在干旱地区，间作绿肥能否成为提升玉米水分生产力的 “利器”？

为解决干旱地区农业用水问题，研究人员开展玉米间作绿肥研究，发现可提升玉米 WP，意义重大。

　　干旱地区的农业生产，就像是在沙漠中寻找水源的旅行者，面临着巨大的挑战。在全球范围内，水资源短缺严重制约着作物生产和农业的可持续发展，尤其是在干旱和半干旱地区。农业用水占据了全球可用淡水资源的约 70%，这使得农业与生活、工业等领域对水资源的竞争愈发激烈。为了应对这一严峻形势，开发高效节水技术成为农业发展的关键。

在众多节水农业实践中，间作技术脱颖而出，它能够有效提高作物水分生产力（WP）。然而，间作系统的耗水量因环境和作物类型而异，且通常比单作更高。此外，过量施用氮肥在间作系统中普遍存在，这不仅导致了环境污染，还违背了联合国可持续发展目标中减少对合成肥料依赖的要求。因此，寻找一种既能提高作物产量和水分生产力，又能减少氮肥投入的方法迫在眉睫。

甘肃省农业科学院等机构的研究人员开展了一项具有重要意义的研究，相关成果发表在《Agricultural Water Management》上。研究人员试图探究在玉米间作系统中添加绿肥，并减少 25% 化学氮肥施用的情况下，对玉米水分生产力的影响。

研究人员采用了裂区试验设计，主要试验因素为三种种植模式：玉米间作紫云英（IM1）、玉米间作油菜（IM2）和单作玉米（SM）；次要试验因素为两个氮素水平：当地标准氮素施用量减少 25%（N1：270 kg N ha^-1）和当地标准氮素施用量（N2：360 kg N ha^-1）。整个试验共有六个处理，每个处理重复三次。在试验过程中，研究人员详细记录了土壤含水量（SWC）、水分运动势（WMP）、蒸散量（ET）等关键数据，并计算了土壤储水量（SWS）、蒸散系数（EC）、谷物产量（GY）和水分生产力（WP）等指标。

研究结果显示：

• 土壤含水量的动态变化：在绿肥独立生长阶段，间作绿肥降低了种植系统 0 - 120 cm 土层的平均 SWC；在玉米 - 绿肥共生阶段，间作绿肥同样降低了平均 SWC，但氮素减少能缓解这一负面影响；在玉米独立生长阶段，间作绿肥使 0 - 120 cm 土层的 SWC 升高。在垂直方向上，不同生长阶段间作绿肥对土壤不同深度的 SWC 影响各异。例如，在绿肥独立生长阶段，间作绿肥降低了 0 - 30 cm 土层的 SWC；在玉米 - 绿肥共生阶段，间作绿肥降低了整个 0 - 120 cm 土层的 SWC；在玉米独立生长阶段，间作绿肥提高了整个土层的 SWC。
• 水分运动势的变化：在绿肥独立生长和共生阶段，WMP 值大于 0，表明存在从玉米条带到绿肥条带的水分竞争；在玉米独立生长阶段，WMP 值小于 0，意味着绿肥条带向玉米条带进行水分补偿。其中，IM1N1 处理在绿肥修剪前 WMP 值最低，减少了水分竞争；在玉米独立生长阶段 WMP 值最高，增强了水分补偿。
• 蒸散量的变化：间作系统的总 ET 低于单作系统，减少氮肥施用进一步降低了间作系统的总 ET。在不同生长阶段，间作绿肥对 ET 和 EC 的影响不同。在绿肥生长阶段，间作绿肥增加了 ET 和 EC，但减少化学氮肥供应可缓解这种增加；在玉米独立生长阶段，间作绿肥降低了 ET 和 EC。
• 谷物产量和水分生产力的变化：间作绿肥提高了玉米的 GY，且能抵消因 25% 氮素减少导致的产量下降。间作绿肥还提高了玉米的 WP，其中 IM1 处理在减少氮素供应的情况下，WP 最高，比 IM2 处理提高了 7.2% - 10.9%。

综合研究结论和讨论部分，这项研究表明在干旱地区，间作绿肥与减少化学氮肥供应相结合，是一种有效的农业生产策略。间作绿肥降低了总蒸散量，补偿了因氮素减少导致的玉米水分生产力下降。在间作系统中，绿肥修剪前，30 cm 以上土层存在条带间的水分竞争；玉米独立生长期间，0 - 120 cm 土层出现水分补偿。玉米 - 紫云英间作并结合氮素减少的处理，有效减少了水分竞争，增强了水分补偿，显著提升了玉米的水分生产力。这一研究成果为干旱地区的农业生产提供了重要的理论依据和实践指导，有助于推动农业的可持续发展，为解决全球粮食安全和水资源短缺问题提供了新的思路和方法。