覆盖物可以提高饲料仙人掌与玉米间作系统中的水分利用效率、产量和盈利能力

《Irrigation and Drainage》：Mulching Increases Water Use Efficiency, Production and Profitability in Forage Cactus–Maize Intercropping Systems

在巴西亚马逊半干旱地区，研究对比了仙人掌（O. stricta）与玉米（Feroz VIP）单一种植及间作模式的水分利用、干物质产量和经济效益。结果显示，覆盖物处理的间作系统（CMWC）干物质产量达19.0 Mg/ha，净收入1908美元，显著优于单一种植（SCNC/SMNC）及未覆盖间作（CMNC）。覆盖物通过减少土壤水分蒸发（WUEc达1.0 kg/m3）、增加持水能力（ΔW改善19%-34%），使系统生产力提升36%-48%。生物学效率指标（LER=1.82，SPI=29.5 Mg/ha）和竞争能力分析（CRD=-91.17，ALGY=361.45）均支持间作模式。研究证实，覆盖物间作通过资源互补（仙人掌CAM代谢与玉米C4光合作用协同）和水分管理优化，成为半干旱地区可持续农业的可行策略。

　　这项研究探讨了在半干旱地区，以“Orelha de Elefante Mexicana”（OEM）品种的饲料仙人掌和“Feroz VIP”杂交玉米在单作和间作模式下的生长情况、饲料产量、土壤水分平衡、水分利用效率、生物效率以及竞争能力。实验地点位于巴西伯南布哥州的Serra Talhada学术单位，实验期间分为两个饲料仙人掌生长周期，分别从2020年10月至2021年8月，以及2021年8月至2022年6月。每个饲料仙人掌生长周期后，均进行了两个玉米生长周期的评估。实验采用了随机区组设计，共设四个处理：（i）无覆盖的单作饲料仙人掌；（ii）有覆盖的单作饲料仙人掌；（iii）无覆盖的饲料仙人掌-玉米间作；（iv）有覆盖的饲料仙人掌-玉米间作。实验通过生物量和生物指标评估了植物的形态生理特征、生长阶段、收获时间、生物效率以及竞争能力，同时对土壤水分和水分平衡进行了监测。

研究发现，覆盖系统的饲料仙人掌和玉米表现出更高的产量和经济效益。具体而言，覆盖系统在饲料仙人掌的干物质产量上达到了约19.0和12.41 Mg ha?1，净收入分别为1908和1914美元，显示出其经济上的优越性。覆盖系统还提高了水分利用效率和蒸腾效率。结合种植饲料仙人掌和玉米的间作模式被推荐，因为其在半干旱环境中能够提高产量、盈利性和可持续性。这种种植模式有助于更好地利用土地资源，提升系统的抗逆性，并确保更高的生产力，即使在水分不足的条件下也能维持较好的产出。

在实验过程中，研究人员采用了多种方法来评估不同种植系统下的性能。这些方法包括对生物量的测定、土壤水分平衡的分析、水分利用效率的计算，以及生物效率指数的评估。通过这些评估，研究者能够量化植物的生长速率、收获时间、水分利用情况和生物产量。结果显示，覆盖系统显著提高了饲料仙人掌的干物质产量和玉米的生物效率，表明其在水分管理和资源利用方面具有明显优势。

此外，研究还关注了植物间的竞争关系，分析了饲料仙人掌和玉米在不同种植系统下的竞争能力。研究发现，饲料仙人掌在竞争中表现出更强的侵略性，其竞争优势体现在更高的生物效率和更好的水分利用上。同时，玉米在生长初期对水分和养分的需求较高，但随着生长周期的推进，其对土壤水分的依赖性降低，而饲料仙人掌则表现出更高的水分利用效率。这些发现表明，饲料仙人掌和玉米的间作模式不仅能够提高整体产量，还能优化资源的使用，提高系统的可持续性和经济效益。

实验的总体结果支持了研究的假设，即在覆盖条件下，饲料仙人掌与玉米的间作模式相较于单作系统，在饲料产量、水分利用效率和经济收益方面均具有显著优势。这些发现为半干旱地区的农业实践提供了新的思路，尤其是在家庭农场中，如何在有限的资源条件下实现更高的生产效率和经济回报。研究还强调了科学方法在农业决策中的重要性，如通过生物效率指数和水分利用效率来评估不同种植系统的效果，从而指导农民在不同环境条件下选择最合适的种植方式。

总体而言，该研究揭示了在半干旱地区，饲料仙人掌与玉米的间作模式是一种具有潜力的农业策略。通过合理使用覆盖材料和科学管理水分，可以显著提升植物的生长性能和经济收益，同时减少对水资源的浪费，提高系统的整体可持续性。这些成果不仅为农业实践提供了理论依据，也为未来的农业政策制定和资源管理提供了参考。