全球标准阐明汇报你:间套作模式毕竟哪家强?(2)
他们研究发现,我国间套作体系多为以玉米为主,其净增产效应为2.1吨/公顷;欧洲间套作体系为无玉米的间套作,其净增产效应为0.5吨/公顷。前者增产优势为后者的4倍。
他们研究发现,我国间套作体系在低氮肥与高氮肥投入条件下均高于欧洲间套作体系。以玉米为主的间套作体系的净效应随施氮量的增加而提高,但无玉米的间套作体系的净效应不依赖于施氮量。
李春杰认为,这很大程度上与玉米间作体系为条带套作有关。玉米比C3作物播种晚,与玉米间作的C3作物收获之后,玉米还有一个月的恢复期。如果氮肥投入高了,土壤种前期没有用完的氮素就有利于后期玉米的恢复生长,提高了玉米间作体系的产量。
而没有玉米的间作体系以固氮植物豆科间作为主,土壤施氮量都较低,豆科作物的固氮作用补偿了低氮的投入,所以豆科作物间作体系的产量优势与氮投入无明显关系。
研究中表明了C4作物玉米与C3作物间套作的优势。因为C4作物比C3作物能更好地适应较高的温度,所以,玉米与C3作物可以分开种植。例如,在西北,玉米比蚕豆播种晚一个月左右。
播期错开之后,玉米与间作作物在资源利用的时间上有差异,减少了种间竞争。另外,玉米在株高、光合机制、根系构型等方面与C3作物都有差异。这种时间上和空间上的差异就使玉米与C3作物的间作体系能够充分利用光、养分、水分。
不论中国模式,还是欧洲模式,间套作体系的土地当量比、氮肥当量比、磷肥当量比均大于1。他们计算出三个当量比的数值范围分别为1.16~1.29,1.19~1.33,以及1.19~1.36。也就是说,两种间套作体系与单作相比,都节约了16~29%的土地、19~36%的肥料。
中国模式值得借鉴
“我们的研究发现,作物的选择、播种时间和收获时间、条带设置和肥料投入等农田管理措施,对增产效应的影响是相互关联的,增产效应的发挥不能归结为单个措施。”李春杰解释说,当间作体系中有玉米时,由于玉米株高较高,为了减少光玉米与较矮的豆科竞争光,玉米经常与豆科作物条带种植,增加豆科与玉米的距离,减弱光的竞争。
张福锁强调,管理模式的差异反映出,不同国家和地区为了满足不同的生产、生态目的而设计了不同的间作体系。
间套作在中国已有2000多年的历史,是中国古代农民智慧的结晶。有研究显示,我国约1/3的可耕种土地上采用了间套作体系。我国的间套作以生产更多粮食为目的,因此投入更多的养分,间作体系中玉米能充分利用这些养分,形成较高的增产效应。
而欧洲模式的间作体系以增加生物多样性、利用豆科作物来降低氮排放、实施减少环境污染的有机农业为主要目的。由于人力成本较高,其体系设计要适合机械化生产,因而采取种植低矮作物、同种同收、混种、低投入的管理措施。
“我国农业生产的技术创新,一直把保障粮食安全放在第一步,决定了我们的间套作模式与欧洲不一样。既能采取环境友好的间套作模式,又能大幅提高单位面积的粮食产量,这恰恰是中国对全世界能做贡献的地方。”张福锁说。
李春杰认为,玉米间作体系为适应气候变化的间作体系设计提供了指导意义。全球气候变暖,生育期延长。而玉米间作体系恰恰可以适应高温,与其他作物错开种植,并充分利用延长的生育期。
另外,条带种植的间套作可以为通过更好的利用施肥时间来进一步节省肥料。例如,在条带间套作中,播种可以固氮的豆科作物,减少前期化肥施用量;后期追施化肥又可促进玉米的恢复生长,提高肥料利用率。