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FCR|绿肥配施促进了旱地农业生态系统的可持续性:饲料油菜和毛苕子混播调节N输入和酶,以优化小麦生产

2026-03-30 07:32:33

文章信息

标题：Green manure co-application boosts arid agroecosystem sustainability: Mixed sowing of feed rape and hairy vetch modulates N input and enzymes for optimized wheat production

标题译中文：绿肥配施促进了旱地农业生态系统的可持续性：饲料油菜和毛苕子混播调节N输入和酶，以优化小麦生产

一作：Ru Yu

通讯：Hongyuan Zhang老师

发表时间：2026年1月

主要创新

饲料油菜与毛叶苕子配施提高了春小麦产量和产量稳定性

饲用油菜和毛苕子配施增加了C和N的投入，改善了土壤质量

绿肥氮输入促进了土壤酶活性，最终提高了小麦产量。

文章摘要

【目的】本研究的目的是通过9年的田间试验，研究小麦-绿肥种植制度的产量表现和产量稳定性，并阐明(包括C、N投入量、养分相关酶、土壤质量指数)的关键土壤生态机制，以确定最佳的绿肥还田策略。

【方法】本研究以典型低肥力农田(河套灌区)为研究对象，通过9年( 2015 - 2023年)田间试验，设置3种绿肥种植体系(饲料油菜( FR ))、毛叶苕子( HV )、饲料油菜与毛叶苕子混播( FR + HV )和1个常规处理(小麦收获后休闲, CK)，从绿肥生物量、酶活性、SQI、小麦产量及产量稳定性等方面揭示其对碳氮投入的影响。

【结果】结果表明，与CK相比，FR、HV和FR + HV具有较高的C和N输入效率，绿肥还田下SOC含量增加了7.2 % - 13.6 %，全氮( TN )含量增加了8.9 % - 11.0 %。酶学分析表明，绿肥处理显著激活了营养物质循环水解酶：亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶活性分别增加了13.8 - 30.6 %和6.3 - 20.9 %。值得注意的是，FR + HV在微生物功能上表现出协同效应，相对于单作处理和CK，提高了β -葡萄糖苷酶( 8.5 ~ 9.9 %)、β -木糖苷酶( 25.2 ~ 40.6 %)、纤维素酶( 24.7 ~ 50.1 %)和碱性磷酸酶( 9.0 ~ 20.9%)的活性。一体化FR + HV较其他处理提高SQI 8.53 % ~ 9.85 %，产量提高5.1 ~ 21.1 %。FR + HV还获得了高于CK的超高产稳定性( 17.8%)，并且优化了产量构成因素- -穗密度、穗粒数和千粒重，超过了其他所有处理。从机理上讲，绿肥衍生的N输入驱动了酶的激活，形成了提高产量的关键途径。

【结论】这项为期9年的连续田间调查通过系统地阐明绿肥介导的作物增强机制，为优化以绿肥为基础的可持续农业种植制度提供了关键的经验证据。我们的研究结果表明，绿肥种植和翻压增强了土壤C、N和P的固持，同时提高了酶活性水平，从而使春小麦生产力比常规休耕提高了5.1 - 21.1 %。与单作绿肥相比，饲料油菜与毛叶苕子混作具有更好的农业效果，土壤质量提高8.5 % ~ 8.8 %，产量构成因素(穗粒数、千粒重)提高3.5 % ~ 12.7 %，年际间产量稳定性提高23.0 % ~ 24.8 %。PLS - PM模型表明，绿肥腐解氮输入是土壤酶活化的关键介质，亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶活性与籽粒产量呈正相关。这些结果共同表明，双品种绿肥配施(饲料油菜和毛叶苕子)在春小麦系统中实现了土壤质量提升和产量放大的最佳协同，为以河套灌区为代表的干旱灌区提供了一种有效的生态集约化策略。