保护性耕作与豆科轮作协同提升中国东北地区农业气候适应性的机制研究

本文通过4年田间试验证明，免耕(NT)结合豆科轮作能显著提升玉米(增产4.54%)和大豆(增产7.45%)产量，土壤有机质(SOM)增加12.49%，产量变异系数(CV)降低50%。该研究为东北黑土区应对气候变化、实现农业可持续发展提供了重要技术路径。

　　

Highlight亮点发现

免耕(NT)与豆科轮作的协同效应显著：相比旋耕(RT)，NT使玉米和大豆产量分别提升4.54%和7.45%；豆科轮作使玉米产量较连作(MM)提高3.56%。在降水波动条件下，NT结合轮作系统的产量变异系数(C_V)不足RT和MM系统的一半，同时土壤肥力提升12.49%。产量稳定性与生物量积累和土壤有机质(SOM)呈显著正相关。

Environmental conditions环境条件

2020-2023年生长季(5-10月)平均温度较30年均值(11.0°C)升高8.1-9.2°C，降水量波动显著(456.0-925.8 mm vs 年均570.9 mm)。在雨养农业条件下，降水变率成为影响产量的关键因素。

Interactions of tillage practices and crop systems耕作制度互作效应

免耕与豆科轮作通过三重机制增强气候韧性：(1)NT减少土壤扰动，维持土壤结构；(2)豆科作物固氮作用提升土壤氮素有效性；(3)协同作用使土壤水库效应在干旱年尤为突出。这种"土壤-作物"正反馈循环使系统抗逆性显著增强。

Conclusions研究结论

NT与豆科轮作系统展现出"1+1>2"的协同效应：既像"土壤海绵"般提升持水能力，又通过"氮素银行"机制改善肥力。该模式为应对气候变化提供了"藏粮于地"的解决方案，建议在类似生态区推广。