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导 读 土壤健康的合理管理需要在优化植物多样性的同时尽量减少土壤扰动，保持土壤中长期有植物生长和残留物覆盖，保证土壤始终是一个鲜活的生态系统。因此，联合国粮农组织（FAO）提出在轮作中使用覆盖作物的建议。覆盖作物被用于在经济作物季节之间进行覆盖种植，它每年可以最大限度地延长根系的存活时间来积累土壤养分并保护表土侵蚀和保持水分。欧美的农民最先在土壤健康保护的管理措施中实践应用覆盖作物，但是科学家们起初并不看好这种措施的效果。由于应用覆盖作物带来的多重生态、生产和经济效益，各地农民协会开始倒逼欧美研究机构的科学家们开展相关研究，希望能从科学角度解释覆盖作物的积极影响和如何帮助农民设计最大效益的覆盖作物组合以提高经济作物产量。本报道的研究工作就是在此背景下开展的。（李颖） 原文链接： https://www./en/newsarticle/Choice-of-winter-cover-crop-mixture-steers-summer-crop-yield.htm 翻译：周佳（中国农业大学草业科学与技术学院、大自然保护协会志愿者）、李颖（大自然保护协会中国农业总监） 荷兰瓦赫宁根大学的科学家表明，后茬主要作物的产量可以通过前茬冬季覆盖作物的混播组合选择来决定。他们的研究成果发表在《应用生态学杂志》上。 该研究成果发表后，科学家们终于同意了联合国粮农组织（FAO）提出在轮作中使用覆盖作物的建议，除此之外，他们还为设计优良的品种混播组合开辟了新途径。他们的建议是：选择一种高产高氮的冬季覆盖作物混播组合，避免选择近缘作物连续播种。生物量和氮含量，是成功应用冬季覆盖作物混播的关键。覆盖作物对土壤健康的积极影响已被承认有一段时间了。但迄今为止，人们很少关注混合播种相比于单一覆盖作物的多重潜在效益。 土壤的作用 植物对土壤的影响是双重的。一方面，植物残体分解释放的养分影响土壤肥力;另一方面，活的植物吸引和刺激土壤生物从而影响土壤健康。在作物的轮作中，这两种机制总是协调一致的，并且是由植物残体特性所决定的。为了测试哪些途径是最重要的，以及这些途径是如何由植物属性形成的，瓦赫宁根大学的博士研究生Janna Barel和他的同事在Gerlinde De Deyn的领导下进行了一项为期两年的实地实验。 时间维度上的变化 这个实验分别关注覆盖作物在时间和空间两个维度上的效益变化。研究人员通过采用两个主栽轮作作物燕麦和菊苣，轮作中设置了6个冬季覆盖作物处理，研究不同覆盖作物在时间维度的效益。研究人员测试了在夏季-冬季-夏季轮作期间，哪种覆盖作物组合下的主栽作物产量最高。实验证明避免近缘作物之间的干扰是非常重要的。冬季种植的多年生黑麦草对燕麦产量产生了负面影响。对于燕麦和菊苣轮作，建议在冬天种植覆盖作物而不是休耕。覆盖作物的生物量和氮含量都是重要的选择标准，取决于后茬的生物量或氮含量哪个更重要。 空间维度上的变化 通过比较冬季覆盖作物混播与单播的植物残体来监测空间上的变化。以前对天然草地的研究表明，植物多样性的增加通常会导致生产力的提高。原因是植物多样性有助于减少病虫害。在混合植物中很难找到特定病虫害的目标植物。此外，当不同植物种类在养分吸收策略上存在差异时，混合植物更能有效地获取资源。因此，这些互补种类的混合机制可以为农业提供可持续的管理实践。 在目前的试验中，饲料萝卜和野豌豆混播比其单一栽培的平均产量更高。这与多年生黑麦草和白三叶草的混播形成了对比。萝卜-野豌豆混播的产量增长没有受到植物中氮含量的影响，而禾本草-三叶草混合物的氮含量低于预期。令人惊讶的是，尽管紫云英产量很高，但以植物为食的线虫数量却保持在与单一栽培类似的水平。这使得萝卜-野豌豆混播成为一种有趣的线虫生物防治手段。此外，主栽作物对冬季覆盖作物残体的反应也有所不同。单播饲料萝卜虽然生物量高，但限制了后茬燕麦的生长，而刺激菊苣的生长。然而，这种限制作用载混播萝卜-野豌豆时没有发现，这表明混播可以缓解单一覆盖作物潜在的负面影响。 网页插图： 本文提及的研究论文发表于《应用生态学》杂志Barel, J. M.， T. W. Kuyper, W. de Boer, J. C. Douma, G. B. de Deyn. 2017. Legacy effects of diversity in space and time driven by winter cover crop biomass and nitrogen concentration. Journal of Applied Ecology DOI: 10.1111/1365-2664.12929 不同冬季覆盖作物混合播种的差异及其对主栽燕麦产量的影响 荐 书 |
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