覆蓋作物對美國中西部農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)玉米和大豆產量的影響 保護性

保護性耕作、種植覆蓋物和輪作，是構成保護性農業(yè)的核心內容。種植覆蓋物在我國特別是保護性耕作重點推廣的東北地區(qū)，目前基本還是空白，今后是值得研究示范的保護黑土地措施之一。

美國是世界上種植覆蓋作物最多的國家，值得了解借鑒。

剛剛閱讀美國伊利諾伊大學秦子棋秦博士，近日在《大田作物研究》雜志上發(fā)表的《評估覆蓋作物對美國中西部農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)玉米和大豆產量的影響》一學術論文中指出，非豆科覆蓋作物對玉米造成3.9%±3%的產量損失，對豆科覆蓋作物對玉米和大豆產量無顯著影響，產量原因是缺素，水分脅迫，土壤較涼，優(yōu)化覆蓋作物生長窗口可以最大限度地提高覆蓋作物的效益，ecosys模型是定量研究覆蓋作物對作物產量影響的有效工具。

秦博士研究中發(fā)現(xiàn)，種植覆蓋作物是最有前途的保護土壤耕作做法之一，具有多種效益。然而，覆蓋作物對玉米、大豆在美國中西部的輪作系統(tǒng)仍然有很大的不確定性的基礎上，他們從田間現(xiàn)場實驗的結果，特別是在不同的土壤性質，氣候條件和土地管理實踐，基于過程的模型充分驗證了這些不同條件下的田間試驗數(shù)據(jù)提供了一個有效的工具，以量化覆蓋作物對經(jīng)濟作物生產力的影響，并相應地優(yōu)化覆蓋作物的管理。在這項研究中，他們旨在回答以下問題：

（1）在美國中西部農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，覆蓋作物對經(jīng)濟作物產量的影響是什么？

（2）覆蓋作物影響經(jīng)濟作物產量的機理途徑是什么，如通過影響土壤水分、氮和氧氣動力學？

（3）采取何種管理措施可減輕覆蓋作物對經(jīng)濟作物產量的負面影響？

為了解決這些問題，他們校準和驗證了一個復雜的基于過程的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模型ecosys，使用2013年至2018年在伊利諾伊州的實地實驗數(shù)據(jù)，然后使用ecosys研究不同管理措施下冬覆蓋作物對玉米和大豆產量的影響。

結果表明：（1）種植非豆科覆蓋作物可使玉米減產3.9%±3%，對大豆產量無明顯影響；種植豆科覆蓋作物對玉米和大豆產量沒有顯著影響；（2）種植覆蓋作物導致玉米減產的主要原因是固定化增加、干旱區(qū)水分競爭、土壤表面溫度降低和氧氣競爭導致的氮素缺乏；（3）種植大豆導致玉米產量下降。由于對資源（如水和氮）的激烈競爭，非豆科覆蓋作物比玉米晚終止可能導致更大的玉米產量損失，通過優(yōu)化覆蓋作物在春季終止時間，可以最大限度地減少非豆類覆蓋作物對玉米減產的影響。

總的來說，在美國中西部玉米-大豆輪作系統(tǒng)中，他們發(fā)現(xiàn)，雖然非豆科覆蓋作物通過資源競爭導致玉米減產，但這種減產可以通過控制覆蓋作物終止時間和適當?shù)姆柿瞎芾淼裙芾泶胧┳钚』?/p>