华北平原苜蓿/青贮玉米间作体系不影响产量且减小环境代价

华北平原苜蓿/青贮玉米间作体系不影响产量且减小环境代价

2022-02-06 14:31·环资观察

来源：Agricultural Systems (2020年影响因子5.37)

作者：张英俊

单位：中国农业大学草业科学与技术学院

背 景

华北平原是我国主要粮食产区，以全国18.6%的耕地总量和7.7%的水资源生产了全国60%以上的小麦和30%以上的玉米。自上世纪70年代以来，华北平原广泛采用冬小麦和夏玉米轮作的农业生产模式，但该模式需要大量的灌溉水和氮肥投入，造成了资源利用效率低、水污染和氮排放增加、土壤酸化加剧等环境问题。

已有大量研究表明，将豆科作物纳入禾本科作物种植系统可以提高农业生产力、稳定性和资源利用效率。苜蓿是一种多年生豆科牧草，是奶牛养殖中不可或缺的饲料作物。在华北平原的自然条件下，苜蓿生长无需灌溉，而且对氮肥的依赖性较小。然而，很少有研究将紫花苜蓿引入华北平原当前的种植体系，因为这里夏季炎热多雨，增加了其产量和饲料质量损失的风险。

因此，研究者提出了苜蓿和青贮玉米间作的替代系统，即在春季收获苜蓿，在夏季将青贮玉米与作为地被植物的苜蓿间作。本文作者进行了一项为期4年的试验，调查了四种种植制度（冬小麦-夏玉米轮作、夏玉米单作、苜蓿单作、苜蓿/青贮玉米间作）的农艺、经济和环境效益，目的是确定苜蓿和玉米间作系统是否可以减少灌溉和氮肥投入，提高蛋白质饲料产量，并提供有竞争力的经济回报。

结 论

面对日益严重的环境污染和地下水短缺，华北平原迫切需要从常见的冬小麦-夏玉米轮作转变为更环保、高效的农业种植模式。本次试验结果证明冬小麦-夏玉米轮作是一个要基于高氮肥和地下水投入的种植模式；尽管玉米单作生产成本低，有进一步提高产量的潜能，但休耕期间土壤中高浓度的无机氮残留有很大的氮淋失风险。相比之下，低氮投入的苜蓿/青贮玉米间作系统是最佳的农业生产替代系统，它可以适应华北平原地区的气候条件，平衡农业生产和环境要求，并为当地奶牛养殖提供优质饲料，在环境影响和经济产出等方面有更好的综合效益。