在管理土壤肥力和促进土壤健康的替代管理策略有效性的不同信念体系。
例如，有三种主要原理可用于解释土壤测试报告并提供适当的肥料建议。这些包括 (i) 可用营养素的充足水平(SLAN)，(ii)积累和维持(B&M)，以及(iii) 碱基阳离子饱和比(BCSR) 概念（Black，1993）。为了管理土壤肥力，大学土壤科学家和农学家几乎都推荐 SLAN 和B&M 方法的混合。SLAN 专注于将常量营养素应用于土壤测试中缺乏的土壤。充足度被定义为超过该水平时，对施肥的产量反应不太可能发生。 B&M 概念涉及这样一个想法，即一旦田地含有足够的养分水平，农民应以相当于收获作物中估计去除的养分量的量施用化肥和其他改良剂（Eckert 和McLean 1981；Olson等人1987；Chaganti和Culman 2018）。
土壤平衡是一种管理土壤肥力的替代理论，它基于保持理想的碱金属饱和比 (BCSR)。土壤平衡理论强调钙对作物生长和土壤理化性质的重要作用。由于土壤颗粒具有固定的容纳阳离子的能力（称为阳离子交换能力，或 CEC），土壤平衡倡导者建议提高或降低三种关键基础阳离子的水平 - 钙(Ca)、镁(Mg) 和钾 (K)– 实现Ca:Mg 和Ca:K 比率，优化土壤健康和植物养分的可用性。
尽管基本的土壤平衡理念于1892 年由Oscar Loew 首次阐明，但大多数当前的顾问和从业者都将 William Albrecht 的著作视为该方法的基础（Chaganti 和Culman，2018年）。密苏里大学的土壤科学家阿尔布雷希特 (Albrecht) 在 1940 年代到1960 年代撰写了大量关于BCSR 思想的文章，他认为现代农业中对无机化肥的严重依赖正在耗尽土壤中足够水平的养分，尤其是钙.他还认为，土壤钙含量的下降会对土壤健康、作物/草料质量以及动物和人类健康产生不利影响。 Albrecht 的想法得到了一组土壤和作物顾问的进一步发展和传播，特别是美国 ACRES 的创始人Charles Walters 目前，大多数 BCSR 从业者建议使用土壤改良剂（特别是高钙形式的石灰和/或石膏）达到60-75% Ca、10-20%Mg、2-5%K 和 15%其他阳离子的推荐水平的土壤基础阳离子饱和度（Kopittke 和Menzies 2007）。几十年来，BCSR一直是传统和有机农民土壤肥力管理的常用方法，并得到了来自全国各地私营部门土壤平衡顾问的大量书籍、研讨会和会议演讲的支持。
尽管BCSR 方法已经在农民和顾问中推广和实践了几十年，但它几乎没有得到科学界的支持（Kopittke 和Menzies 2007），并且文献中已发表的少数同行评审论文无法复制农民和顾问报告的收益（Chaganti 和Culman，2018年）。此外，几乎没有系统研究来记录其在不同耕作系统中的使用范围并衡量除作物产量以外的结果。
在本文/报告中，我们试图通过解决五个关键研究问题来填补这一空白：
1) 当从业者说他们正在使用土壤平衡实践时，他们会做什么，以及与该方法的标准定义相比如何？
2) 农民和顾问实践土壤平衡的方式有区别吗？
3) 在有机玉米种植者中土壤平衡的使用有多普遍？
4) 使用土壤平衡的有机玉米种植者在土壤管理行为上与其他人有何不同？
5) 农民和顾问从土壤平衡实践中观察到哪些经济和农艺成果？
我们的工作是一项更大的跨学科工作的一部分，旨在与州和地区的农民和顾问合作，测试土壤平衡对各种结果（作物产量、作物和土壤质量、杂草压力等）的影响。该项目的动机是农民和顾问实施土壤平衡的积极成果报告（Linder 2015；Zwickle 等人，2014）。更大的项目包括 (1) 现场研究试验，以测试改变 Ca:Mg 比率的影响； (2)测试不同土壤平衡改良剂效果的农场研究试验； (3) 系统的社会科学研究，使用访谈和调查来捕捉土壤平衡从业者和顾问的观点、实践和感知结果。本报告总结了该项目第三部分的结果。
一、方法
A. 采访
本报告的数据来自本研究的前两位作者从 2017 年 6 月开始到 2018 年 8 月对 33 个人进行的 28 次半结构化访谈。 1 受访者主要位于俄亥俄州，但包括来自伊利诺伊州的参与者 (1农民）、密歇根州（1 名顾问）和宾夕法尼亚州（与两名顾问和 3 名农民进行 1 次访谈）。大多数访谈是针对一个人进行的，但也有一些访谈在一次访谈中包含了多个线人。大多数采访是亲自进行的，由于距离或天气条件有问题，有 7 次采访是通过电话进行的。受访者被招募到该项目是因为他们被俄亥俄州立大学 (OSU) 研究团队的成员和我们的顾问确定为土壤平衡从业者或顾问。一些受访者在 OSU 项目咨询委员会任职（N=5），在他们的农场主持农场试验（N=8），或者在 2015 年由项目科学家在他们的农场采集土壤样本（N=5）。其他人通过在俄亥俄州生态食品和农场协会 (OEFFA) 会议上分发的登记表，自称为土壤平衡员。其他农民和顾问通过询问受访者是否认识其他农民和顾问来确定，他们通过雪球取样实践或建议土壤平衡。在 33 名参与者中，11 人主要担任顾问，其余 23 人是经营多种业务的农民。还应该指出的是，33 名参与者中有 11 名是不同类型的平原再洗礼派社区（旧秩序阿米什人、门诺派或使徒教会）的成员。平原农民往往拥有独特且紧密相连的社交网络，也可能有与教会规定的技术限制相关的独特耕作方式。
访谈持续时间从 30 分钟到几个小时不等，大多数持续约一个半小时。主题包括有关受访者及其农场经营的历史和背景的问题，有关他们如何管理农场土壤肥力和土壤质量的详细信息，以及有关他们在过去 5 到 10 年中观察到的土壤变化的信息。在了解他们对土壤管理的一般方法后，我们询问了他们对土壤平衡实践的熟悉程度、概念和使用情况的一系列详细问题。如果他们报告了土壤平衡方法的使用，他们会被邀请分享他们对土壤平衡对其土壤、作物、杂草或农场其他方面影响的观察结果。
经受访者许可，对访谈进行了录音。数字录音经过转录和审核以确保准确性，然后上传到 NVivo 11，这是一种软件工具，用于系统地对与研究问题相关的主题进行分类和组织（Saldana 2016）。通过对访谈记录的结构化分析，我们确定了受访者中不同土壤管理实践的普遍性，捕捉了土壤平衡的概念以及农民和顾问确定为土壤平衡方法一部分的特定实践。我们还跟踪报告的受访者归因于使用土壤平衡方法的结果。主要作者构建了一个密码本，确定了这些问题答案中的关键主题，并定义了使用这些主题对农民进行编码的决策标准。第二作者根据成绩单审查了密码本，并讨论了分歧或歧义的领域。码本迭代更新，直到就关键主题的正确定义和应用达成共识。这些同行汇报使研究人员能够理解、比较和挑战彼此在访谈记录中对主题识别的解释（Creswell 和 Miller 2000）。总的来说，访谈结果在下面的结果中定性地分享。但是，为了大致了解不同概念的重要性，我们还量化了提及某个概念的农民或顾问的数量以及讨论某个概念的采访记录的百分比。
1 研究人员获得了俄亥俄州立大学机构审查委员会的许可，以进行这项研究。
2 其中五名顾问也是农民。两个是玉米农，两个是菜农，一个是奶农。有一个人因其在农场社区的声誉和影响力而被归类为顾问，尽管他没有从事实际的有偿咨询工作。
3 受访农民（不包括顾问）拥有多样化的农场企业：蔬菜/浆果 (9)；现金粮 (5);
乳制品 (6);多样化的蔬菜和牲畜（2）； 1 退休奶农。
4 再洗礼派是在新教改革时期形成的基督徒，他们强调洗礼是一种良心选择以及政教分离的思想。平原是指由于根深蒂固的价值观而对某些类型的服装和/或技术进行集体限制的群体。
B. 文献综述
另一个数据来源是对有关土壤平衡的从业者文献的审查，包括与 BCSR 方法的一些最突出的区域和国家倡导者相关的书籍和网站。许多关于土壤平衡的核心文本，包括 Albrecht 的原始论文集，由美国 ACRES 印刷，该组织传播有关生产规模有机和可持续农业实践的信息（Kinsey 和Walters 2006；McKibben2012；Brunetti2014）。其中包括密苏里州金赛农业服务公司创始人尼尔金赛的实践农学，他接受了威廉阿尔布雷希特的培训（金赛和沃尔特斯 2006）。我们还整合了来自俄亥俄州独立顾问 Bill McKibben 的 The Art of Balancing Soul Nutrients 中的信息，他曾经隶属于 Brookside 实验室，William Albrecht 曾在那里举办过研讨会（McKibben 2012）。其他关键资源包括 Gary Zimmer 的 The Biological Farmer，他在威斯康星州创立了 Midwestern BioAg（Zimmer 和Zimmer-Durand，2017年），以及由Agri-Dynamics 的创始人Jerry Brunetti 撰写的 TheFarm as Ecosystem，一家综合性农场咨询服务公司宾夕法尼亚州（布鲁内蒂 2014 年）。最后，我们还阅读并综合了关于该主题的有限同行评审科学文献（Chaganti 和Culman 2018）。
C. 邮寄调查
最后，为了确定该地区土壤平衡实践的应用范围，我们在 2018 年春季对有机玉米种植者进行了邮件调查。样本框架包括在 2015 年美国农业部认证的有机名单上列出的所有 1,662 名在俄亥俄州种植玉米的种植者(OH)、印第安纳州 (IN)、密歇根州 (MI) 和宾夕法尼亚州(PA)。提前寄出一封信和三轮调查，然后在每一轮之后寄出提醒明信片。该调查是通过与几个区域有机认证机构相关的时事通讯中的短文进行宣传的。这份长达 8 页的调查包含关于农场整体运营的问题，以及 2017 年种植有机认证玉米的典型田地的详细信息。田地层面的问题探讨了土壤特征、田间轮作历史、各种投入物的使用、作物产量，以及有关采购投入和作物销售的财务信息。调查还包括有关土壤管理总体方法的问题以及有关受访者对土壤平衡（或 BCSR）的理解和使用的详细信息。共有 859名农民返回了可用调查，另有 166名农民因未在2017 年种植获得认证的有机玉米或不再在该地址种植而被取消资格，最终回复率为 57.4%。 IN 和 OH 的缓解率最高（分别为 66% 和 62%），而 PA 为 53%，MI 为 47%。
5 文献的重点在某种程度上受到访谈内容的影响，因为受访者确定了主要参与者和组织者。可能我们没有确定完整的色域，但至少在俄亥俄州周围的地区，我们相当有信心至少在重叠的有机世界中确定了主要的土壤平衡顾问。
三、结果
A. 我们在说什么？土壤平衡的顾问定义
大量顾问、组织和土壤测试实验室使用 Albrecht BCSR 框架的变体为美国中西部和东部的有机和传统农民提出建议。我们使用由土壤平衡倡导者撰写的私人出版书籍和文章以及对 11 位土壤平衡顾问的采访，以更好地了解当前土壤平衡实践背后的理论和实践。在所有出版物中，对于我们采访中的几乎所有顾问，土壤平衡方法的核心是将土壤中的碱金属阳离子（Ca、Mg 和 K）平衡到与 Albrecht 最初建议相似的水平。在这个共同核心的基础上，顾问们还讨论了广泛的实践和管理策略，他们认为这些实践和管理策略是成功实施土壤平衡不可或缺的一部分。如下所述，顾问之间在处理土壤平衡方面存在很大差异。
1. 土壤化学管理
如前所述，美国农业中使用的传统和占主导地位的 SLAN/B&M 方法侧重于提供足够水平的关键个体营养素以满足作物需求。在 SLAN/B&M 下，大多数注意力和肥料修正都集中在三种主要营养素上：氮 (N)、磷 (P)和钾 (K)。钙主要用于提高土壤 pH 值，但它也被认为对作物生长和改善土壤结构很重要。 SLAN/B&M 建议可能包括在土壤测试表明存在缺陷的情况下添加镁 (Mg) 和硫 (S)等次要营养素（Espinoza等人，2018年）。然而，我们研究区域的大多数土壤都含有足够水平的钙以及这些次要营养素和其他微量营养素，以支持植物生长（Vitosh 等人，1995年）。
相比之下，土壤平衡理论强调针对特定比例的基础阳离子饱和度 (BCSR) 的重要性。土壤平衡理论与SLAN/B&M 的不同之处在于，它不仅强调土壤中每种养分的总体水平，而且更重要的是，强调一种阳离子的水平与其他阳离子的水平之间的关系。 Albrecht 建议的最大化作物产量的比率是 60-75% 的钙、10-20%的镁、2-5%的钾和 15%的其他阳离子。对比率和百分比的强调反映了土壤平衡顾问对养分之间相互作用的特别关注。
钙在土壤平衡出版物和我们的顾问访谈中最受关注。土壤平衡支持者认为钙在作物生长、塑造土壤物理特性以及促进其他土壤宏量和微量营养素的可用性和利用方面发挥着至关重要的作用。 Albrecht 认为钙缺乏，而不是土壤酸度，是 20 世纪下半叶许多土壤和作物问题的根本原因（Albrecht 2011）。金赛在他的书中指出，“在 pH 值祭坛前崇拜的农民需要明白，良好的 pH 值并不能保证土壤平衡”（Kinsey 和Walters 2006，第 68 页）。 Brunetti 和 McKibben 还关注钙如何与其他营养素相互作用以影响它们对植物的可用性（Brunetti 2014；McKibben 2012）。
BCSR 顾问和组织经常推荐使用特定的钙补充剂——例如高钙石灰和石膏——据信它们比传统农业石灰具有更高和更多的植物可利用钙水平。一位顾问解释了这种偏爱高钙石灰而不是标准石灰修正剂的原因，他说“你有不含碳的熟石灰，即碳酸盐。那更像是生石灰。那将是更多的肥料级钙。这不是真正的土壤平衡。”另一位顾问强调，您需要首先使用高钙石灰，引用 Kinsey 的信念，“要使石膏发挥作用……您的钙含量必须达到 60% 以上的基础饱和度”（Kinsey 和 Walters 2006，第 22 页） .一些顾问避免使用白云石石灰，因为“一些研究发现白云石不能提供足够的钙，因为对于某些作物而言，可交换的镁优于可交换的钙”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017，第 153 页）。钙补充剂的“细度”也受到了相当大的关注，因为它可以确定钙对植物的可用性。正如一位顾问所说，“那里有各种各样的石灰。其中一些只是沙子，并且不可用 7 。多年来，它对工厂没有任何用处。”许多土壤平衡组织销售或推荐品牌Hi-Cal 修正产品（例如Midwestern BioAg 的 BioCal 和OrganicCal。
6这里列出的所有书籍和文章都反映了同行评审科学文献之外的出版物，包括印刷品和在线网站上的材料。我们的访谈表明，这些资源被土壤平衡顾问和从业者广泛用作试金石。
平衡土壤碱性阳离子的一个关键推动因素是认为高镁（或低钙）会产生不良的土壤结构，从而减少渗透和限制排水。高镁土壤与“致密土壤”有关，这“意味着它们具有限制水流的小孔隙”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017，第 69 页）。我们采访过的一位顾问表示，他的目标之一是“首先尝试将钙转移到 60 %，然后将土壤絮凝到可以利用它获得一些可浸出性的地方。”另一位顾问说，“如果你正确地平衡事物，你会看到土壤絮凝打开，土壤多孔相打开。如果不是，那么它会立即收紧，并且更容易压实和阻塞。”
土壤平衡书籍和接受采访的顾问经常提到 BCSR 方法的有效性如何受到土壤阳离子交换能力 (CEC) 水平的影响。用一位受访者的话来说，“你可以把土壤的 CEC想象成它的营养气罐；它是土壤可以容纳的燃料量，通常转化为产量潜力。”金赛解释说，“交换能力只是衡量土壤交换养分的能力。”他继续解释说，CEC“影响土壤保持钙、镁和氨氮等养分的能力……较轻的土壤将容纳更少的一切”（金赛和沃尔特斯 2006，第 33 页）。他表示，确定 CEC是“我们需要知道的第一件事”（Kinsey 和Walters 2006，第 50 页）。对于一些顾问来说，土壤 CEC 相对较低的农场可能不适合 BCSR 方法。
在他的书中，BillMcKibben 提供了一个决策树，表明如果 CEC低于 8，他建议他的客户使用 SLAN/B&M 方法管理土壤。在一次采访中，一位顾问表示，在 CEC 水平较低的领域，“把我刚刚告诉你的一切都扔到窗外，因为你不能在低交换的土壤上做到这一点。”这位顾问接着说，“钙、镁的关系在低交换土壤上绝对没有意义。”另一位顾问表示，在“沙子……或真正的光交换容量土壤……你无法平衡它们，因为它们没有足够的容纳能力。”相反，同一位顾问接着说，“如果你进入湖床土壤，那里有很多粘土，你可能会将 65%的钙含量提高到70-72%”。
2. BCSR 之外的其他化学指南
虽然BCSR 的核心思想强调平衡土壤中的基础阳离子比率，但许多顾问讨论了土壤化学的其他方面作为他们土壤平衡建议的组成部分。一个共同的主题是良好的土壤肥力管理应该超越传统的对氮 (N)、磷 (P)和钾 (K)的关注。顾问们经常表示，过分关注这三种养分会导致土壤质量问题。对过度强调合成氮肥导致土壤质量下降的担忧可以追溯到 Albrecht 的原始著作（Albrecht 1975）。一位顾问讨论了合成氮如何“浸出钙并使土壤酸化”。 Midwestern Bio-Ag 专注于他们认为“促进生命”的肥料，他们的文献表达了一种担忧，即某些合成肥料中的高含量氯化物可能会杀死土壤的生物。正如加里·齐默(Gary Zimmer) 的书所说，“氨是一种剧毒气体。它将杀死注射点附近的任何生命”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 19 页）。这个想法在Jerry Brunetti 的书中得到了回应，他在书中写道：“氮管理不善是最大的农业破坏性做法。它燃烧腐殖质、浸出钙、酸化土壤、污染地下水和地表水，并产生一氧化二氮……”（Brunetti2014，第 33 页）。
7 在俄亥俄州、印第安纳州和其他州销售的石灰产品受各自州农业部的监管。例如，在俄亥俄州，石灰产品在 ODA（俄亥俄州农业部）注册并经过测试以指定 ENP（有效中和能力）——这基本上根据它们在中和酸中的有效性来标准化各种石灰材料。 ENP 考虑了材料的化学性质、研磨的细度和水分百分比，以告诉农民该材料在每英亩土壤 pH 值增加的基础上的效果如何。这需要从不同的石灰来源中进行一些猜测
例如，在俄亥俄州，石灰产品在 ODA（俄亥俄州农业部）注册并经过测试以指定 ENP（有效中和能力）——这基本上根据它们在中和酸中的有效性来标准化各种石灰材料。 ENP 考虑了材料的化学性质、研磨的细度和水分百分比，以告诉农民该材料在每英亩土壤 pH 值增加的基础上的效果如何。这消除了对不同石灰来源的一些猜测，合成肥料可能会杀死土壤的生物。正如加里·齐默(Gary Zimmer) 的书所说，“氨是一种剧毒气体。它将杀死注射点附近的任何生命”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 19 页）。这个想法在Jerry Brunetti 的书中得到了回应，他在书中写道：“氮管理不善是最大的农业破坏性做法。它燃烧腐殖质、浸出钙、酸化土壤、污染地下水和地表水，并产生一氧化二氮……”（Brunetti2014，第 33 页）。过度使用氮、磷和钾肥（特别是合成氮）会破坏土壤的自然肥力，这与普遍表达的观点有关，即 SLAN/B&M 方法忽略了其他宏量和微量营养素的重要性。土壤平衡顾问经常指出限制养分可能阻碍系统的方式。 Midwestern BioAg 网站讨论了限制营养素（例如微量营养素）如何“阻止植物产生与其遗传潜力相匹配的产量”。尼尔金赛认为微量营养素和常量营养素之间正在发生重要的相互作用，当土壤与钙、镁和钾平衡时，“微量营养素反应最好”（Kinsey 和 Walters 2006，第 278 页）。
硫和硼经常被提及对钙在土壤平衡方法中的功能和作用至关重要。一位顾问分享了他的观察结果，他们关注“硫和硼是主要的”，因为由于它们的负电荷，“它们会随着雨水迅速穿过土壤。”在他所在的地区，“有大量的雨水将它们从根区浸出”。另一位顾问表示，当钙已经达到目标水平时，“我想做的是使用硫和硼来让钙发挥作用。” Midwestern BioAg 的网站使用“钙是一辆卡车”和“硼是方向盘”的类比，因为它与钙协同工作以“构建细胞壁并将营养物质输送到植物中”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017 ，第 290 页）。一些土壤平衡者担心，随着《清洁空气法案》的实施，降雨的酸度有所下降，土壤中的硫变得越来越缺乏（Kinsey 和 Walters2006；McKibben2012）。一位顾问指出，“如果你想要一种健康的植物蛋白来构建植物氨基酸，”使用硫是很重要的。
还讨论了其他微量矿物质。一位顾问说：“铜是预防疾病的主要材料。”他还讨论了“锌是另一个主要用于繁殖和更好、更高玉米产量的物质”。他接着讨论了微量矿物质在总体上是如何非常重要的，“如果你想要减少疾病压力、昆虫压力、更高的产量和更高的测试重量。”
总体而言，土壤平衡文献和我们的顾问访谈经常表达这样一种观点，即个别养分或矿物质的益处或影响受其他土壤养分存在与否的影响。这些复杂的相互联系在 Mulder Mineral Wheel（图 1）中突出显示，该图形最初出现在Watts (1995) 中，并在当代有关土壤平衡的主要书籍中突出显示（Kinsey 和Walters 2006，第 192页；Zimmer和Zimmer-杜兰德2017，第 94 页；布鲁内蒂 2014，第 64 页）
图 1. Mulder 矿物轮（Watts 1995）
根据土壤平衡农场，这些复杂的相互作用会影响土壤成分对植物的吸收和可用性。 Kinsey Ag 的网站解释说，添加一种养分可以减轻另一种养分的过量，这就是“使用Albrecht 模型进行土壤平衡的意义”。一位知情人士指出，理想的 BCSR 比率不仅可以增加钙的吸收，还可以“更好地吸收整个微量矿物质”。
3. 超越化学：三足凳
虽然BCSR 化学是土壤平衡的核心，但我们研究中的大多数顾问和农民报告说，在土壤平衡的保护伞下使用了广泛的实践。事实上，可以公平地说，在我们的研究中，几乎所有土壤平衡从业者都使用 BCSR 作为管理整体土壤健康的更广泛方法的一部分。例如，当被问及土壤平衡时，一位顾问表示：
“这对我来说比对许多土壤科学家更重要。”该顾问更愿意使用术语土壤健康，因为它包含更广泛的参数。
我们土壤平衡研究的一个总体主题表明，一种常用的三管齐下的方法从 BCSR 化学开始，但也结合了土壤生物和物理结构的管理（见图 2）。这种方法的核心是认识到“这些中的每一个都是相互关联并相互影响的”。一位顾问强调，像他这样的种植者需要意识到“一切都在起作用”，这样如果你“只专注于一个而忘记了另外两个，你就不会成功”。这个想法可以追溯到阿尔布雷希特的早期工作，这表明“他的任何发现”都不应被视为“在整洁的小隔间中”。相反，每当我们放大一个因素时，“一切都与其他一切相关”的想法变得明显”（Albrecht 和Walters 2011，p.xv）加里·齐默。
强调如果你扔掉三个尖头中的一个“失去平衡......它会影响整个土壤系统的健康”（Zimmerand Zimmer-Durand 2017, p. 27）。这并不是说化学不重要。 BCSR 经常被认为是决定土壤物理结构或“松”和“紧”的重要因素，化学和物理结构都会影响生物生命。一位顾问以这种方式将所有三个尖头连接在一起：“镁含量越高，土壤越紧。所以土壤越紧密，空气和氧气就越少，微生物和生物就越少……”另一位顾问解释说，实现土壤化学平衡会导致土壤物理改善，然后“更好的通气”，“更好的根系发育” ,”和“更好的生物活性”。对他来说，所有这些变化的组合都是土壤平衡的一部分。他接着说，“所有这些结合起来，就是这种平衡的一部分。”
图 2 土壤平衡“三足凳”的概念表示
对于一些当代土壤平衡顾问来说，管理生物学可能比围绕 BCSR 的化学更重要。Gary Zimmer 表示，他宁愿拥有“中等测试范围内养分平衡良好、具有大量生物活性和良好结构的土壤，而不是无结构、死的、高测试土壤”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017 ，第 133 页）。在我们的一次采访中，一位顾问表示“生物学胜过化学”，即使你的土壤“从阿尔布雷希特的角度来看是完美平衡的”，如果你没有良好的生物学能力，你仍然可能拥有“灾难性的作物”。土壤剖面上的养分有效性。”另一位顾问表示相信，由于土壤生物学不断恶化，Albrecht碱阳离子饱和法可能“不像 40 年前首次开发时那样强大”，因此，我们可能不会得到同样的回应。
鉴于这种整体观点，许多土壤平衡顾问报告说，除了高钙修正剂之外，还使用并推荐了一套多样化的管理实践。例如，关注土壤的物理特性通常意味着战略性地使用耕作来避免压实，同时仍然在整个土壤剖面中混合养分。尽管他们对结构的看法”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017，第 312 页）。
一些推荐的土壤管理实践是明确规定的，因为它们对土壤生物学有影响。一个常见的例子是使用轮作和覆盖作物。用一位顾问的话来说，它们是一种“促进生物学，而不是抑制生物学”的方法。 Gary Zimmer 写道：“绿肥作物和其他类型的覆盖作物都为土壤质量和土壤生命提供了很多好处。”它们可用于构建腐殖质，也可用于养分循环和“保持可能流失的养分，例如氮”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 362 页）。一位顾问解释说：“我一直被教导要认为地上的多样性反映了地下的多样性。”他将这种联系归因于“不同的作物对于养活不同类型的土壤生物学至关重要”的想法。
粪肥和堆肥的应用也通常被认为是良好土壤平衡管理计划的关键部分，特别是在有机操作中。 Gary Zimmer 指出，“如果没有动物粪便，为作物提供必要的氮素会更加困难且成本更高。”他补充说，“动物粪便确实可以让生物农业更好地运作——只要管理得当”（Zimmer 和Zimmer-Durand 2017，第 366 页）。金赛还写道，施肥是改善土壤结构的重要方式（金赛和沃尔特斯，2006 年，第 58 页）。
顾问之间在推荐使用生物刺激剂和接种剂的程度方面存在更大差异。一位顾问告诉我们，如果“我们能够达到平衡”和“能够正确地获得通气和土壤物理”，那么他认为“微生物会重新调整”。他对在农场系统中播种微生物的有效性持怀疑态度。 Bill McKibben 和 Neil Kinsey 对生物制品的使用同样持谨慎态度。金赛写道，“如果土壤工作正常，它们会有所帮助。但是，如果土壤基本原理不正确且不合适，那么仅依靠生物制剂就会遇到各种麻烦”（Kinsey和Walters 2006，第 115页）。另一方面，为Agri Dynamics 和Midwestern BioAg 工作的顾问更有可能将定期使用生物刺激剂和接种剂作为其土壤平衡方法的关键部分。
那些推荐使用生物接种剂和兴奋剂的人描述了各种各样的产品。考夫曼等人 (2007) 将生物刺激素定义为“除了肥料之外，在少量施用时可促进植物生长的材料”。糖蜜等糖源有时用于为植物和土壤生物群提供碳源。还建议使用鱼肥，因为它们含有酶，除了为植物生长提供营养外，还可以作为生物刺激剂。腐殖酸、海带、腐殖酸和黄腐酸以及菌根真菌也被视为兴奋剂和接种剂的良好来源。一位顾问报告说使用了“生物食物来源。我想我将它们视为赞美良好生育能力或良好生育计划的一种方式。”腐殖酸盐可以“帮助保持植物可用形式的养分”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 201 页），因为它们“螯合带正电荷的阳离子”并可以增加“植物细胞膜渗透性”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，p105）。富里酸可以“以类似激素的方式发挥作用，增加植物的生理活动”（Brunetti 2014，第 106 页）。
对于作为土壤平衡管理系统一部分的叶面喷施产品的适当使用和功能，顾问之间的共识甚至更少。叶面背后的想法涉及直接喂养植物或叶子而不是土壤。 Jerry Brunetti 发现“通过叶子吸收营养的效率比植物从根中吸收的效率高 10 到 20 倍”（Brunetti 2014，第 145 页）。然而，他也强调了环境的重要性，例如时间、温度和喷洒设备（Brunetti 2014）。另一位顾问强调叶面喷施是他土壤管理方法的核心部分，因为他认为叶面喷施会诱导植物将富含营养的渗出物释放到土壤中，为土壤生物群落提供营养。因此，这位顾问表示，叶面喷施可能是“使土壤再生和重建土壤健康的最快方式”。在一次采访中，一位顾问表示，与单独使用叶面肥相比，叶面肥与其他土壤改良剂一起使用可以获得更大的响应。相比之下，另一位顾问表示，“业内吹捧许多叶面产品”是“切片面包的次佳选择”。他接着说，“其中太多未经证实并作为某种灵丹妙药出售”，但他认为“很难获得一致的结果”。
4. 营养供应问题
我们的文献综述和采访中出现的另一个共同主题是，传统的 SLAN/B&M 方法通常无法理解土壤化学、物理和生物条件如何调节土壤养分对植物的可用性。例如，土壤平衡中对微量营养素的日益重视与具有不同微量营养素水平的土壤可能会阻止主要和次要营养素被植物吸收的想法有关。根据 Zimmer 的书，“很多养分都无法获得”，因此“最重要的是进入植物的物质，而不是进入土壤的物质”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017，第 89 页）。因此，“即使标准土壤测试表明有足够的植物可用，通常也没有足够的植物可用”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 191 页）。同样，McKibben写道“可能存在的限制因素，阻止营养物质进入溶液并被植物利用”（McKibben 2012，第 58 页）。
8（例如，Soil Boost 和其他产品，如腐殖酸盐、叶酸 PKT myco 种子、Flora-Stim、鱼肥、Earth Gem）。
这种对可用性的强调也与管理三足凳的所有三个组成部分的需要有关。一位顾问认为，实践土壤平衡超出了实现理想的基础饱和比，因为“空气和生物学对这些养分的可用性产生了巨大的影响......”他继续强调关注“土壤倾斜度、生物学和真菌，以便所有这些营养物质更容易被植物利用。”另一位顾问认为“可用性、存储，这些东西真的很重要，因为如果你没有真正的平衡，你可能无法从添加矿物质中获得价值。”还有一个人表示，“良好的生物活性应该有助于使土壤中存在但不易获得的一些营养物质可用。”
对养分可用性的担忧导致一些土壤平衡顾问使用替代测试来直接测量土壤和植物的养分可用性（例如，土壤粘贴测试和植物组织测试）。一位顾问分享了他的观点，即当标准土壤测试方法不能时，糊剂测试有时可以检测到土壤中的问题，特别是关于“在溶液中移动并可供植物使用”的内容。一些顾问还建议将组织测试作为植物可用性和吸收的直接衡量标准；然而，与标准土壤测试相比，人们对其准确性的看法各不相同。
5. 作物质量
在土壤平衡范式中工作的顾问断言，他们比遵循标准 SLAN/B&M 方法的人更关注作物质量，这可能与土壤平衡相关的一些不同营养推荐水平有关。 Albrecht 的原始工作认为，土壤质量差与动物和人类健康状况下降之间存在联系，当代土壤平衡顾问在他们的著作和对我们团队的采访中阐明了类似的理论。具体而言，齐默认为，尽管多年来作物产量有所增加，但作物质量却有所下降（齐默和齐默-杜兰德，2017年，第 163页）。Bill McKibben 在他的书中附有一张表格，记录了1963 年至1999 年一些主要粮食作物的钙含量下降情况（McKibben 2012，第 63 页）。还有一种普遍表达的观点，即如果您专注于提高作物质量，就会增加产量。正如一位顾问所说，他的重点“不是必要的产量……我们不会将其作为……目标……”而是继续说，“……我们的目标是作物的质量，因此我们实现产量自理。”Agri-Dynamics 和其他从事蔬菜经营的顾问认为，白利糖度（即作物含糖量的量度）可以用作代表土壤的平衡程度。
6. 上下文的作用
虽然实践背后有一些一般原则，但我们的阅读和采访表明土壤平衡实践经常适应特定领域、农场和农民的独特品质。除了上面提到的土壤 CEC 的重要性之外，一位顾问指出，“建议会有所不同，具体取决于是否是高镁情况、高钙情况等。”考虑农场的管理历史和土壤生物状态也很重要。一位顾问指出，有机质含量高的农民可能“开始不太注意这些比率”。农场类型也会影响土壤平衡建议。菜农种植价值更高的作物，因此有更多的预算来购买修正案。一位顾问表示，他通常每年都会为他的蔬菜和水果种植者进行“Albrecht 型土壤分析”。相比之下，他每三年对大田作物进行这些土壤分析。这位顾问接着说：“奶农是我们高钙石灰的第一大用户……[因为]他们每天都在出售钙。它留在卡车上。”
7. 土壤平衡书籍和访谈中的其他常见主题
访谈和文献中出现了许多其他值得一提的主题。例如，我们在许多采访中听说土壤平衡方法需要耐心并且需要时间。金赛写道，“如果有人试图告诉你阿尔布雷希特系统不起作用，首先要弄清楚他们是否仅根据一年的结果来判断它”（金赛和沃尔特斯2006，第 380页）。他接着说，“在需要重建肥力水平的土壤上正确执行该计划三年后，它会做得更好”（Kinsey 和 Walters 2006，第 380 页）。支持者还认为，一旦实现土壤平衡，对外部投入的需求就会减少。
土壤平衡文献和我们的受访者经常将土壤健康与牲畜和人类健康联系起来。这是阿尔布雷希特作品的主要主题。一位顾问报告了一些例子，牲畜可以选择平衡和不平衡的田地，并定期花更多时间在平衡的土壤上放牧。一种普遍表达的想法是，理想情况下，土壤养分水平应反映人体的自然水平。正如一位顾问所说，“如果你看看人体，钙和镁的比例是7:1”——这与Albrecht 推荐的比例大致相同。对于这位顾问来说，这种相似性与“我们是从地球上创造出来的”有关。在他的书中，金赛谈到了他与一位医生的对话，“在解释了土壤中的钙含量应该是 68% 饱和度之后”医生回答说，“这就是你我需要在我们的身体中得到的东西。有正确的钙平衡”（Kinsey和Walters 2006，第 17 页）。金赛和医生就植物与人类对镁和钾的需求之间的联系进行了类似的交流。
在我们的研究中，我们注意到土壤平衡顾问通常更喜欢天然来源的土壤改良剂，这些改良剂被认为比合成产品释放养分的速度更慢，并且通常含有更多的微量元素。 Gary Zimmer 认为“常用的肥料材料……可能太易溶”，因此“它们很容易浸出，或者当植物吸收过量时会导致土壤养分或植物营养失衡”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017，第 18 页）。他继续指出，合成肥料“每单位养分来源可能更便宜，但从长远来看，它们并不便宜，因为它们会破坏土壤结构、危害土壤生命或伤害植物”（Zimmer和Zimmer-Durand 2017，第 163 页）。虽然这些想法在我们的一些顾问访谈中得到了回应，但并非所有土壤平衡顾问都反对使用商业合成肥料（至少对于他们的非有机客户）。
一些土壤平衡顾问指出不同来源的土壤改良剂如何呈现不同的电磁和生物物理特性。对这些性状的兴趣可以追溯到 Carey Reams，他也为早期的土壤平衡方法做出了贡献。在他的书中，Jerry Brunetti 讨论了“反磁能，例如在石灰岩中发现的和顺磁能，例如在玄武岩中发现的……”（Brunetti2014，第 9 页）。在一次采访中，一位顾问分享了“植物营养”方面“存在巨大的未开发潜力”的信念，并将其与“生物物理学”联系起来。他指出，你可以从“两个不同的采石场”获得碳酸钙，它们的钙含量和地面细度可能相同，但“你把它并排放在同一块土地上，你会得到两种完全不同的结果。”在他看来，这些差异可以用生物物理或顺磁能来解释。
几位顾问报告使用杂草作为土壤养分水平和土壤质量的指标。一位顾问讨论了狗尾草的存在如何表明土壤中钙的可用性低。另一个提到了美国 Acres 出版的两本书（杂草，控制无毒药和杂草以及它们为什么生长），其中讨论了指示性杂草的概念（Pfieffer 2007；Walters 1999）。这位顾问进一步解释说，“每一种杂草不仅与特定的营养成分相关，更恰当地说，它与特定的微生物特征相关。”
8. BCSR 与 SLAN/B&M 有何不同？
虽然土壤平衡倡导者经常批评传统的 SLAN/B&M 方法，但认为这些方法是相互排斥的会产生误导。事实上，大多数土壤平衡书籍都定期纳入标准土壤科学教科书中的信息，而且大多数顾问仍然密切关注 N、P 和 K 水平。尼尔金赛说：“在任何长期计划中，钙都是第一位的。”然而，他接着说，“在需要种植直接作物的地方，主要元素总是排在第一位。” （金赛和沃尔特斯，2006 年，第 74 页）。另一位顾问表示，虽然他专注于 BCSR，但“我们并没有忽视充足或过剩的基本原理。”他强调，磷和钾尤其如此。土壤测试仍然是 BCSR 顾问的重要工具，他们依赖与传统土壤顾问（即Bray 和Mehlich）类似的土壤测试。
土壤平衡者还认识到钙含量过高的负面影响。一位顾问表示，如果钙含量高（即超过 80%），使用“SLAN方法”更合适。 Gary Zimmer 在他的书中讨论了标准方法和土壤平衡方法的互补性，他写道：“大多数科学家都认为作物生产需要二十多种养分；他们还同意这些营养素的某些充足水平。”这些充足的水平“还将为您提供土壤中这些养分的'比例’。”因此，实际上，任何一种方法都“非常相似，只要您还处理过分行为”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 120 页）。
同样，虽然Albrecht 和一些现代顾问与传统的SLAN/B&M 方法相比不强调 pH 值和土壤酸度的重要性，但大多数土壤平衡倡导者仍然关注土壤 pH 值水平作为养分可用性（包括碱基阳离子）的关键调节剂。一位顾问强调说：“我不认为 pH 值应该被排除在等式之外……（并且）钙当然不应该是我唯一关注的东西。”
很明显，在BCSR 方法下，一些主要和次要营养素的推荐水平可能比在 SLA 计划下高得多。在SLAN/B&M 方法下，钙用于管理土壤 pH 值，并为作物生长提供条件并改善土壤结构。钙通常以农用石灰（碳酸钙）的形式施用。当需要次要常量营养素时，会使用其他形式的石灰（例如，白云石灰以提供镁）。当 pH 值足够但需要钙或硫时，SLAN/B&M顾问越来越推荐使用石膏（Batte等人，1993年）。根据Tri-State Fertilizer 的建议，在印第安纳州、俄亥俄州和密歇根州地区，“如果可交换钙水平超过 200ppm，则预计不会对钙产生反应”（Vitosh 等人，1995 年，第 17 页）。相反，重点是“如果土壤 pH 值保持在适当的范围内”，因为“那么从石灰中添加的钙将维持作物生产所需的足够水平”（Vitosh等人，1995年，第 17 页）。
下面图 3 中的实线显示了在具有不同阳离子交换能力 (CEC) 的土壤中实现目标 BCSR 比率所需的土壤有效钙 (Ca)、镁(Mg) 和钾 (K)的量。该图显示，随着 CEC的增加，实现目标阳离子比率（灰色阴影区域）所需的三种基础阳离子的量比 SLAN/B&M 方法下的推荐量（由水平虚线表示）要多得多。添加这些额外的钙、镁和钾将需要在土壤改良方面进行大量支出，而这可能不会产生相应的产量增加和投资回报。
图 3. 比较订阅 BCSR 与 SLAN 时推荐的可提取土壤测试水平（Culman 等人，未发表）。
BCSR 方法还可能涉及对其他次要和微量营养素的更高建议。 SLAN/B&M 方法通常不建议应用微量营养素，特别是在我们研究区域的州。根据 SLAN/B&M 土壤和植物分析和建议（Vitosh 等人，1995 年），俄亥俄州、印第安纳州和密歇根州三州地区的大多数土壤都含有满足植物需要的足够微量营养素。最近对俄亥俄州微量营养素试验的审查发现，在玉米、大豆和苜蓿中，微量营养素应用对产量的影响极为罕见。在总共 144 项试验中，只有 9 项显示施用微量营养素对产量产生积极影响（Sharma 等人，2018 年）。 SLAN/B&M 方法还担心过量的微量营养素会对植物产生毒性风险（Vitosh 等人，1995 年）。
有趣的是，在我们的采访中，许多土壤平衡顾问还建议使用比 SLAN 下通常推荐的更高水平的磷（不是一种基本阳离子）。根据大学的研究 (Bray P)（Vitosh 等，1995），在大多数情况下，主要大田作物（玉米、大豆和小麦）和大多数蔬菜作物对土壤磷含量超过 15 ppm 没有反应。土壤测试磷水平高于 50 与溶解活性磷的损失有关，这是西伊利湖盆地和其他内陆水道有害藻华的主要驱动因素（Duncan 等人，2017 年）。相比之下，Gary Zimmer 表示，“25 ppm 的产量较高，但 50 ppm 也提供更好的质量和更高产量的潜力”（Zimmer 和 Zimmer-Durand 2017，第 129 页），部分原因是“养分总量土壤中存在的物质可能比可用形式大许多倍”（Kinsey 和 Walters 2006，第 206 页）。在我们的一次采访中，一位顾问报告说他通过“Mehlich 3 测试”设定了“百万分之 75”的期望水平。然而，他并不“害怕达到 200 ppm”。他有农民声称磷“当你在 200 或更高时开始对你的产量非常有效......”Bill McKibben 的书表明他可能建议使用 250 磅/英亩的磷 (P205 ) 的施用率，因为他已经“看到标准测试中的磷含量超过每英亩 1,000 磅，但由于土壤 pH 值高和阳离子干扰，可溶性磷低于检测限”（McKibben 2012，第 61 页）。他还指出分层可能是一个问题，并警告说应注意确保磷被纳入整个根区。
B. 农民对土壤平衡的理解和使用
一、农民对BCSR的理解和使用
虽然顾问们描绘了与土壤平衡相关的思想和实践的相当微妙的画面，但农民在我们采访中描述的土壤平衡的理解和实践更加多样化。在我们采访的 23 名有机农民中，大多数报告使用混合方法进行土壤肥力管理，只有少数描述使用严格的“BCSR”方法，其中包括特定的Ca:Mg:K 饱和比目标。与顾问相比，农民也不太可能使用“BCSR”或“土壤平衡”等术语。一位农民确实讨论过积极管理 Ca:Mg 比率，但表示每次他试图定义“土壤平衡”时，他都会“碰上一堵砖墙”。考虑到这些农民被明确招募接受采访是因为他们被同行识别并称我们的团队是实践土壤平衡的好例子，他们不愿表达以 BCSR 为重点的实践定义令人惊讶，这说明了研究涉及的复杂性它在实践中的效果如何。
虽然接受采访的农民中没有一个完全围绕严格的 BCSR 方法进行土壤平衡，但在我们采访的 24 位农民中，有 18 位表示普遍坚持保持适当的阳离子水平（尤其是钙和镁）对于维持适当的阳离子水平很重要的观点。 “平衡的土壤。”许多农民分享了高镁（或低钙）导致土壤结构不良，阻碍排水的故事。正如一位农民所说，“我们开始进行一些土壤测试，然后应用”顾问推荐的“改善我们的干草……我们土壤中的镁含量过多。”与顾问相比，农民不太可能提到数字阳离子比率。与试图达到精确的百分比相比，农民更有可能寻求饱和值的一般目标范围。正如一位农民所说，“你不必在土壤平衡上针锋相对，但你必须……在那些好的范围内。”
我们采访中的顾问阐述了相当复杂的理论和概念，以描述化学、物理学和生物学如何相互作用以产生平衡的土壤。相比之下，当被要求描述土壤平衡时，农民通常会列出他们遵循的做法，尤其是土壤改良剂的应用。在采访记录中，农民使用描述修正的词语的频率是涉及 BCSR 概念（如“阳离子”和“饱和比”）的词语的三倍。与顾问相比，农民不太可能区分钙添加物的形式（特别是高钙与农业石灰）。一位农民表示，他不确定在他的田地中使用了哪些土壤改良剂：“我们确实定期添加石灰......我们试过了，呃……” 在他犹豫并进一步询问他使用特定的土壤改良剂之后，他回答说：“我知道这是……石膏是一回事。石膏，软岩。我想可能是硼和锌。”与顾问相比，农民不太可能谈论 CEC 在土壤平衡方面的重要性。然而，农民确实认识到环境和土壤类型的重要性，更普遍地与土壤平衡的有效性相关。正如一位农民指出的那样，“我认为你不能仅仅将矿物质放入并期望产生沙子。”
农民还模糊了 SLAN/B&M和BCSR 土壤肥力方法之间的区别，以及大多数描述的结合每种方法要素的管理策略。例如，当被问及如何定义土壤平衡时，大多数农民将其描述为通过使用土壤测试来管理土壤质量以达到预期作物性能结果的一般方法。一位农民表示土壤平衡就像“进行测试并......检查什么是低含量并应用，你知道，石灰或磷......”。另一位农民明确地将土壤平衡与 SLAN/B&M 方法联系起来，他指出“我首先想到的是州立大学提出的关于 NPK 和微量营养素的建议。”他补充说，他还会检查测试以获取有关“有机物质和阳离子交换能力——CEC”的信息。第三位农民表示，当他考虑土壤平衡时，他会寻找一个“基准……我们想要这里的磷含量，那里的钾含量，钙含量，以及，你知道的，我们想要我们的 pH 值和 CEC和基础饱和。”这位农民将碱饱和度和钙的想法与 pH 值和其他 NPK 营养素的使用混合在一起。换句话说，与顾问不同的是，在描述他们如何平衡土壤时，农民可能会像讨论钙或镁一样讨论传统的 SLAN 营养素(NPK)。
2.BCSR 之外的农民土壤平衡
虽然不像提到钙或 NPK修正物那么常见，但许多生产者表示微量营养素（特别是硼）对他们的土壤平衡实践很重要。一位农民说：“我坚信微量矿物质和通过基础饱和度平衡我们的土壤。”另一个人表达了他对微量营养素的兴趣，同时更加强调宏量营养素，他说：“大多数土壤营养学家会告诉你……在你把其他一切都搞定之前，解决这些问题是没有意义的。”
农民还经常关注土壤生物学在其土壤管理系统中的重要性。一位农民讨论了“我让很多农艺师查看我的土壤分析后说，'哇，你知道你做得很好。那个土壤是平衡的。’”但农民注意到土壤并没有“不生产任何东西”。他将此归因于缺乏健康的土壤微生物。他继续解释说，如果你能把“细菌”找回来。你让你的土壤充满活力。”当被要求定义土壤平衡时，另一位农民在讨论矿物质后立即提到了微生物，并进一步阐述了土壤平衡是“试图以正确的比例或其他方式获得适量的矿物质。然后还有……土壤中的大量微生物活动用于消化。”
农民还经常描述使用栽培管理实践来实现土壤平衡，例如轮作、覆盖作物以及使用粪便或堆肥。一位建议说，“管理是关键；这就是农民的定义。这是一个知道如何管理这片土地的人，而不是一个对修正案和其他东西了如指掌的人。”另一个借鉴了像他祖父这样的“老前辈”的建议，他教给他这样一句话：“石灰、肥料和三叶草使整个农场变得富有。”一位农民表示，他听取了父亲的建议，他强调：“使用动物粪便保持轮作”和“良好的耕作方式”。另一个人将他使用的修正案比作“创可贴”，并指出覆盖作物“更像是一种长期的治疗方法”。另一位农民强调了他的管理放牧系统过度依赖“严格应用某些修正案”的重要性。
3. 土壤平衡的农民信息来源
农民对土壤平衡理念的多样化和复杂的理解可能反映了他们使用不同的信息源来指导他们的土壤管理决策。农民表示使用来自多个来源的有关土壤管理的信息，其中一些与土壤平衡的联系比其他人更明确。农民在土壤平衡背景下讨论的最常提及的信息来源是（按降序排列）：来自多个顾问、土壤测试实验室、农场投入品供应会议、其他生产者、他们的家庭、已发布的土壤平衡参考材料的信息，以及替代农业组织和通讯。从他们自己的经验中得出的观察结果也很重要。
一些农民严重依赖土壤平衡顾问，有时会向多个顾问寻求建议，但通常会依靠自己的直觉和经验来做出最终的土壤管理决策。特别是在讨论导致他们应用钙和镁添加物的建议时，24 位农民中有 17 位提到使用土壤平衡顾问。值得注意的是，其中七位农民提到了不止一位土壤平衡顾问。在八次农民访谈中提到了土壤测试实验室（尤其是 Brookside Labs，它在土壤平衡顾问中很受欢迎）。在八次农民访谈中，农业投入供应商被列为信息来源。一些农民表示，他们更愿意从其他生产者那里获取信息，而不是从顾问那里获取信息。 7 名受访者提到农民和 5 名将家庭列为重要信息来源。正如一位农民所说，“土壤平衡或土壤肥力会议”可能“非常乏味”。相反，他强调了“与其他制片人进行个人对话”的重要性。其他农民提到依赖来自有机农业组织的信息（3 次采访），特别是书面信息来源，如中西部有机和可持续教育服务有机广播通讯（3 次采访）。一位农民描述了参加俄亥俄州生态食品和农业协会 (OEFFA) 内的一个农民团体，以及“每个人对事物的看法不同”，因此他们“相互获取信息”。四位农民提到阅读和使用由 Albrecht 和 Reams 等人撰写的原始土壤平衡书籍中的材料。
也许最重要的是，大量农民描述了他们如何主要依靠自己的经验和观察来确定特定的土壤管理实践是否有效。五位农民明确提到了直觉或观察在平衡土壤中的作用，其中一位指出“我大约每三年进行一次土壤测试，但我更多地通过视觉进行平衡……在生长季节，我每天都在做土壤测试。 '正在走过农场的一部分。”另一位农民表示，他依靠“在农场中反复试验，看看什么是有效的……”。这种对观察力的关注可能会导致一些农民淡化土壤测试的重要性。一位农民说，他爷爷没有做任何土壤测试，但他继承了农场，结果证明他的“钙镁比例非常好”。虽然一位农民说他进行土壤测试，但他提到了俄亥俄州一位著名的有机农民的案例，他没有使用土壤测试就成功了。
使用多种土壤平衡信息来源表明农民正在寻求和比较关于最佳土壤管理策略的不同意见。正如一位退休农民所说，“你可以问1000 个不同的人同样的问题，你会得到1000 个不同的答案。”另一位农民建议，“一个房间里 10 个人……你可能对硫有 11 种看法。”在我们的采访中，很明显，大多数农民不一定致力于任何特定的方法或顾问。相反，他们融合了来自不同顾问的建议，以及从他们自己积累的经验中收集到的智慧的其他来源。一位农民将这个过程描述为使用一个人的一半建议和另一个人的一半建议，最终“介于两者之间”。我们采访的 24 位农民中只有 3 位几乎完全听从他们的顾问对土壤平衡修正的决定（并且实际上将我们转介给他们的顾问来回答我们关于他们的田地所做的问题）。
C. 土壤平衡的盛行
1. 自称为土壤平衡者的农民
根据有关该方法的轶事观察和大量土壤顾问以及已发表的材料，土壤平衡似乎是美国中西部和东北部农民（尤其是有机种植者）中相对普遍的做法，但是迄今为止，还没有系统数据收集用于量化使用范围并表征利用土壤平衡的农民类型。为弥补这一差距，我们于 2018 年春季在四个州（俄亥俄州、印第安纳州、密歇根州和宾夕法尼亚州）对经过认证的有机玉米农民进行了邮件调查。该调查的一个目标是估计实施土壤平衡的流行情况和方式2017 年生长季节的有机玉米田。共有 859名农民返回了有用的调查（回复率超过 57%）。
结果为估计该地区土壤平衡的相对流行提供了经验基础。根据上述访谈结果，我们还认识到该地区定义和实践土壤平衡的多种方式。因此，我们提出了许多不同的问题，以了解测量土壤平衡的不同方法。关于该主题的调查的核心部分以以下文字开头：
“一些农民遵循一种通常被称为土壤平衡的做法。土壤平衡通常侧重于平衡碱性阳离子（例如钙、镁、钾）的饱和率，以改善土壤质量和其他养分的可用性。常见的目标碱阳离子饱和率是钙 (65-75%)、镁(10-15%) 和钾(3-5%)。土壤平衡通常通过应用高钙和低镁形式的石灰或石膏来实现。下一部分将询问您在土壤平衡方面的经验（如果有的话）。鉴于这个定义，您是否在您的农场使用这种土壤平衡方法的版本？”
在回答这个问题时，略多于一半(55%) 的有机玉米种植者自称在实践土壤平衡（见表 1）。然后邀请对第一个问题回答“是”的受访者通过土壤平衡写出“你做了什么以及你试图完成什么”的简短描述？对这个开放式问题的答案进行了定性编码，以捕捉对关键短语或概念的提及。
表 1：自我报告使用土壤平衡 (SB) 的频率
描述
频率
全部农户中的百分率
不是自认的土壤平衡农场
364
45.0
自认土壤平衡农场
444
55.0
土壤平衡实践/目标的书面描述
164
讨论 BCSR、SB 修正案和/或使用 SB 顾问
149
20.3
描述了使用土壤测试来平衡土壤养分水平（但没有明确提及 BCSR/SB 产品）
96
18.4
其他类型的描述（一般土壤健康、文化习俗等）
35
11.9
标识为 SB，但未提供书面说明
808
4.3
总计 1
注：1 = 不包括 51 个农场，其中受访者未回答有关成为土壤平衡者的问题
19
我们使用农民提供的书面意见对三个亚组进行分类。第一小组由自我认同的土壤平衡者组成，他们明确使用 BCSR 词：例如，他们写了关于管理碱阳离子交换比率、应用修正来提高或降低 Ca 和 Mg 水平、使用高钙石灰或石膏，或参考使用来自专注于土壤平衡的顾问或咨询服务的建议。该组约占整个有机农民样本的 20% 或自我认定的土壤平衡者的 37%（表 1）。该组农民中约有一半明确提及碱阳离子或 Ca:Mg 比率/百分比。例子包括：
· “我们使用石膏来提高钙和降低镁。我们的目标是 80% 卡路里/15%镁/5% 钾和 1.5% 至 2% 的硼
· “每年添加石膏。尝试达到 75% Cal 的基础饱和度。”
· “使用高钙石灰和/或石膏……冲洗镁。”
· “我采集了土壤样本，并计划使用高钙石灰和/或石膏来平衡cal/mag 比率以
帮助排水和生物学。”
· “我们监测基础饱和率，并在施用石灰、肥料或
其他修正。我们的目标是在上述范围内。”
· “我们每两年进行一次土壤测试，并在轮作玉米之前完全平衡。我们至少平衡了所有阳离子和 7-8 个阴离子。”
· “高钙石灰用于维持钙水平。石膏用于供应硫酸盐和低镁，根据NPK要求使用多种肥料。目标是为所有形式的生物学蓬勃发展奠定基础。”
· “我正在尝试根据上述值平衡碱饱和度，使用高钙石灰或石膏作为 Ca，并使用肉鸡粪来提高 K。但是，我也在尝试使用田纳西棕磷酸盐和肉鸡粪来提高磷含量，根据Agri Energy 的建议。也适用于满足当年作物需求的氮需求和微量营养素。”
· “我聘请了一位农艺师（Homestead Nutrition）。我有高 Mag 土壤 = 紧密度，所以我们正在努力疏松土壤并增加微生物活动。”
该小组中的其他人提到了钙或镁，应用了高钙修正剂，或提到了使用土壤平衡顾问，但没有明确讨论 BCSR 化学。典型的例子包括：
· “添加高钙石灰、硼、铜。尝试让土壤更松散、更平衡，以改善植物健康——更多的产量和更少的杂草。”
· “我在明年种植的前一年做了很多覆盖作物。我每年都做土壤测试。我有一个与 Green Field 农场有关的计划。他们给我推荐。我在种植我的产品之前应用土壤改良剂。我不养玉米来卖，所以那种人占了后座。”
· “每 3 年进行一次土壤试验。按照 MBA [Midwest Bio Ag] 的建议来平衡土壤以促进作物肥力和土壤改良。”
· “我使用 Kinsey Ag 进行土壤测试并遵循他们的建议。我正在努力建立土壤健康和有机物质，以便我以更少的投入获得更高的产量和测试重量，而且我也相信更好的平衡土壤有更少的杂草。”
· “每年（目标）施石膏 500 磅英亩 - 提高钙和硫含量 - 每 3 年进行一次土壤测试 - 在钾含量高的田地限制家禽垫料。”
· “农业能源农艺师根据土壤测试结果给出建议。”
· “我们咨询了 Midwestern Bio-Ag 并遵循了他们的建议。”
从这些选定的评论中可以清楚地看出，描述 BCSR 方法的农民经常强调对土壤物理特性的影响。他们还经常将其他（非 BCSR）土壤管理考虑因素（例如，轮作作物、使用粪肥、平衡氮和磷水平）作为其土壤平衡方法描述的一部分。
我们使用来自其余自我认定的土壤平衡者的书面评论来确定第二个小组，该小组通常依赖土壤测试来确定要应用的修正，但没有具体提到碱阳离子、与土壤平衡相关的钙形式或特定土壤在他们的书面评论中平衡顾问。 9 这一群体占所有农民受访者的另外 18%（表 1）。该组中包含的描述的典型示例是：
· “土壤测试和树液测试”。
· “我每 3 年进行一次土壤测试，并按照建议施用养分，以达到作物生产所需的养分水平。”
· “进行土壤测试，阅读土壤测试，分析基本需求，购买最需要的养分，在土壤测试中应用养分来平衡。”
· “我每 3-4 年测试一次土壤，并添加必要的改良剂以平衡土壤。我还试图通过翻耕覆盖作物来增加有机物。”
· “土壤测试，按照建议施用石灰、肥料和微量营养素，以获得最佳产量和土壤健康。”
· “我们每 3 年进行一次土壤测试，然后在我们负担得起的情况下添加土壤改良剂。我的目标是获得土壤平衡，以最大限度地提高土壤健康和产量潜力。”
· “采集土壤样本并请顾问保持土壤平衡。”
· “每 3 年进行一次土壤测试，并根据需要尝试添加微量矿物质，以使土壤与我了解到的情况保持平衡。”
9 需要注意的是，一些受访者可能没有在他们的书面描述中明确包含 BSCR 概念或修订，因为这些已经包含在这组问题的介绍措辞中；如果发生这种情况，我们的结果可能会低估使用 BCSR 方法的比例。
· “我们每 3 年进行一次土壤测试。我们在缺乏营养的地方添加养分，以平衡土壤以获得最佳饲料质量是我们的目标。”
· “我有一位农艺师根据我的土壤样本提出建议。”
最后一个小组由自称为土壤平衡者的农民组成，并提供了另一种类型的实践描述（占所有农场的 12%，表 1）。 10 最常见的答案只是简单地引用了使用土壤改良剂和栽培管理实践来改善土壤健康和作物结果。例子包括：
· “让所有的营养都处于平衡状态。”
· “平衡土壤以提高作物质量和产量并减少杂草压力。”
· “平衡养分——使用一些堆肥来增加有机物质并覆盖作物。”
· “我的土壤有足够的养分，但它们不可用……试图使元素松散以供作物使用。”
· “提高 pH 值和其他矿物质以及有机物。”
· “土壤改良剂，为我的奶牛种植健康的作物。”
· “根据顾问的说法，改善土壤倾斜度和健康状况，从而生产更多、更健康的作物。”
· “我尝试像人类或动物一样维护和喂养土壤。我觉得两者非常相似。”
· “我试图主要提高钾肥和磷的利用率，并加入一些氮肥。我的 pH 值好多年了。我一生都在使用豆类和覆盖作物。”
· “我使用我的农家肥并购买一些鸡粪，然后根据需要添加肥料。”
· “轮作、土壤改良、更健康的土壤、更好的耐旱性。”
· “我种植覆盖作物以尝试增加有机质。”
· “石灰，根据需要施肥。苜蓿地的草在玉米之后覆盖庄稼，最常见的是小麦和黑麦。”
· “用苜蓿/草轮作我所有的田地——干草和牧场拖运粪肥，然后耕种玉米。（2 年玉米。3 年干草，1 年牧场然后是玉米）。增加有机物，保持所有微生物的生存和繁荣。”
总体而言，在其描述中提及不同关键概念的自我认同的土壤平衡者的比例列于下表 2。需要注意的是，这些类别并不相互排斥，但它们突出了不同重叠关键概念的普遍性，这些概念出现在其土壤平衡实践和目标的书面描述中。到目前为止，书面描述中最常见的主题是使用土壤测试来实现某种养分管理计划。 44% 的自称土壤平衡者在解释他们如何实践土壤平衡时提到了测试和管理养分。这一发现与前面讨论的采访中对该主题的突出程度相似。大部分评论 (23%) 表明农民严重依赖顾问的建议来实施土壤平衡。只有 14% 的书面评论明确提到了高钙石灰和石膏的使用。这很有趣，因为这些修正的应用是通常实现或保持碱阳离子百分比的主要方式之一。 13% 的评论提到了微量营养素的应用，这与顾问和农民访谈以及文献中的评论相似。 11% 的评论将堆肥和粪便的使用描述为土壤平衡方法的关键部分。 9% 提到使用了我们确定使用土壤平衡实践的特定顾问或机构。大约 8% 的人写了相当笼统的关于使用修正案平衡养分的文章，而没有具体提到土壤平衡产品。虽然管理土壤生物学是农民访谈中的一个突出主题，但只有大约 4% 的调查书面评论提到添加接种剂和菌根真菌作为土壤平衡方法的一部分。目标和实践的多样性证实了土壤平衡的构想和实践的多种复杂方式。
10 另外 4% 的受访者表示他们采用了土壤平衡方法，但没有提供书面说明。
表 2：土壤平衡书面描述中表达的关键主题的频率。
概念
提及每个概念的书面描述的百分比
使用土壤测试
43.9
遵循顾问建议的通用参考
22.5
使用石膏、高钙石灰、低镁石灰
13.5
微量营养素的应用
13.1
使用堆肥和肥料
11.0
使用以土壤平衡着称的顾问
9.0
总体平衡营养和矿物质
8.1
使用生物制品（接种剂等）
3.8
图 4：使用这种方法的自识别土壤平衡农场的百分比（按年份划分）
调查还询问了所有自称土壤平衡者使用土壤平衡方法的年数（图 4）。我们发现，超过一半的土壤平衡者已经实践这种方法十多年了。这表明土壤平衡的想法在这个 4 州地区的有机玉米种植者中并不是一个特别新的现象。
2. 获得 BCSR 阳离子饱和比的重要性
在调查的另一页上，我们要求农民根据他们对土壤管理方法的重要性对各种考虑因素进行排名。对于每项原则，受访者都有四种选择：
“一点也不重要”、“有点重要”、“重要”或“非常重要”。在 14 个可能的考虑因素列表中，11 我们包括一个旨在捕捉土壤平衡理念的选项：“我尽量将土壤钙饱和度保持在大约65-75%，将镁保持在大约10-15%。”因为它被问到了我们样本中的所有农民，所以这个问题提供了对该地区BCSR 土壤平衡重要性的独立估计。响应如下表3所示。结果表明，大多数有机玉米种植者认为达到推荐的 Ca:Mg 目标水平很重要。大约 20%的人表示这对他们来说非常重要，近三分之二的人表示这很重要或非常重要。
11 其他原则示例包括以下声明：“我确保土壤养分水平足以满足作物需求”、“我寻求随着时间的推移增加土壤的有机质含量”、“我根据其能力建设使用覆盖作物土壤质量”和“减少土壤板结对我来说非常重要。”
表 3. 达到 BCSR 目标钙镁比例对农民的重要性
声明：我尝试将土壤钙饱和度保持在大约 65-75%，镁在大约 10-15%
频率
有效 %
一点都不重要
40
5.3
有一些重要
221
29.2
重要的
345
45.5
很重要
152
20.1
为了进行比较，图 5 显示了农民对调查中包含的 14 个考虑因素中的每一个的平均重要性。我们还分别列出了那些自认为是土壤平衡者和没有自称为土壤平衡者的结果。结果提供了几个重要的带回家的信息。首先，将土壤 Ca 和 Mg 水平保持在 BCSR 范围内的目标对于土壤平衡农场显然比非土壤平衡农场更重要。其次，无论土壤平衡状态如何，在制定土壤管理决策时，BCSR 目标似乎不如大多数其他考虑因素重要（即使在土壤平衡者中，它也获得了第三低的评级）。这表明大多数土壤平衡者在管理土壤时都在综合考虑多种因素（不仅仅是 BCSR）。最后，自我认同的土壤平衡者确实认为其他一些考虑因素比非土壤平衡者更重要，包括使用改良剂来刺激土壤生物学、建立土壤质量和减少土壤压实。有趣的是，他们也更有可能说传统的 SLA/B&M 目标比非土壤平衡农场更重要（例如，替换作物去除的养分并确保土壤养分水平足以满足作物需求）。
3. 比较土壤平衡状态的指标
对“您是否使用土壤平衡方法”和“这一原则对您有多重要”两个问题的回答进行比较，揭示了农民回答中存在一定程度的不一致。例如，一些农民可能没有确定自己是从事土壤平衡的人，但事实上，在做出土壤管理决策时，他们非常重视 BCSR 比率管理（反之亦然）。表 4 显示了自我认同的土壤平衡者和非土壤平衡者的比例信息，他们对BCSR 目标进行了不同程度的评价。调查结果表明，30% 的自我认定的土壤平衡者（或 124个农场）表示，实现理想的Ca:Mg 百分比是一个非常重要的优先事项，另有 52% 的人认为这很重要。同时，7% 的农民（23 个农场）没有被认定为土壤平衡者，他们表示达到 BCSR 阳离子水平对他们来说非常重要。有趣的是，大约 18% 的自我认定的土壤平衡者（76 个农场）认为实现 BCSR 目标阳离子饱和度水平不重要或只是有些重要。这些结果表明，每种类型的问题都引出了略有不同的农民群体，表明他们使用 BCSR 或土壤平衡。
表 4. 通过自我识别的土壤平衡状态管理理想 BCSR 比率的重要性
目标的重要性：“我尽量将土壤钙饱和度保持在大约 65-75%，镁在大约 10-15%”（每个类别中农场的百分比（数量））
自认土壤平衡状态
完全不重要
比较重要
重要
非常重要
全部
土壤平衡农场
1.2 (5)
17.2 (71)
51.6 (213)
30.0 (124)
100.0 (315)
非土壤平衡农场
10.2 (32)
43.5 (137)
39.0 (123)
7.3 (23)
100.0 (413)
样本中的所有农场
5.1 (37)
28.6 (208)
46.2 (336)
20.2 (147)
100.0 (728)
4. 土壤平衡者的农场管理实践
在询问农民是否使用了BCSR 土壤平衡方法的某个版本之前，调查收集了有关他们 2017 年在特定有机玉米田中使用的管理实践和土壤改良剂的详细信息。这使我们能够比较使用频率自我识别的土壤平衡者和非土壤平衡者之间的不同农场投入和管理实践的差异。毫不奇怪，结果表明，自称为土壤平衡者的农民始终比其他有机玉米种植者使用更多的钙补充剂（表 7）。2017 年，自我识别的土壤平衡农场在其玉米田上使用 BCSR 推荐的钙投入物（如高钙石灰和石膏）的可能性大约是非土壤平衡农场的两倍。当查看他们在过去四年中是否对高钙石灰和石膏进行了任何应用时，这种模式更加引人注目。虽然在土壤平衡农场中使用 BCSR 形式的钙更高，但与非土壤平衡农场相比，它们不太可能使用农业石灰。
除了粪便和堆肥在各组之间没有差异，与非土壤平衡农场相比，自我认定的土壤平衡农场更有可能使用大多数其他形式的土壤改良剂或肥力投入。例如，2017 年超过一半的土壤平衡农场使用了包含 N、P 或 K 12 的输入，而非土壤平衡农场的这一比例约为 30%。土壤平衡剂施用硫、硼和其他微量营养素的可能性也高出三倍。虽然土壤平衡农场对硼和硫的使用增加与我们从农民访谈中获得的信息一致，但预计使用含 N、P 和 K 产品的趋势不会增加。与非土壤平衡农场相比，土壤平衡农场似乎更可能在其有机玉米田上使用生物接种剂和刺激剂。考虑到在解释土壤平衡的开放式问题中很少提到生物制品，这一点特别有趣。农民的实践表明，坚持土壤平衡理念通常与对旨在促进土壤微生物学的产品的更大兴趣和使用相关联。
最后，在表 7 的底部，我们比较了土壤平衡和非土壤平衡亚组之间各种栽培农艺管理实践的使用。有机农民通常通过耕作来管理杂草，因此保护性耕作的总体采用率相当低（与传统非有机农场的区域平均水平相比）也就不足为奇了。在我们的采访中，土壤平衡顾问经常强调一些战略性使用深耕的重要性，因此我们预计土壤平衡农民使用保护性耕作的频率较低。然而，我们没有发现基于土壤平衡状态的保护性耕作的使用有任何统计上的显着差异。同样，虽然在顾问和农民访谈中都强调了使用覆盖作物来建立土壤健康，但结果表明我们两个亚组之间没有显着差异。最后，我们使用有关过去四年轮作的信息来强调在种植玉米的田地轮作中加入小谷物和干草的频率。同样，土壤平衡农场和非土壤平衡农场似乎具有相似的作物轮作模式。
12 不包括任何肥料或堆肥产品。
图 5：有机玉米种植者对不同土壤管理考虑的平均重要性，通过自我确定的土壤平衡使用
Using cover crops to control weeds
使用覆盖作物控制杂草
Adding soil amendments to stimulate soil biology
添加土壤改良剂以刺激土壤生物学
Replacing nutrients removed by crops
替代作物去除的养分
Keeping soil calcium saturation at BCSR target levels
将土壤钙饱和度保持在 BCSR 目标水平
Picking tillage practices based on impacts on soil quality
基于对土壤质量影响的采摘耕作方法
Choosing crop rotations that break pest and disease cycles
选择打破病虫害循环的轮作
Ensuring soil nutrient levels are sufficient to meet crop needs
确保土壤养分水平足以满足作物需求
Choosing soil rotatioin that improve soil quality
选择提高土壤质量的土壤轮作
Using cover crops to build soil quality
使用覆盖作物提高土壤质量
Using manure and compost as source of soil nutrients
使用粪便和堆肥作为土壤养分的来源
Picking tillage practices based on impact on weed populations
根据对杂草种群的影响选择耕作方法
Reducing soil compaction Building organic matter content of soil over time
随着时间的推移减少土壤压实/增加土壤有机质含量
Building healthy soils to ensure healthier crop
建立健康的土壤以确保作物更健康
非土壤平衡者，土壤平衡者，统计显着差异
表 7：按土壤平衡状态使用的各种土壤改良和输入
自认实践土壤平衡农场的农场
不是自我描述的土壤平衡农场 n=364
自我描述的土壤平衡农场n=444
全部农场 n=859
统计显著性差异
过去 4 年中任何时间在玉米田中使用钙质土壤改良剂
任何 Ca 输入
37.9%
60.4%
50.6%
***
石灰
10.7%
11.9%
11.4%
高钙（产品名称）
18.7%
30.4%
25.5%
***
石膏
15.7%
33.1%
25.3%
***
2017年玉米田土壤改良和投入的使用
任何 Ca 输入
19.2%
35.8%
28.7%
***
石灰
3.8%
4.1%
3.8%
高钙（产品名称）
8.2%
15.3%
12.3%
**
石膏
10.2%
17.8%
14.8%
**
任何肥料
88.5%
90.5%
89.2%
任何堆肥
9.9%
12.4%
任何 NPK 输入1
30.5%
53.2%
42.1%
***
任意 N 输入
26.1%
43.7%
34.4%
***
鱼肥产品
7.1%
12.4%
9.5%
*
任何 P 输入
13.7%
26.8%
20.2%
***
任何 K 输入
13.2%
27.3%
20.2%
***
硫
6.3%
17.8%
12.2%
***
任何微量营养素
11.8%
35.4%
24.7%
***
硼
6.0%
19.4%
13.1%
***
微生物刺激剂和接种剂
12.9%
25.9%
20.0%
***
叶面施用的投入
11.5%
16.0%
13.7%
使用农场文化管理实践
减少或免耕
14.0%
11.5%
12.7%
覆盖作物
40.4%
47.7%
44.4%
多样化的轮作2
53.4%
50.5%
48.7%
注：
1 = 包括包含 N、P 和/或 K 的任何修订。
2 = 仅包括种植玉米前 3 年轮作的非玉米和大豆。
如上所述，该调查还询问了所有农民（无论他们是否自认为是土壤平衡者），实现类似 BCSR 的土壤阳离子水平的目标对于他们的土壤管理方法有多重要。在表 8 中，我们根据农民对这个问题的回答对他们报告使用土壤改良剂的频率进行了分类。研究结果表明，对保持“土壤钙饱和度约为65-75% 和镁含量保持在10-15%”给予更高重要性的农民比那些使用钙的受访者更有可能使用钙投入物（除生石灰外）不认为这很重要。此外，随着对 BCSR 目标的重视程度增加，以BCSR 为导向的钙输入（高钙石灰和石膏）的使用随着每个类别的增加而增加。在 NPK 修正剂、硫、硼和其他微量营养素以及微生物刺激剂的应用中也看到了类似的模式。表 7 和表 8 中观察到的模式的一致性强化了这样一种观点，即无论我们如何使用调查数据实施土壤平衡的概念，土壤平衡者更有可能在其有机玉米田中使用范围广泛的土壤改良剂。
保护性耕作、覆盖作物和不同作物轮作的使用与农民对实现 BCSR 比率的重视程度无关，尽管采访强调了它们在土壤平衡背景下的重要性（表 8 底部）。虽然在统计上不显着，但在更加重视 BCSR 比率的农民中，保护性耕作的使用率往往较低，而覆盖作物的使用率往往较高。这些结果表明，这些栽培实践可能不是明显的土壤平衡实践，而是在有机农业背景下强调的实践。
表 8. 土壤改良剂和投入物的使用，按 BCSR 目标对农民的重要性
“试图将土壤钙饱和度保持在大约 65-75% 和镁在大约 10-15% 左右”是多么重要。
统计显著性差异
完全不重要 n=40
比较重要n= 221
重要 n=345
非常重要 n=152
过去 4 年中任何时间在玉米田中使用钙质土壤改良剂
任何 Ca 输入
25.0%
43.9%
52.8%
65.1%
***
石灰
5.0%
13.1%
11.0%
13.2%
高钙（产品名称）
17.5%
18.1%
28.4%
33.6%
**
石膏
7.5%
22.2%
25.5%
35.5%
***
2017年玉米田土壤改良和投入的使用
任何 Ca 输入
12.5%
25.8%
29.0%
38.8%
**
石灰
2.5%
5.4%
2.3%
5.9%
高钙（产品名称）
7.5%
7.7%
15.7%
15.1%
*
石膏
2.5%
15.4%
11.6%
23.0%
***
任何肥料
85.0%
89.6%
92.2%
85.5%
任何堆肥
7.5%
9.5%
13.3%
11.8%
任何 NPK 输入1
17.5%
34.8%
45.2%
58.6%
***
任意 N 输入
17.5%
28.1%
38.3%
46.7%
***
鱼肥产品
2.5%
7.7%
9.9%
17.8%
**
任何 P 输入
12.5%
12.7%
23.8%
27.0%
***
任何 K 输入
7.5%
14.0%
23.5%
28.3%
***
硫
5.0%
5.4%
13.6%
23.0%
***
任何微量营养素
5.0%
17.2%
26.7%
38.8%
***
硼
5.0%
7.7%
14.8%
20.4%
***
微生物刺激剂和接种剂
5.0%
18.6%
20.6%
30.9%
***
叶面施用的投入
7.5%
11.8%
15.7%
17.1%
使用农场文化管理实践
减少或免耕
14.6%
14.6%
12.2%
11.9%
覆盖作物
29.3%
43.3%
44.7%
50.0%
多样化的轮作2
58.5%
49.1%
49.1%
50.0%
笔记：
1 = 包括包含 N、P 和/或 K 的任何修订。
2 = 仅包括种植玉米前 3 年轮作的非玉米和大豆。
5. 什么类型的农场更有可能进行土壤平衡？
虽然调查样本仅限于2017 年种植玉米的认证有机农场，但受访者代表了不同类型的农业经营。我们感兴趣的是拥有不同农业企业的农民是否同样可能使用土壤平衡方法。为了探讨这个问题，我们使用有关最重要的农业收入来源的信息，根据农作物和畜牧企业将农场分为五类。在表 9 中，我们探讨了这五种农场类型的土壤平衡频率和 BSCR 修正的使用。研究结果表明，种植玉米的蔬菜经营者比其他农场类型更有可能被认定为土壤平衡者并经常使用高钙石灰。奶牛场是下一个最有可能被认定为土壤平衡者并使用高钙石灰的地方。由于蔬菜和奶牛场生产的产品价值相对较高，这表明农场销售强度与土壤平衡方法的使用之间可能存在联系。这也可能与早期支持者讨论的对奶牛场钙去除的担忧有关（Albrecht 2011）。有趣的是，在报告 BCSR 饱和水平对其管理方法“非常重要”的百分比方面，农场类型之间没有显着差异。同样，石膏的使用也没有显着差异。
表 9：按农场类型划分的认定为土壤平衡者或使用投入的农民百分比。
最重要的农业收入来源
统计显著性差异
谷物(n=214)
蔬菜
(n=46)
其他作物
(n=37)
奶牛场
(N=443)
其他牲畜
(n=67)
自认土壤平衡农场
45.3%
76.1%
43.2%
59.4%
49.3%
***
BCSR 目标比率“非常重要”
18.5%
25.0%
24.2%
21.2%
12.3%
2017 年使用 Hi-Cal 石灰
10.7%
24.5%
2.6%
13.8%
5.5%
**
过去 4 年使用过 Hi-Cal 石灰
20.6%
28.6%
21.1%
30.1%
12.3%
**
2017年使用石膏
16.7%
16.3%
15.8%
13.3%
13.7%
过去 4 年使用过的石膏
24.5%
22.4%
21.1%
26.5%
23.3%
每个类别中农场的百分比
如上文方法部分所述，该地区种植有机玉米的农民中有很大一部分是阿米什人、门诺派教徒或其他平原社区的成员。在调查的受访者中，近三分之二 (63.5%) 主要依靠马匹在他们的有机玉米田中进行田野耕作。根据我们对研究区域的了解，绝大多数在玉米地中使用马拉设备的调查受访者很可能是旧秩序阿米什人（使用马拉的主导群体）和少数新秩序阿米什农民特别是在俄亥俄州的一些定居点。一些农民可能是 Swartzentruber 阿米什人，就教会规则而言，这是一个比旧秩序阿米什人更保守的子群体。
2017 年，使用马匹和拖拉机拉动田间设备的农场使用土壤平衡的情况有所不同（表 10）。依赖马拉设备的有机玉米种植者更有可能自我认同为土壤平衡者（尽管他们不太可能说 BCSR 饱和目标对他们来说非常重要）。养马的农民更有可能使用高钙石灰，但不太可能使用石膏。
表 10：土壤平衡的频率，通过使用马匹与拖拉机拉动田间设备。
马匹 (N=508)
拖拉机(n=297)
显著性差异
自认土壤平衡农场
58.9%
48.5%
**
BCSR目标比例很重要
20.2%
19.7%
2017 年使用 Hi-Cal 石灰
14.8%
8.4%
**
过去 4 年使用过 Hi-Cal 石灰
29.4%
18.3%
***
2017年使用石膏
13.3%
17.0%
过去 4 年使用过的石膏
24.4%
27.0%
类别中农场的百分比
D. 土壤平衡的效果如何？
正如本报告的引言中所指出的，农民和顾问长期以来一直认为，土壤平衡在农场工作条件下产生了积极的结果。私人土壤平衡文献（即 Acres、美国书籍和时事通讯）充满了BCSR 原则将相对较差的生产土壤转变为充满活力和生产力的农业领域的故事。我们的研究试图从该地区的从业者那里获取有关与土壤平衡实践相关的观察结果的更系统信息。
1. 访谈中报告的土壤和作物结果的变化
在我们的采访中，几乎所有的农民和顾问都报告观察到土壤化学、物理和生物学的变化，他们至少在某种程度上与他们使用土壤平衡实践有关。土壤物理特性和土壤质量的改善是我们采访中提到的最常见的结果之一（在 17 次采访中进行了讨论）。许多农民使用形容词来描述在应用土壤平衡改良剂后土壤发生的积极物理变化。十名农民受访者使用与物理特性相关的负面形容词描述了以前不平衡的土壤，包括“紧密”、“捆绑”和/或“锁定”。例如，一位农民表示，如果Ca:Mg 比例关闭，那么土壤“真的很紧，不能吸收空气和水。”另一位农民表示，当钙和镁的比例正确时，“压实程度降低或将其 [即土壤] 锁定”。其他人使用的描述听起来更像是化学干扰。同一位农民解释说，当Ca:Mg 比例关闭时，“钙在土壤中，但不能进入植物”，他的土壤平衡策略是“试图让它更加平衡，所以它更容易被植物吸收。”另一位农民表示，如果你的土壤保持平衡，“那么各种养分就可以释放出来，而且它们不会被束缚在土壤中。”
同样，平衡的土壤被描述为具有积极的物理品质。三位农民谈到他们的土壤“醇厚”，表明土壤倾斜的积极状态。两位农民使用“絮凝”一词来表示一种平衡状态。一个人表示他们的目标是“首先将钙转移到 60 年代，然后将土壤絮凝到可以用它获得一些可浸出性的地方。”另一位农民表示，石膏中的硫有助于“松土”。一位顾问讨论了土壤平衡如何提高弹性，称土壤“基本上更柔软，在不利条件下能更好地适应。”
这些积极的物理特性通常与降低杂草压力有关。大约三分之二的受访者提到土壤平衡可以减少杂草压力。七位受访者描述了总体杂草压力如何随着土壤平衡而下降，十位受访者特别讨论了狗尾草等草如何不那么常见。在认为杂草与土壤平衡之间存在联系的受访者中，他们通常将土壤平衡与减少压实联系起来，这为杂草种子提供了不太理想的环境。一位农民声称通过纠正“高镁含量，更紧密的土壤”和“多年来使用大量覆盖作物”，大大减少了嘎嘎草问题。值得注意的是，大多数受访者并没有自愿提供有关土壤平衡对杂草的影响的信息，直到我们通过直接询问该主题来提示他们。
最后，只有少数受访者特别报告了与土壤平衡实践相关的植物健康改善和昆虫压力减少。然而，对于那些确实讨论过植物健康和减少昆虫压力的受访者来说，这些问题往往相互关联，并与改善土壤的物理和生物特性有关。一位顾问观察到，改善土壤健康可以改善植物健康，因为它们“比我们耕种的第一年有更少的虫害压力”。他还觉得他看到了“土壤结构、土壤微生物”的改善，因此他看到了植物健康的改善和“对病虫害的免疫力”的提高。另一位农民回应了这种综合情绪，他说：“你可以正确地平衡土壤；你的生物学是正确的”，然后“你可以减少杂草，减少昆虫，减少疾病。”
2. 调查中报告的土壤和作物结果的变化
访谈中分享的经验与调查结果一致。具体来说，我们要求所有自称土壤平衡者描述土壤平衡的使用是否增加或减少了他们农场的各种类型的结果。图 6 说明了报告每个结果增加、不变或减少的农民比例。
结果表明，农民将他们对土壤平衡的使用与广泛的积极成果联系起来。最常见的改进是土壤质量和植物健康（包括作物质量、土壤生物活性和蚯蚓种群）。略少的农民（但仍然是绝大多数）看到产量、养分可用性和土壤质地有所改善。虽然大多数农民报告说渗透和耐旱性得到改善，但一些农民表示，当他们转向土壤平衡方法时，他们的农场并没有改变。
我们在调查中纳入了四项反映可能受土壤平衡影响的负面结果（杂草压力、昆虫压力、土壤结皮和土壤压实）的项目。大多数土壤平衡者报告说，在平衡土壤后，这四种不利条件有所下降（表明有益），但少数报告说这些问题有所增加。对调查的仔细检查表明，一小部分受访者 (n=15) 可能已经对他们的答案进行了模式化（例如，以相同的分数对每种类型的结果进行排名），但这些模式化的回应可能无法解释负面报告，尤其是在杂草压力下。
图 6：自我认定的土壤平衡农场报告正面和负面结果的百分比
3. 土壤平衡经济学（面谈结果）
访谈数据说明了从业者如何评估土壤平衡的经济回报的复杂性。一般而言，农民和顾问更有可能强调土壤平衡对土壤和作物的生物物理影响，而不太可能强调经济成果。在 15 位农民访谈中提到了使用土壤平衡做法带来的积极经济效益，但只有在受访者被特别提及该主题后才最常讨论这一点。顾问们通常会为他们的客户报告积极的经济回报，并分享“如果我们不让 [农民] 赚钱，那么他们就不会付钱给我......”正如“非常非常好的客户保留率......”所表明的那样。 .一旦我们将这些土壤放入……钙与镁的适当关系中。”大多数顾问承认，在向更平衡的土壤过渡期间需要额外的前期成本。总体而言，顾问们认为，在土壤平衡后，农民将需要更少的投入，因为这将产生“产量和养分效率的一致性……以及底线”。另一位顾问表示，他们的客户最终“不必购买那么多投入品”。
虽然农民和顾问都承认，土壤平衡过程一开始可能需要大量资金支出，但农民对这些成本的程度表示了更多的担忧，并怀疑这些收益是否足以证明额外的成本是合理的。一位农民指出，“你需要平衡你能做的和你能负担得起的。”在另一个案例中，一位农民指出他如何寻求为他的高钙石灰和石膏寻找当地来源，以降低运输成本并降低土壤平衡的成本。
对成本的担忧不一定限于土壤平衡修正本身。当一位农民被要求详细阐述他关于石膏成本高的说法时，他回答说“都很贵”，而另一位农民则在土壤平衡的背景下提到了磷和钾产品的成本。一些农民对市场上许多土壤添加剂的成本效益表示普遍怀疑。有人说，如果顾问“能一直开比我更好的卡车，我想我可能买的太多了。”虽然他说土壤顾问“为了土壤健康”，他们也“为了赚钱”。另一位农民描述问他的顾问，“鱼油和蛇油有什么区别？”并说：“它通常会得到很好的回应。”虽然农民似乎认为鱼油是一种有用的添加剂，但蛇油的评论表明了怀疑。一些农民认为，过分关注购买土壤添加剂与有机农业的核心理念不符。有人说，过度依赖添加剂“与化学农业基本相同”。另一个人对使用某些土壤管理添加剂如何“完全忽略了整体管理的要点表示担忧，即理解大自然有办法平衡其中的一些。”
一些农民谈到如何管理他们的生育预算比实现高产量更重要。换句话说，如果他们的收益率没有他们的潜力那么高，如果在财务上更有意义，他们就可以了。一位农民承认他没有实现最高产量，但觉得他可以控制自己的“生育预算”，他说：“我们不会花掉土壤要求的一切，你知道吗？”另一位农民反驳他的观点，他反问：“如果你每英亩赚 500美元，你花了 500美元买它，你赚的是什么？”
与购买土壤改良剂相比，一些人认为栽培田间管理实践是一种更经济有效的改善土壤质量的方法。一位农民表示，与“土壤改良剂”相比，“覆盖作物便宜”。他继续解释覆盖作物如何直接丰富土壤，而土壤改良剂需要时间分解并变得可用。另一位农民谈到了他一直在应用的不同修正案，其中包括石膏、硫磺和叶面肥；但现在，由于经济原因，他正试图“种植我的有机物，希望大自然可以平衡其中的一些……”。
值得注意的是，在采访进行的月份中，大豆、玉米和牛奶（这是我们采访的大多数农民生产的核心商品）价格持续走低。一位农民在提到他的顾问时说：“现在，由于乳制品的情况，他的销售量可能会很大。”糟糕的经济条件导致一些农民说他们买不起石膏。一位顾问希望农业经济学能够“扭转局面”，以便他的一位客户能够负担得起更多的修改，“但这是挑战之一。”另一位顾问讨论了农业经济状况如何意味着“农场正在推动我在一年内表现出变化......”和“如果我不在第一年向他们展示一些变化，他们就不感兴趣。”
4. 玉米生产盈利能力（调查结果）
根据土壤改良剂和作物产量的自我报告数据，我们能够估计大多数受访者的玉米企业的劳动力和管理净回报。结果表明，当玉米作为谷物收获时（每英亩 138 与 129蒲式耳），自我识别的土壤平衡农场在统计学上具有更高的产量，但当玉米作为青贮饲料收获时（每英亩 20 与 19 吨）没有显着差异。虽然较高的产量导致土壤平衡农场每英亩的总收入增加，与上表 7 中指出的结果一致，但土壤平衡农场在大多数类型的土壤改良剂上花费更多（粪肥和堆肥除外）。他们在种子和土地成本上的估计支出也高于非土壤平衡者（很可能是因为他们种植密度更高，并且居住在土地租金较高的地区）。结果，劳动力的净回报和土壤平衡农场的管理在统计上并不比没有进行土壤平衡的农场好。
13 如果要特别分析 BCSR 的影响，则需要进一步分析以梳理高钙石灰和石膏与其他投入物的影响。
表 11. 土壤平衡农场与非土壤平衡农场的费用和净回报
自我认为是土壤平衡农场
特征
全部样品数量 (n=715)
不是 (n=319)
是(n=396)
显著差异
玉米产量（平均/英亩）
作为谷物收获的玉米（bu）
133.7
129.1
137.7
*
作为青贮饲料收获的玉米（吨）
20.1
19.4
20.5
土壤改良费用（平均美元/英亩）
肥料和堆肥
$79
$80
$79
氮磷钾肥料
$26
$17
$34
***
钙制品
$14
$10
$17
**
微量营养素
$9
$4
$13
***
微生物学
$4
$3
$6
*
鱼产品和叶面应用
$6
$4
$8
**
其他费用
$11
$7
$14
*
估计玉米费用/英亩
综合土壤改良费用
$150
$124
$171
***
预计种子费用
$98
$96
$100
**
预计土地租赁费用
$155
$146
$162
**
预计实地工作费用
$95
$96
$94
总费用
$154
$461
$527
***
总收入
$1,307
$1,255
$1,348
**
劳动和管理的净回报
$809
$794
$821
5. 复杂的系统动力学
农民和顾问在采访中努力确定与土壤平衡相关的最重要的好处。对于那些确实回答了这个问题的人来说，回答范围很广：产量、质量、土壤结构、盈利能力和植物健康。与土壤平衡实践相关的结果经常被农民和顾问描述为一系列相互关联和相关的影响。孤立地讨论一个结果忽略了许多从业者思考其农业系统动态的复杂而综合的方式。当被要求列出土壤平衡的一些好处时，八位受访者选择关注系统集成的重要性（或者因为这些好处明显地交织在一起并与其他管理实践相关，或者因为他们在同一句话中列出了多种好处）。一位顾问表示，通过土壤平衡，你会得到“更好的通气，我看到的杂草控制问题更少，尤其是在我们获得更好的土壤平衡的草中。”另一个人谈到了“土壤结构”和“土壤微生物”的改善如何与该植物的健康相关联。他接着说，改善植物的健康状况有助于提供对病虫害的免疫力。另一位农民表示土壤平衡如何促进“更具弹性的土壤。它基本上更柔软，在不利条件下能更好地承受。”这可能就是农民对调查中土壤平衡的大多数结果给予非常积极评价的原因（参见上面的图 6）。
土壤平衡效益的相互关联性可能有助于解释为什么许多受访者选择不谈论作物产量。正如一位农民所说，平衡的土壤让他“更加稳定，压力更小，最终产量更高。”一位顾问声称他们“重点不是必要的产量……我们不会把它当作……目标……”而是继续说，“我们的目标是作物的质量，因此，当我们实现这一目标时， yield 会照顾好自己。”一位接受邮件调查的受访农民表示对调查工具的经济重点感到沮丧，因为他认为农民围绕土壤健康的动机不仅仅是金钱。也不清楚所有提到的好处是否仅来自实现理想的化学土壤平衡比率。一位受访者表示，他认为农场的积极成果并不一定都归功于某种“神奇的钙产品”。
四、概括
几十年来，一大批作物顾问和顾问一直推荐土壤平衡，并为大量农民（特别是有机部门）实践。这项研究代表了一项开创性的努力，旨在收集有关土壤平衡程度、实践方式以及土壤平衡顾问和农民所经历的结果类型的系统数据。我们通过对 33 位农民和作物顾问的采访以及 850多名有机农民的调查答复，对印第安纳州、密歇根州、俄亥俄州和宾夕法尼亚州的有机玉米农民的土壤平衡行为和自我报告的经验进行了基准测试。
值得注意的是，大学科学界在很大程度上忽视了土壤平衡的价值。有关土壤平衡的同行评审文献中有限的科学研究包括正式的农艺实验，这些实验旨在寻找与使用钙修正剂以实现推荐的 BCSR 比率相关的作物产量影响。这些研究未能重现遵循 BCSR 计划的统计学显着益处。土地赠与延期和其他顾问更信任一种称为可用养分充足水平 (SLAN) 的方法，其中建议在满足普通大田作物年度养分需求的水平上进行土壤改良。
为了衡量土壤平衡的普遍性，我们首先试图获取有关农民和顾问如何定义该术语的信息。我们的访谈和调查证实，使用高钙石灰和石膏改良剂是大多数土壤平衡计划的核心组成部分。顾问和实践农民将土壤中碱性阳离子饱和比的操纵与作物和土壤质量的明显改善联系起来，特别是当“紧密”土壤阻碍充分排水和养分供应有限时。土壤平衡顾问强调了钙如何与其他养分相互作用，并报告说，当他们工作过的农场的土壤中达到理想的 BCSR 时，其他宏量和微量营养素的可用性和由此产生的植物吸收可以得到改善。他们还争辩说，虽然在标准土壤测试中土壤养分的水平可能看起来足够，但这些养分可能并不处于植物可利用的状态（要么是由于碱性阳离子的不平衡，要么是因为与其他宏量和微量营养素的相互作用，例如硼）。许多顾问表示 BCSR 方法的有效性取决于土壤中是否具有足够的阳离子交换能力 (CEC)。
虽然BCSR 是大多数土壤平衡计划的核心，但大多数顾问和农民警告说，对 BCSR 化学的狭隘关注可能会忽视土壤平衡的物理和生物腿的重要性。因此，大多数人建议采用一系列互补的土壤肥力（例如粪肥/堆肥、SLAN、微量营养素）和田间栽培措施（例如覆盖作物、轮作和耕作）来平衡土壤并改善整体土壤健康。
在这个 4 州地区接受调查的有机农民中，超过一半表示他们使用土壤平衡。
然而，他们对使用这种做法时所做的事情的描述各不相同。虽然提到 BCSR 水平和比率很常见，但对调查的书面评论表明，使用高钙修正剂只是农民与土壤平衡相关的几种重叠做法之一。农民的描述经常提到使用土壤测试来“平衡”广泛的养分（不仅是碱阳离子），许多土壤平衡农场整合了BCSR 和SLAN 方法的想法。自我认定的土壤平衡者报告说，除了更高水平的高钙石灰和石膏外，还更多地使用了范围广泛的土壤改良剂（例如 NPK、微量营养素、微生物刺激剂和接种剂），这反映了他们对土壤测试和土壤肥力的重视管理。自我描述的土壤平衡农场使用微量营养素（尤其是硼）的可能性是其三倍，而在它们上的花费是其三倍。这些结果反映了我们采访中发现的对硼和硫的重视。也许更重要的是，许多农民强调他们的土壤平衡方法如何涉及使用栽培管理实践，例如肥料/堆肥、多样化的作物轮作和旨在建立土壤健康的覆盖作物。调查和访谈结果表明，自我描述的土壤平衡农场在土壤健康和作物质量和性能的许多指标上都有所改善。最常见的是土壤物理和生物质量的改善、植物养分的可用性以及作物健康和质量的改善。作物和土壤性能指标很少单独提及。调查结果还表明，自我描述的土壤平衡者的玉米田产量和收入更高，但在土壤改良上花费更多，因此获得了类似的净回报。虽然顾问们相信土壤平衡会改善长期土壤质量和农场利润，但许多农民对在土壤改良上花钱表示担忧（特别是在农场财务状况困难的情况下）。
在未来的研究中可以解决我们工作的几个限制。虽然我们的访谈包括各种不同的农场类型，但邮件调查样本仅包括拥有认证有机玉米种植面积的农场。鉴于也种植蔬菜的玉米农民更有可能成为土壤平衡者，因此可能有更多关于蔬菜农民如何实践土壤平衡的知识。这项研究也仅限于东部玉米带/东北地区的有机农民。轶事证据表明，土壤平衡在该地区的传统农民中也很常见，探索经认证的有机土壤平衡者部署的土壤管理实践的多样性是否在传统农民中重复会很有趣。
未来的研究应该建立在从这项研究中收集到的重要概念的基础上，以弥合先前科学研究和从业者之间的差距。农民和顾问之间土壤平衡实践的复杂特征表明，需要更多的科学研究来捕捉 BCSR 和相关土壤管理实践之间的相互作用。这可能需要研究农场工作条件下的土壤平衡结果。由于我们的调查仅收集了一年玉米生产的数据，未来的经济研究将受益于整合多年的数据，以考虑影响作物产量和净农场收益的更多生物物理和市场因素。未来科学研究中要解决的重要问题包括：(a) 比较系统与单因素分析，(b) 探索碱阳离子与其他宏量和微量营养素相互作用的方式，以及钙、镁和钾在整个过程中对植物养分有效性的作用生长季节，以及 (c) 观察土壤平衡实践的长期影响，以及土壤 CEC 如何调节这些影响。这项研究收集了土壤平衡顾问和农民的一些专业知识和经验。未来的工作将受益于这些从业者的经验知识，以更准确地捕捉实际土壤平衡行为的复杂性和多样性。
V. 附录：绘制土壤平衡顾问世界
重要的土壤平衡组织和土壤测试实验室之间存在显着的关系和联系。如前所述，威廉·阿尔布雷希特被认为是土壤平衡的先驱。他的想法最近主要通过由查尔斯·沃尔特斯(Charles Walters) 创立的美国 Acres 组织传播。Brookside 是俄亥俄州著名的土壤测试实验室，它强调土壤平衡，也与 Albrecht 博士有联系。实验室的领导者之一 Kuck 博士于1950 年开始与Albrecht 博士合作并采用了他的方法。阿尔布雷希特退休后一直在那里工作，直到 1974 年去世，并将他的研究记录留给了他们。根据布鲁克赛德实验室的网站，他们是北美最古老的土壤测试实验室。 Brookside 举办土壤平衡培训课程，并聘请了 200 多名精通BCSR 理论的独立顾问。另一位著名的土壤平衡顾问和作家 Neal Kinsey 获得了布鲁克赛德实验室的证书，并在 1973 年在密苏里州成立自己的组织Kinsey 农业服务之前担任顾问。从密苏里大学退休后，金赛参加了阿尔布雷希特在布鲁克赛德实验室教授的私人课程。 Kinsey 编写的《农学实践》是本文和许多顾问的重要资源，尤其是在土壤平衡的化学成分方面。
Bill McKibben 是俄亥俄州的另一位独立顾问，他在 Brookside Labs 工作多年。他现在隶属于 Logan Labs，并撰写了《平衡土壤营养的艺术》一书，该书也更侧重于土壤平衡的化学部分。 Logan Labs 成立于 2002 年。除了与 Bill McKibben 的书的链接之外，土壤平衡方法从他们的材料中并不明显。 Bill McKibben 对使用 BCSR 的适当上下文有最清晰的概述。他的书特别强调了另一种土壤测试，他认为这种测试可以更有效地检测高 CEC 土壤中的养分。
Gary Zimmer 于 1983 年在威斯康星州创立了Midwestern BioAg，并在 1970 年代部分接受了Albrecht 论文和Brookside 咨询的教育。虽然上面强调的独立顾问也强调土壤生物学，但 Gary Zimmer 在建议中更具体地强调了这一点，并在生物农业的概念内重新定义了土壤平衡。据中西部 BioAg 网站称，他被许多人认为是“生物农业”之父。他写了很多书，包括最近的《生物农夫》。加里·齐默(Gary Zimmer) 以测试和平衡的想法开始这本书，然后在此基础上建立了其他五个管理土壤的核心原则，其中包括“使用促进生命的肥料、尽量减少杀虫剂、最大限度地提高多样性、战略性耕作和喂养生命”。Midwestern BioAg 正在扩张，现在除了威斯康星州外，在许多其他州都有顾问。 Midwestern BioAg 一直使用内布拉斯加州的 Midwest Labs 作为其总部“30 或 40 年”。
宾夕法尼亚州Agri-Dynamics 的创始人Jerry Brunetti 借鉴了Neil Kinsey 和Gary Zimmer 并与之互动，还引用了Albrecht 的论文和Rodale 研究所。Brunetti 试图“架起对植物和动物'生态系统’的自然和科学理解。”与 Gary Zimmer 一样，他非常关注土壤平衡的生物成分，但强调额外的概念，例如使用叶面肥来衡量作物质量的白利糖度，并将食物视为药物。许多独立顾问销售 Agri-Dynamics 产品。与 Jerry Brunetti 密切合作的一位顾问是 Jonathan Zeiset。 Jonathan Zeiset 在宾夕法尼亚州中部经营 Zeiset Ag Consulting & Sales 和有机农场。 Jonathan Zeiset 还销售中西部 BioAg 产品，并在Neal Kinsey 的指导下学习。
总部位于俄亥俄州的咨询公司 Advancing Eco Agriculture (AEA) 由 John Kempf 于 2006 年创立，旨在促进“再生农业”。他与 Jerry Brunetti 一起工作，并接受了 Gary Zimmer 的培训。虽然 AEA 主要关注蔬菜和水果，但他们也处理农艺作物。 AEA 的网站指出，他们的重点不仅在于产量，还在于质量和有效的免疫反应。它们表明质量提高后产量会更高。总体而言，考虑到它们之间的相互联系，不同组织之间存在一定的地理分割和群体之间的交叉施肥，但尽管它们之间存在相互交织的关系和地域差异，但也存在着友好的竞争。除了这些团体和其他未提及的团体外，较小的本地团体可能会为上述一个或多个组织提供咨询服务和销售产品。其他团体（如土壤生物学）可能会推荐高钙改良剂，但与土壤平衡理论没有密切联系。
