山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所在豆科/禾本科作物間作與周年輪作提質(zhì)增效研究方面取得新進(jìn)展

　　1月17日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和國際小麥玉米改良中心等多家單位聯(lián)合在豆科/禾本科作物間作與周年輪作提質(zhì)增效研究方面取得重要進(jìn)展，其合作成果“Diversification of wheat-maize double cropping with legume intercrops improves nitrogen-use efficiency: Evidence at crop and cropping system levels”，以研究長文（Research Article）的形式在線發(fā)表在中科院一區(qū)Top期刊Field Crops Research（影響因子5.8）。文章鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1iRVN1M2tVZ5YT。

 

　　傳統(tǒng)小麥-玉米周年雙季輪作體系存在種植效益低，氮肥用量高、氮素盈余嚴(yán)重，氮的淋溶和溫室氣體排放超標(biāo)等問題。與此同時，我國糧油爭地矛盾嚴(yán)重，食用油和大豆蛋白的自給率亟待提高。2020年以來，國家多次將大豆玉米帶狀復(fù)合種植寫入中央一號文件明確扎實(shí)推進(jìn)，支持在黃淮海等地區(qū)開展大豆玉米帶狀復(fù)合種植和糧豆輪作，目前在山東的種植面積接近200萬畝，全國種植面積接近2000萬畝?！?ldquo;十四五”全國種植業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，“到2025年推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植面積5000萬畝”。而在山東等華北平原一年兩熟區(qū)，將豆科作物（如大豆和花生）與玉米間作，納入小麥-玉米周年輪作體系后，對后茬小麥和整個周年的氮肥統(tǒng)籌、氮肥利用效率和氮素盈余等的影響缺乏系統(tǒng)和長周期的研究。

 

　　該研究依托于2017年開始在濟(jì)陽基地設(shè)立的長期定位試驗(yàn)，采用表征作物養(yǎng)分利用效率的“三相圖”，結(jié)合歐盟氮素利用效率指標(biāo)，從單一作物和周年作物系統(tǒng)角度全面量化比較了6種不同輪作體系4個氮肥梯度下的氮素利用效率。這是首次將歐盟氮素利用效率指標(biāo)用于評價包含豆科作物的種植體系。研究表明，與傳統(tǒng)小麥-玉米輪作相比，大豆玉米帶狀復(fù)合種植與小麥輪作，可節(jié)約氮肥投入11.1-12.5%，提高氮素吸收量12.4-16.0%，將氮肥表觀回收率從36.0-37.0%提高到47.8%，將歐盟氮素利用效率從0.50提高到0.67 kg/kg，降低氮素盈余38.8-39.2%，降低氮揮發(fā)強(qiáng)度48.6-49.3%。

 

　　該文章為提高華北平原大田作物系統(tǒng)氮素利用效率提供了重要參考，并對更廣泛和深入理解間作系統(tǒng)的氮素循環(huán)具有重要意義，揭示了其在減肥增效、溫室氣體減排和清潔生產(chǎn)方面的應(yīng)用前景，為大豆玉米帶狀復(fù)合種植在我省乃至全國的大面積推廣應(yīng)用和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供了重要的理論和技術(shù)依據(jù)。該成果不僅對我國，而且對南亞、地中海地區(qū)、南美以及其他地區(qū)和國家一年兩熟種植體系均具有重要借鑒價值。

 

　　作物所谷物營養(yǎng)與質(zhì)量安全團(tuán)隊(duì)夏海勇副研究員為文章的第一和通訊作者，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)Wopke van der Werf教授，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)崔振嶺教授和國際小麥玉米改良中心Jo?o Vasco Silva博士等參與了該項(xiàng)研究。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、泰山學(xué)者計劃以及山東省非教育系統(tǒng)政府公派出國留學(xué)項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。（撰寫：夏海勇；核稿：陳瑩）