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为探究间作豆科植物与种植密度对中间冰草（IWG）产量的影响，研究人员在美国明尼苏达州开展两年田间试验，设 2 种密度、4 种豆科植物（苜蓿、加拿大黄芪等）单作与间作处理。发现高密度提升 IWG 产量，间作豆科植物多未显著抑制 IWG，且土地利用效率多呈中性或正向效应，为减少合成氮肥提供依据。
在农业生产的舞台上，传统单一种植模式如同一位固执的老者，坚守着单一作物的领地。然而，这种模式带来的问题日益凸显：一年生作物浅根系统导致资源利用效率低下，大量合成氮肥的投入不仅增加成本，更引发水体污染和温室气体排放等环境危机。就像在一片土地上不断索取却不懂得平衡，最终导致生态的失衡。中间冰草（Thinopyrum intermedium，IWG）作为一种多年生冷季草，正被驯化作为粮食和饲料作物，但其可持续生产面临氮素供应的挑战。如何在减少合成氮肥依赖的同时，提升其产量和资源利用效率，成为农业领域亟待解决的难题。
为了破解这一困局，美国的研究人员开展了一项关于中间冰草与多年生豆科植物间作的研究。他们的目标是明确 IWG 种植密度和豆科植物种类对间作系统中 IWG 籽粒和营养体生物量产量的影响，为构建可持续的农业种植模式提供科学依据。这项研究成果发表在《Field Crops Research》上，为农业生产的可持续发展带来了新的思路。
研究人员在美国明尼苏达州的两个试验点开展了为期两年的田间试验。试验采用加性间作设计，将 IWG 以两种密度种植，分别作为单作和与四种豆科植物（苜蓿Medicago sativa、加拿大黄芪Astralagus canadensis、伊利诺伊束花Desmanthus illinoensis和白三叶Trifolium repens）的双作。试验过程中，测定了 IWG 的籽粒和营养体生物量，以及豆科植物的营养体生物量。
中间冰草籽粒产量
研究发现，籽粒产量在年份间存在显著差异，年份和试验点对籽粒产量均有强烈影响。2015 年是一个特别干旱的年份，6 月、8 月、9 月和 10 月的累计降水量显著低于 2016 年和 30 年平均水平。第一年到第二年，罗斯奥的产量平均下降了 87%，斯威夫特的产量平均下降了 77%。
豆科间作对 IWG 的影响
对于大多数豆科物种，与单作相比，间作并未对 IWG 产生竞争性影响，从而降低 IWG 的生物量和 / 或籽粒产量。但结果表明，这些关系在豆科物种、试验点和年份之间差异很大。研究发现，四种间作物种中的两种 —— 伊利诺伊束花和白三叶，可以与 IWG 间作而不对 IWG 生物量产生负面影响。在这两种间作处理中，IWG 的表现与单作相当。
结论
高密度种植 IWG 对生产力几乎没有负面影响，建议用于确保地面覆盖和最大化籽粒和生物量产量的可能性。研究还发现，尽管间作的表现在试验点、物种和年份之间差异很大，但间作的存在很少会将籽粒和生物量产量降低到未施肥的 IWG 单作以下。间作豆科植物对净初级生产力没有持续的负面影响，当使用相对产量指标来量化与豆科植物间作种植 IWG 的土地利用效率时，发现对于大多数试验点 - 年份，间作豆科植物具有中性或正向效应。苜蓿是生产力最高的豆科植物，在一个试验点 - 年份的最大产量为 5993 kg?ha-1，在所有处理中，较高的豆科植物生物量与较低的籽粒产量相关。
这项研究表明，豆科植物可以与 IWG 间作，在可能限制合成氮投入的同时生产谷物和饲料。尽管生长旺盛的豆科植物可能会产生竞争效应，导致 IWG 籽粒产量下降，但竞争可能不会降低 IWG 的营养体生物量或整体生物量生产力。该研究为可持续农业提供了一种有前景的策略，通过间作豆科植物减少合成氮肥的使用，同时实现谷物和饲料的协同生产，对于缓解农业生产中的环境压力、提升资源利用效率具有重要的现实意义。
