氮肥水平对印度楝树林牧系统下珍珠粟生长及饲草产量的影响研究

《Discover Life》：Effect of nitrogen levels on growth and fodder yield of different varieties of pearl millet [Pennisetum glaucum (L.) R.Br.] under shisham (Dalbergia sissoo) based silvi-pastoral system

　　本研究针对干旱半干旱地区农业生产与生态保护的矛盾，在印度楝树（Dalbergia sissoo）为基础的林牧系统中，探究不同氮肥水平（0-100 kg ha-1）对三个珍珠粟（Pennisetum glaucum）品种（GK-1183、Virat-9、Kaveri Super Boss）生长及产量的影响。结果表明，Kaveri Super Boss品种配合100 kg ha-1氮肥施用可实现最优生长指标（株高218.73 cm、叶面积指数4.23）和最高饲草产量（鲜重308.50 q ha-1），且效益成本比达2.25。该研究为退化土地可持续利用提供了理论与实践依据。

　　

在全球气候变化和粮食安全挑战日益严峻的背景下，如何实现农业生产与生态保护的平衡成为亟待解决的难题。尤其在半干旱地区，传统农业模式往往导致土地退化、水资源短缺和生物多样性丧失。珍珠粟（Pennisetum glaucum）作为第六大全球种植面积的禾本科作物，因其卓越的抗旱性和丰富的营养 profile（铁、钙、锌含量显著高于水稻和小麦），在干旱地区农业中扮演着关键角色。然而，单一作物种植模式难以实现生态与经济的双赢。

印度楝树（Dalbergia sissoo）作为南亚地区重要的多用途树种，具有木材价值高、环境适应性强等特点，但其与饲草作物协同发展的潜力尚未充分挖掘。林牧系统（Silvi-pastoral system）作为 agroforestry（农林业）的重要形式，通过将树木、饲草、牲畜和作物整合在同一土地单元，有望实现资源高效利用和生态系统服务提升。但树木与作物间的相互作用复杂，特别是氮素管理策略如何影响系统生产力，仍需深入探索。

为此，Kumar 等人在《Discover Life》发表研究，通过田间试验揭示氮肥水平对珍珠粟生长及饲草产量的影响机制。研究团队在印度北方邦中部恒河平原的 Agroforestry 实验站（26°27'N, 82°12'E）开展试验，该区域属湿润亚热带气候，土壤为碱性粉壤土。试验采用双因素随机区组设计，比较三个珍珠粟品种（V1: GK-1183, V2: Virat-9, V3: Kaveri Super Boss）在四个氮肥水平（N0: 对照, N1: 60 kg ha^-1, N2: 80 kg ha^-1, N3: 100 kg ha^-1）下的表现。关键方法包括：在9年生印度楝树行间设置3×4 m²样方进行珍珠粟播种；施用统一剂量的磷（60 kg ha^-1）和钾（40 kg ha^-1）；氮肥按处理分基肥和追肥（播种后30天）施用；监测植物种群、株高、分蘖数、叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）、生物量等指标；结合成本收益分析评估经济可行性。

3.1 初始和最终植物种群

氮肥水平和品种均显著影响植物种群密度。V3品种（Kaveri Super Boss）在N3水平下初始种群达23.78株/m²，最终种群20.73株/m²，显著高于其他组合。表明高氮供应可通过促进幼苗建成提高种群稳定性。

3.2 株高和分蘖数

V3品种在N3水平下株高最高（218.73 cm），分蘖数达3.28个/株。氮肥通过调控细胞分裂和细胞分裂素合成，显著促进营养生长。

3.3 叶片数和叶面积指数

V3品种在N3水平下叶片数（38.43片/株）和LAI（4.23）均达峰值。氮素增强叶绿素合成与叶片扩张，直接提升光合能力。

3.4 节数和节间数

V3品种在N3水平下节数（9.57个/株）和节间数（8.23个/株）最高，反映氮素对茎秆伸长的正向调控。

3.5 鲜重和干重

V3+N3组合的鲜重（181.23 g/株）和干重（33.10 g/株）显著优于其他处理，印证氮素在干物质积累中的核心作用。

3.6 饲草产量

V3+N3组合的鲜草产量（308.50 q ha^-1）和干草产量（82.86 q ha^-1）最高，较对照组增产30%以上。

3.7 经济效益分析

V3+N3组合的净收益（64,085.86卢比/ha）和效益成本比（2.25）均居首位，证明高投入氮肥在高响应品种下的经济可行性。

研究结论强调，珍珠粟品种 Kaveri Super Boss 与100 kg ha^-1氮肥配施可最大化林牧系统生产力。该组合通过优化氮素利用效率（Nitrogen Use Efficiency, NUE），协调树木-作物互作，实现生态与经济效益协同提升。印度楝树的长期碳汇功能和周期性木材收益进一步增强系统可持续性。本研究为退化土地修复、气候韧性农业构建提供了关键技术路径，对推动联合国可持续发展目标（SDGs）中的零饥饿和陆地生态保护具实践意义。