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地中海农业生态系统中硬粒小麦-野豌豆间作对产量、氮平衡及农场盈利的影响研究
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年06月23日 来源：Italian Journal of Agronomy 2.6
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为解决地中海地区集约化单作导致的资源效率低下和可持续性问题，研究人员开展硬粒小麦(Triticum durum)与野豌豆(Vicia sativa L.)间作系统研究。结果表明，该间作系统在零投入条件下土地当量比(LER)达1.35-1.62，氮吸收增加11.9-15.2 kg ha-1，贡献边际(CM)达280.6� ha-1，为地中海旱作农业提供了一种兼具生态与经济效益的替代方案。
在地中海地区，气候变化正加剧农业生产的脆弱性——降雨量锐减至314.6 mm而均温升至15.47°C，传统硬粒小麦(Triticum durum)单作系统面临产量波动与氮肥依赖的双重挑战。与此同时，欧盟"从农场到餐桌"战略要求减少50%的化肥使用，迫使农民寻求生态集约化解决方案。正是在这样的背景下，意大利研究团队在《Italian Journal of Agronomy》发表的研究，为破解这一困局提供了科学依据。
研究团队采用田间条区试验设计，在意大利南部Genzano di Lucania的12公顷试验田开展为期两年(2022-2024)的实证研究。通过对比四种种植模式：全投入单作小麦(DW-SC-FM)、零投入单作小麦(DW-SC-NM)、全投入单作野豌豆(CV-SC-FM)及零投入间作系统(DW+CV-IC-NM)，运用近红外光谱(NIRS)分析谷物品质，采用凯氏定氮法测定氮含量，并创新性地结合土壤电阻率测绘划分均质区(HZs)以控制空间变异性。经济分析则基于罗马商品交易所市场价格，计算贡献边际(CM)评估系统盈利能力。
研究结果揭示四大发现
产量表现
在2022-2023生长季，间作系统总产量达3.31 t ha-1，显著高于全投入单作小麦的3.03 t ha-1。即便在干旱的2023-2024年，间作产量(2.67 t ha-1)仍与单作(2.79 t ha-1)相当，显示其气候韧性。值得注意的是，间作中小麦组分(DW-IC)的蛋白质含量始终高于零投入单作，2022-2023年达13.9% vs 12.0%，证实野豌豆通过生物固氮(BNF)改善了小麦氮营养。
氮循环增效
间作系统展现出卓越的氮捕获能力。与DW-SC-NM相比，DW-IC的氮吸收量增加15.2 kg ha-1(2022-2023)和11.9 kg ha-1(2023-2024)。野豌豆组分(CV-IC)更贡献了124.6 kg N ha-1的秸秆氮还田量，其低C/N比特性加速了氮素释放，为后续作物提供持续养分供给。
土地高效利用
土地当量比(LER)量化显示，间作系统每公顷生产力相当于1.35-1.62公顷单作田。pLER分析揭示小麦贡献占优(pLERw 0.70-0.86)，但野豌豆的稳定辅助(pLERv 0.65-0.76)形成功能互补，符合"4C"生态模型(竞争Competition、互补Complementarity、协助Cooperation、补偿Compensation)。
经济优势凸显
尽管需额外支付种子分离成本，间作系统贡献边际(CM)仍达280.6� ha-1，是全投入单作小麦(47.5� ha-1)的5.9倍。这种优势源于双作物产出协同——小麦面向面食市场而野豌豆进入饲料/种子市场，有效分散了价格波动风险。
讨论与展望
该研究突破了传统间作研究多聚焦覆盖作物的局限，首次系统评估了硬粒小麦与现金型豆科作物的协同效应。野豌豆通过三重机制提升系统可持续性：即时氮转移增加小麦蛋白含量、秸秆还田构建土壤氮库、以及生物多样性服务抑制病虫害。然而，混合籽粒分选的技术瓶颈仍是规模化应用的障碍，这提示未来需培育株型匹配的专用品种并开发联合收获设备。
从政策视角看，该成果为欧盟共同农业政策(CAP)的生态计划(eco-schemes)提供了可操作的实践模板。通过将间作纳入生态重点区域(EFA)计算，可激励农民采用这种兼顾生产力和生态服务的种植模式。研究团队建议后续工作应延长观测周期至5年以上，并评估不同轮作序列对土壤微生物组的长期影响，以全面解锁地中海农业生态系统的可持续潜力。
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