玉米品种混种通过异步性和互补性提升长期稳定性与生产力：对可持续农业生态系统的重要意义

《Agronomy for Sustainable Development》：Cultivar mixtures increase stability and productivity over time through asynchrony and complementarity

为探究品种混种对作物产量稳定性和生产力的长期影响及机制，研究人员开展了为期 7 年（2016 - 2022）的中国西北玉米田间实验。结果表明，混种比单种的谷物产量和地上生物量分别提高 5.6% 和 3.6% ，后期产量稳定性增强，这与互补效应和异步性有关，有助于理解种内多样性对可持续农业生态系统的作用。

　　作物品种混种通常能在短期内提高生产力，在长期内稳定或提高生产力。然而，这些效果差异很大，可能是由于长期以来针对种内多样性效应的实验研究有限，且未能同时探究其潜在机制。研究人员在中国西北开展了一项为期 7 年（2016-2022）的玉米田间实验，探究品种混种对产量时间稳定性和作物生产力趋势的影响，并研究了产量提升和时间稳定性增强的潜在机制，这可能归因于混种玉米品种间功能性状差异产生的互补效应（complementarity effects）和异步性（asynchrony）。在这 7 年中，所有混种组合的谷物产量和地上生物量相比单种分别提高了 5.6% 和 3.6%。为研究 7 年产量时间稳定性的变化，研究人员采用 3 年滚动窗口计算稳定性。结果显示，与单种相比，混种在后期（2019-2022）的产量时间稳定性有所提高。7 年间，谷物产量和地上生物量相比第一年分别比单种高出 35% 和 38%。互补效应显著且随时间增强。功能性状的平均值因混种发生变化，株高和穗位高性状与互补效应呈正相关，而互补效应又与产量时间稳定性相关。异步性，即不同品种对环境波动响应的差异，与产量的时间偏差呈负相关。这些结果首次表明，品种间平均性状值的较大差异，或对多样性表现出动态性状响应，能够增强互补效应和异步性，从而提高作物产量并增强稳定性。这加深了人们对种内多样性如何促进可持续农业生态系统的理解。