覆盖作物对美国中西部农业生态系统玉米和大豆产量的影响 保护性

保护性耕作、种植覆盖物和轮作，是构成保护性农业的核心内容。种植覆盖物在我国特别是保护性耕作重点推广的东北地区，目前基本还是空白，今后是值得研究示范的保护黑土地措施之一。

美国是世界上种植覆盖作物最多的国家，值得了解借鉴。

刚刚阅读美国伊利诺伊大学秦子棋秦博士，近日在《大田作物研究》杂志上发表的《评估覆盖作物对美国中西部农业生态系统玉米和大豆产量的影响》一学术论文中指出，非豆科覆盖作物对玉米造成3.9%±3%的产量损失，对豆科覆盖作物对玉米和大豆产量无显著影响，产量原因是缺素，水分胁迫，土壤较凉，优化覆盖作物生长窗口可以最大限度地提高覆盖作物的效益，ecosys模型是定量研究覆盖作物对作物产量影响的有效工具。

秦博士研究中发现，种植覆盖作物是最有前途的保护土壤耕作做法之一，具有多种效益。然而，覆盖作物对玉米、大豆在美国中西部的轮作系统仍然有很大的不确定性的基础上，他们从田间现场实验的结果，特别是在不同的土壤性质，气候条件和土地管理实践，基于过程的模型充分验证了这些不同条件下的田间试验数据提供了一个有效的工具，以量化覆盖作物对经济作物生产力的影响，并相应地优化覆盖作物的管理。在这项研究中，他们旨在回答以下问题：

（1）在美国中西部农业生态系统中，覆盖作物对经济作物产量的影响是什么？

（2）覆盖作物影响经济作物产量的机理途径是什么，如通过影响土壤水分、氮和氧气动力学？

（3）采取何种管理措施可减轻覆盖作物对经济作物产量的负面影响？

为了解决这些问题，他们校准和验证了一个复杂的基于过程的农业生态系统模型ecosys，使用2013年至2018年在伊利诺伊州的实地实验数据，然后使用ecosys研究不同管理措施下冬覆盖作物对玉米和大豆产量的影响。

结果表明：（1）种植非豆科覆盖作物可使玉米减产3.9%±3%，对大豆产量无明显影响；种植豆科覆盖作物对玉米和大豆产量没有显著影响；（2）种植覆盖作物导致玉米减产的主要原因是固定化增加、干旱区水分竞争、土壤表面温度降低和氧气竞争导致的氮素缺乏；（3）种植大豆导致玉米产量下降。由于对资源（如水和氮）的激烈竞争，非豆科覆盖作物比玉米晚终止可能导致更大的玉米产量损失，通过优化覆盖作物在春季终止时间，可以最大限度地减少非豆类覆盖作物对玉米减产的影响。

总的来说，在美国中西部玉米-大豆轮作系统中，他们发现，虽然非豆科覆盖作物通过资源竞争导致玉米减产，但这种减产可以通过控制覆盖作物终止时间和适当的肥料管理等管理措施最小化。