免耕与秸秆还田通过提升土壤养分驱动黄土高原饲草轮作系统长期生产力

针对黄土高原地区农业可持续发展需求，研究人员开展免耕与秸秆还田对饲草轮作系统生产力的长期影响研究，发现该管理措施显著提升土壤养分含量并促进系统生产力，为旱区生态农业提供重要实践依据。

　　

在生态脆弱的黄土高原地区，传统耕作方式导致土壤退化、生产力下降等问题日益突出。如何通过可持续农业管理措施提升土壤质量并维持长期生产力，成为当前旱区农业发展的关键科学问题。中国农业科学院的研究团队在《Journal of Integrative Agriculture》发表的研究，揭示了免耕与秸秆还田对饲草轮作系统的长期改良机制。

研究采用长期定位试验（15年）结合高通量测序和土壤理化分析技术，系统评估了不同耕作方式下土壤养分动态变化。通过测定土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、微生物量碳（MBC）等关键指标，结合饲草产量长期监测数据，构建了土壤-作物系统的响应模型。

研究结果显示：

1. 土壤养分提升机制

   免耕结合秸秆还田处理使0-20 cm土层有机碳含量提升38.7%，全氮增加25.4%，有效磷提高62.3%。高通量测序表明该处理显著增加Actinobacteria门和Bradyrhizobium属等有益微生物丰度。

2. 生产力响应特征

   长期数据显示，处理组饲草年平均产量达12.3 t/ha，较传统耕作增产31.5%。结构方程模型揭示土壤养分改善可解释产量变异的72%。

3. 系统稳定性增强

   处理组土壤水分利用效率提高19.8%，年际产量变异系数降低至8.7%，表现出更强的气候韧性。

该研究证实免耕与秸秆还田通过"土壤养分库扩容-微生物群落优化-水分高效利用"的多级联效应，是实现黄土高原农牧系统可持续发展的有效途径。研究为制定区域生态农业政策提供了量化依据，其揭示的土壤-微生物-作物互作机制对全球旱区农业具有重要参考价值。