气候智能型耕作方式与残茬还田技术能够提升谷物-豆科作物间作系统的碳封存能力及产量

《Journal of Plant Nutrition and Soil Science》：Climate-Smart Tillage and Residue Return Enhance Carbon Sequestration and Yield in Cereal–Legume Intercropping Systems

　　可持续农业实践中保护性耕作与残茬还田结合在半干旱地区玉米-大豆间作系统中提升土壤固碳及产量

　　

摘要

背景

在气候变异性不断增加的情况下，可持续的农业实践对于改善土壤健康和作物生产力至关重要。尽管保护性耕作和作物残茬管理已被证明可以提高资源利用效率和碳封存能力，但它们在谷物-豆类间作系统（尤其是在半干旱地区）中对土壤碳动态和产量的综合影响仍需进一步研究。

目的

本研究探讨了减少耕作（RT）与残茬返还相结合对玉米-大豆间作系统中土壤有机碳封存和作物生产力的协同效应。

方法

在为期2年的玉米-大豆间作试验中，采用了不同的耕作方式，如传统耕作（CT）、最小耕作（MT）和减少耕作（RT），以及不同的残茬管理方法（包括是否返还残茬）。

结果

在仅种植大豆的情况下，减少耕作结合残茬返还显著提高了土壤养分的有效性，硝酸盐（8.65 mg kg^?1）、磷（6.7 mg kg^?1）和钾（85 mg kg^?1）的浓度均最高，优于传统耕作。与仅种植玉米的情况相比，减少耕作还提高了总有机碳（TOC）含量（6.1 g kg^?1）和碳封存率（2.42 Mg ha^?1 year^?1），进一步凸显了基于豆类作物的系统的碳储存潜力。在生产力方面，传统耕作和减少耕作均提高了籽粒产量和土地当量比（LER：分别为1.43和1.38），而最小耕作的表现始终最低（LER：1.08–1.09）。然而，这些结果具有半干旱地区的特殊性，其普遍适用性可能取决于土壤类型、管理历史以及不同地区的环境差异等因素。

结论

这些研究表明，在半干旱条件下，将气候智能型耕作与残茬返还相结合是提高谷物-豆类系统环境可持续性和农业生产力的有效策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。