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【编辑推荐】为明确覆盖作物（CC）残留氮对后续作物的影响，研究人员通过 8 场田间试验，探究油萝卜（OR）对青贮玉米（SM）、甜菜（SB）及冬小麦（WW）干物质积累、氮吸收和经济最佳施氮量（EONR）的作用。发现 OR 对 SM 有促进作用，对 SB 或有负效应，为合理利用 CC 残留氮提供依据。
在农业生态系统中，氮素的高效利用与流失防控一直是可持续发展的核心议题。覆盖作物（Cover Crops, CC）作为减少土壤硝态氮淋失的重要手段，其残留氮的矿化动态对后续作物的氮肥需求及产量形成至关重要。然而，不同作物对覆盖作物残留氮的响应差异尚不明确，尤其是在不同土壤类型和轮作体系中的作用机制亟待深入探究。为解决这一问题，德国研究人员开展了相关研究，旨在明确油萝卜（Oil Radish, OR）覆盖作物残留氮在青贮玉米（Silage Maize, SM）、糖用甜菜（Sugar Beet, SB）及后续冬小麦（Winter Wheat, WW）中的利用差异，及其对经济最佳施氮量（Economic Optimal Nitrogen Rate, EONR）的影响。该研究成果发表在《European Journal of Agronomy》，为优化覆盖作物管理与氮肥运筹提供了科学依据。
研究人员在德国 4 个站点开展了为期 2 年的 8 场田间试验，采用随机裂区设计，以油萝卜覆盖作物与裸地休耕为对照，设置 4 个氮肥水平（N0=0%、N1=50%、N2=100%、N3=150%），研究序列为 OR-SM-WW 和 OR-SB-WW。主要技术方法包括：①土壤矿质氮（Soil Mineral Nitrogen, SMN）含量测定，覆盖 0-90 cm 土层；②作物地上部干物质（Dry Matter, DM）积累与氮吸收量分析，通过元素分析测定氮浓度；③采用混合效应模型拟合温度总和（Temperature Sum, Tsum）与作物生长指标的关系，评估经济最佳施氮量；④净土壤氮矿化（Net Soil Nitrogen Mineralisation, netNmin）计算，基于作物氮吸收量、施氮量和土壤矿质氮变化。
3.1 油萝卜秋季干物质积累与氮吸收
油萝卜地上部 DM 和氮吸收量随温度总和增加呈渐近稳定趋势（约 790 °d），砂质土壤因前茬作物为油菜，其残留氮量影响油萝卜生长，而黄土土壤前茬为豌豆，氮供应相对充足。氮浓度在早期生长阶段下降，随后保持稳定，C:N 比在砂质土壤达到 14.1 的平台值。油萝卜冬季前地上部氮吸收量（0-120 kg N ha-1）作为关键变量，用于分析对后续作物的影响。
3.2 第一茬后续作物响应
- 生长动态与氮吸收：青贮玉米 DM 积累和氮吸收显著受益于油萝卜残留氮，且随生长时间呈现正交互效应；糖用甜菜在施肥条件下，氮吸收与油萝卜残留氮无显著关联，未施肥时甚至表现负效应，表明存在 “抢先竞争”（Pre-emptive Competition）。
- 氮矿化与施肥效应：净氮矿化受土壤类型影响显著（砂质土壤与黄土土壤差异），油萝卜氮吸收量与砂质土壤净氮矿化呈负相关，与黄土土壤呈正相关。经济最佳施氮量（EONR）未因油萝卜残留氮显著改变，但青贮玉米对残留氮的利用率（56%）高于糖用甜菜（38%）。
- 作物差异与经济分析：青贮玉米生物量和氮吸收随油萝卜氮吸收量增加呈正相关，而糖用甜菜无响应。经济分析表明，青贮玉米需油萝卜氮吸收量≥71 kg N ha-1才能实现盈亏平衡，糖用甜菜则难以通过覆盖作物获得经济收益。
3.3 第二茬后续作物冬小麦响应
在未施肥条件下，冬小麦产量和氮吸收受前茬作物影响显著：前茬为青贮玉米时呈正效应，前茬为糖用甜菜时呈负效应，约 35% 的油萝卜残留氮可被冬小麦利用。但在最佳施肥条件下，油萝卜效应被完全掩盖，冬小麦经济最佳施氮量不受残留氮影响。
3.4 经济与综合分析
油萝卜覆盖作物对第一茬作物的经济效益因作物而异，青贮玉米在高氮吸收量下可实现收益，糖用甜菜则因成本高于收益而不具经济优势。净氮矿化与经济效益呈正相关（r=0.56），但残留氮对施氮量的影响较小，表明土壤类型和作物氮需求动态是优化管理的关键。
研究结论与意义：油萝卜覆盖作物残留氮的利用效率显著依赖于后续作物类型和土壤特性。青贮玉米可有效利用残留氮，实现产量与经济收益提升，而糖用甜菜因氮需求与矿化不同步，易受 “抢先竞争” 影响。尽管冬小麦在未施肥条件下可利用部分残留氮，但施肥管理仍是主导因素。该研究揭示了覆盖作物 - 作物 - 土壤系统的互作机制，为区域化覆盖作物选择与氮肥精准管理提供了理论支撑，尤其对砂质土壤区青贮玉米种植的可持续性具有实践指导意义。未来研究需进一步拓展覆盖作物种类与轮作模式，以优化氮素循环与作物生产力协同提升。
