绿肥施用对华中地区再生稻田土壤质量及系统可持续性的提升机制研究

针对再生稻系统土壤质量与可持续性管理难题，研究人员通过两年田间试验，探究油菜(RA)与紫云英(MV)绿肥对两品种(YLY911/LY6326)再生稻生长、土壤氮素动态及微生物活性的影响。结果表明MV处理使0-20 cm土层土壤质量指数(SQI～area)提升63.65-70.41%，系统可持续性指数(SI)提高33.93-37.74%，LY6326品种表现最优。该研究为绿肥-品种协同优化提供了理论依据。

　　

随着全球粮食安全压力加剧，再生稻(Ratoon Rice, RR)因其"一种两收"的特性成为我国重要的节本增效种植模式。然而，长期集约化种植导致土壤质量下降、系统可持续性降低等问题日益凸显。绿肥还田作为传统农业智慧，虽在单季稻和双季稻系统中有较多研究，但其在RR系统中的土壤改良机制及与品种互作效应仍不明确。

湖南农业大学的研究团队在《Field Crops Research》发表论文，通过2019-2021年的田间试验，比较了休耕(Fallow-RR, FA)、油菜(Rapeseed-RR, RA)和紫云英(Milk vetch-RR, MV)三种轮作模式对两品种(YLY911/LY6326)再生稻系统的影响。研究创新性地采用土壤质量指数面积(SQI～area)和可持续性指数(Sustainability Index, SI)双指标体系，结合偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析，揭示了绿肥提升系统生产力的深层机制。

研究采用裂区设计，主区设置FA、RA、MV三种处理，副区种植YLY911和LY6326品种。测定指标包括产量构成、氮素吸收、土壤养分(总溶解氮TDN、无机氮DIN、有机氮DON)、微生物生物量碳氮(MBC/MBN)等。通过最小数据集(MDS)筛选关键指标构建SQI～area，结合作物参数计算SI，运用PLS-PM解析各因子作用路径。

产量与氮素吸收
RA和MV处理使再生稻年均产量提高12.3-20.7%，其中MV效果更显著。LY6326在MV下的系统生产力比YLY911高15.6%，归因于其更强的氮素吸收能力(地上部吸氮量增加22.4%)。

土壤养分响应
在0-10 cm土层，MV处理使TDN、DIN和MBN分别增加83.5%、91.2%和67.3%，显著高于RA处理。10-20 cm土层中，MV对TDN的提升作用(58.1%)仍保持优势，但对微生物指标影响减弱。

系统可持续性
MV使0-10 cm土层SQI～area和SI分别提升70.41%和33.93%，且LY6326的SI增幅达品种间最大差异37.4%。PLS-PM显示，绿肥通过直接提升TDN(路径系数0.82)和MBN(0.76)间接增加产量，该效应在表层土壤更显著。

研究表明，紫云英绿肥通过双重机制提升RR系统可持续性：一方面通过生物固氮增加土壤活性氮库(TDN/DIN)，另一方面促进微生物增殖加速养分循环。品种选择同样关键，LY6326因其高效的氮素利用能力，与MV形成最佳组合。该研究为RR系统"绿肥-品种-土壤"协同调控提供了量化依据，对实现"藏粮于地"战略具有重要实践价值。尤其值得注意的是，研究中构建的SQI～area与SI双指标评价体系，突破了传统土壤质量研究的静态局限，为农田生态系统评估提供了新范式。