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为提升有机农业冬小麦产量和品质，研究人员开展间作实验，发现间作可改善品质，不同组合效果有差异。
在农业生产的大舞台上，有机农业近年来备受关注，它就像一位怀揣绿色梦想的耕耘者，致力于减少化学合成物质的使用，生产出更加环保、健康的农产品。然而，在有机农业的冬小麦种植领域，却面临着一些棘手的问题。比如，如何提高冬小麦的产量和品质，一直是困扰科研人员和农民的难题。传统的单一小麦种植方式，在养分利用和土壤生态方面存在一定局限性，而间作这种古老又新颖的种植模式，逐渐进入了人们的视野。
间作，简单来说，就是在同一块土地上同时种植两种或更多不同的作物。其中，豆类和小麦的组合备受期待，因为豆类具有独特的固氮能力，能像一个小小的 “氮肥工厂”，把空气中的氮气转化为植物可利用的氮素，为小麦生长提供养分。但理想很丰满，现实却很骨感。目前，关于豆类与小麦间作的研究结果并不统一，有的研究表明间作能提高小麦产量和品质，而有的却发现产量不增反降。而且，在有机农业中，由于养分供应的不确定性，让这个问题变得更加复杂。为了找到答案，来自捷克南波希米亚大学（University of South Bohemia in ?eské Budějovice）、捷克生命科学大学（Czech University of Life Sciences Prague）以及越南农业与林业大学（University of Agriculture and Forestry）的研究人员 Trong Nghia Hoang、Petr Konvalina 等人，开展了一项为期三年的研究。他们的研究成果发表在《Organic Agriculture》上，为有机农业中冬小麦的种植带来了新的思路。
研究人员在捷克布拉格的捷克生命科学大学试验田和兹维科夫（Zvíkov）的有机农场，设置了多个面积为 15 平方米的实验小区。他们采用随机完全区组设计，设置了两种播种方式（混合间作和行行间作），并选用了四种豆类（蚕豆（Vicia faba L.）、绛车轴草（Trifolium incarnatum L.）、春豌豆（Pisum sativum L.）和冬豌豆（Pisum sativum L.）），以单播冬小麦（cv. Butterfly）作为对照。在实验过程中，他们详细记录了不同处理下小麦的生长情况，包括播种日期、收获日期等。收获后，利用多种专业仪器测定小麦的各项指标，如用凯氏定氮法（Kjeldahl method）测定蛋白质含量（PC），用 Glutomatic 2200 和 Centrifuge 2015 测定湿面筋（WG）和面筋指数（GI）等。同时，运用 JMP v. 14 软件进行统计分析，包括 Dunnett’s 检验、主成分分析（PCA）等，以探究不同因素对小麦产量和品质的影响。
小麦 - 豆类混作下的小麦籽粒产量
研究结果显示，小麦籽粒产量受季节和种植地点的显著影响，而播种方式和豆类管理方式对其影响不显著。布拉格的土壤营养条件更好，所以这里的小麦产量比兹维科夫更高。不同年份间，第一年的产量最高，第三年次之，第二年最低。虽然总体上豆类间作没有显著提高小麦产量，但在部分年份，如 2020/21 季，布拉格地区小麦与不同豆类间作的产量高于单播小麦。在不同豆类品种中，小麦与蚕豆（W + Fa）、春豌豆（W + Sp）间作时，产量分别提高了 2% 和 3%，而小麦与冬豌豆（W + Wi）、绛车轴草（W + In）间作时产量与单播小麦相近。
小麦 - 豆类混作下的烘焙品质
在有机小麦种植中，提高谷物品质是一大挑战，因为有机农业依赖低氮投入，会导致谷物品质下降。在本实验中，生长季节、实验地点、豆类品种和播种方式都对 PC 和 WG 有显著影响。天气条件对小麦籽粒 PC 的影响并不一致，有的研究认为高降雨会增加 PC，而本研究却发现相反的结果。在 2021/22 生长季，尽管布拉格和兹维科夫 7 月降雨较多，但 PC 却低于 2019/20 和 2020/21 生长季。此外，温度也会影响 PC，高温会缩短生长周期，抑制淀粉积累，从而降低 PC。与单播小麦相比，小麦与豆类间作显著提高了 PC 和 WG，不同间作组合和播种方式下，PC 和 WG 都有所增加。
GI 用于评估洗后面筋的质量，本研究中，WG 范围为 18.70% - 21.23%，GI 范围为 63.11 - 88.22，二者受生长季节和实验地点显著影响。2020/21 季收获的小麦 GI 值显著高于其他年份。虽然本实验中收获的小麦 WG 未达到常规种植的标准（27%），但 GI 满足面筋质量要求，且间作有助于改善 WG 和 GI 的质量和数量。
体积重量（VW）被认为是衡量制粉产量和谷物总体质量的重要指标。本研究中，VW 受生长季节和实验地点影响显著，但小麦 - 豆类管理方式对其无影响。2020/21 季的 VW 低于其他年份，其值在 72.39 - 77.07 kg/hL 之间，接近优质小麦的建议最低测试重量 76 kg/hL。
降落数值（FN）用于测试影响小麦制粉品质的酶活性，反映面粉中淀粉酶的活性。本研究中，天气条件显著影响 FN，2019/20 季的 FN 高于其他年份。布拉格的 FN 值（344.70 s）高于兹维科夫（260.58 s），且小麦和豆类物种管理实践对 FN 无影响。本实验中 FN 值在 261.85 - 376.98 s 之间，符合面包生产的要求（250 - 350 s）。
Zeleny 沉降值（ZSV）用于测试面筋蛋白颗粒大小，以评估蛋白质复合物的质量。本研究中，ZSV 受生长季节和实验地点显著影响，但不受小麦和豆类物种管理实践的显著影响。第一年和第二年的 ZSV 低于第三年，且间作和单播小麦的 ZSV 没有显著差异。
主成分分析（PCA）
通过 PCA 分析发现，在布拉格和兹维科夫，混合间作小麦与春豌豆 / 冬豌豆在产量和品质方面的表现优于行行间作以及小麦与绛车轴草和蚕豆的混合间作。
综上所述，本研究表明，冬小麦与豆类间作虽未影响小麦籽粒产量，但改善了烘焙品质。在间作系统中，小麦 + 春豌豆在产量和烘焙品质方面表现最佳，其次是小麦 + 蚕豆在产量方面，小麦 + 冬豌豆在烘焙品质方面表现较好。混合间作在考虑小麦籽粒产量和烘焙品质时表现更优。该研究为有机农业中通过调整豆类管理提高烘焙品质的进一步研究提供了参考，也为其他地区的有机小麦种植提供了宝贵经验，有助于推动有机农业的可持续发展。
