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聚焦农业:保护性耕作如何影响东北旱季玉米产量

olivia chan

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我国东北地区的农业发展长期面临干旱带来的困扰。当地人民利用保护性耕作制度来兼顾农田生态效益以及农业经济效益。保护性耕地采取少耕免耕的措施,最大限度地保护了地表,保留了地表的自然生态系统。这对改善土壤健康至关重要。其中,土壤CO2排放,土壤微生物群落和农作物产量对降水的响应对于评估保护性耕作的可持续性至关重要。

近日,中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土有机碳与保护性耕作学科组以保护性耕作长期定位试验为研究平台,比较了自然干旱和正常降水年份下的土壤CO2排放、土壤微生物群落和作物产量,以评价保护性耕作的影响及其应对干旱的适应机制。

在以2013年为正常年份和2015年为自然干旱年份这一基础上,研究团队在中国东北进行了长达15年的耕作研究,土壤通量,土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)含量和作物产量进行跟踪测定。

测量结果显示,与常规耕作相比,免耕条件下土壤温度约低1℃;土壤含水量较高;玉米的产量和碳排放效率分别降低了22%和25%。

在干旱年份,与常规耕作相比,免耕条件下的土壤温度约高2℃,土壤含水量显著增加28%,玉米产量和碳排放效率分别显著增加了47%和63%。

通过数据对比,研究团队认为,免耕改善了土壤湿度和微生物的生物量,从而可以帮助农业生产更好地抵抗干旱。

在正常和干旱年份,相比于常规耕作,免耕条件显着增加了种植前和整个早期的土壤微生物PLFAs含量。干旱年份生长季节的中后期。结构方程模型(SEM)表明,土壤水分,温度,细菌和真菌直接影响了碳排放效率,表明耕作通过土壤水分,温度,土壤真菌和细菌与碳排放效率间接相关。

研究结果显示,免耕条件下较高的玉米产量和碳排放效率与改善的土壤水含量和土壤微生物PLFA含量以及较低的干旱年份土壤温度有关,进一步支持了保护性耕作是东北单作玉米抗旱的积极适应策略。

译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114813


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