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为探究免耕（NTS）系统中间作模式对碳动态的影响，研究人员以大豆 - 玉米轮作系统为对象，设置 4 种处理（休耕、间作 ruzigrass、sunn hemp 及二者混合）。发现间作 ruzigrass 显著提升碳固存（C 平衡为正），且 IPCC 标准（0-0.3m）低估总碳储量约 64.9%，为热带碳管理提供依据。
在全球气候变暖的背景下，日益升高的大气温室气体（GHGs）浓度，尤其是 CO?，正推动着全球气候变化，极端天气事件如热浪、风暴、飓风和干旱的发生频率不断增加。农业约占全球 CO?排放量的 20%–25%，因此，寻求有效的农业减排固碳措施至关重要。免耕（No-Tillage Systems，NTS）作为一种保护性农业实践，因其能够通过减少 CO?排放和捕获大气 CO?来增强土壤碳（C）固存而被广泛采用，同时它还能改善土壤健康和生物多样性，契合联合国可持续发展目标 13（气候行动）和 15（土地恢复）。然而，免耕系统中土壤碳储存主要受微生物呼吸及土壤有机质（SOM）分解相关的累积 CO?排放、植物残体的碳输入以及土壤中稳定碳化合物形成这三个因素的支配。在巴西中部，秋冬季节的稀少降雨和高温常常阻碍残茬生产，限制了免耕系统维持土壤碳储量的有效性。此外，传统基于政府间气候变化专门委员会（IPCC）0–0.3 m 深度标准的碳储量评估，可能会低估热带深根系统，尤其是涉及牧草的系统的土壤碳积累，因为牧草会在更深的土层中贡献地下碳输入。为填补这些研究空白，巴西圣保罗大学的研究人员开展了一项为期 15 年的研究，探究长期免耕条件下大豆 - 玉米轮作系统两个生长季（2021/2022 和 2022/2023）中间作对碳动态的影响，相关成果发表在《Agriculture, Ecosystems》。
研究人员在巴西圣保罗州博图卡图开展田间实验，设置了四种处理：休耕（非间作）、秋季 - 冬季玉米间作鲁兹草（Urochloa ruziziensis，ruzigrass）、间作印度麻（Crotalaria spectabilis，sunn hemp）、间作印度麻 + 鲁兹草（sunn hemp+ruzigrass），分析了干物质、氮（N）、碳（C）输入，评估了碳平衡和土壤碳储量。
间作增加大豆和玉米季干物质、氮和碳的输入
在所有大豆和玉米季，间作系统的干物质（DM）、氮（N）和碳（C）输入显著高于休耕系统，尤其是在玉米季的鲁兹草和印度麻 + 鲁兹草处理中。这表明间作牧草和豆科植物能有效增加生物量输入，为土壤碳固存提供物质基础。
间作鲁兹草促进碳固存并实现正碳平衡
与不间作相比，间作鲁兹草增强了碳固存，在第一个和第二个评估季节分别实现了 0.72 和 0.16 Mg ha?1 的正碳平衡，每个生长季 1 米深度的碳储量平均增加约 50 Mg ha?1。这说明鲁兹草通过增加地上和地下碳输入，有效提升了土壤碳储量，在碳固存方面表现优异。
IPCC 标准低估热带土壤碳储量
符合 IPCC 标准（至 0.3 米深度）的常规土壤碳评估将总碳储量低估了约 64.9%，揭示了该标准可能不适用于准确测定热带地区，尤其是深层土壤的碳储量。这强调了在热带地区进行土壤碳评估时，需要考虑更深土层的碳贡献，传统标准存在局限性。
本研究表明，在免耕作物生产系统中，尤其是间作鲁兹草，具有提供长期效益的巨大潜力。间作能够增强土壤碳储量并减少 CO?排放，鲁兹草的引入导致地上和地下碳输入大幅增加，直至土壤深度 1 米处。间作鲁兹草是实现正碳平衡、增加土壤碳储量的最有效方式。此外，研究结果凸显了覆盖作物在碳固存和缓解气候变化中的作用，同时也指出了传统土壤碳评估的局限性。这些发现为热带地区农业碳管理提供了重要的科学依据，有助于优化农业实践以应对气候变化，推动可持续农业的发展。
