土壤表面管理提升鹰嘴豆形态生理性状、产量及水分利用效率：一种可持续的气候韧性策略

针对半干旱Vertisols（Typic Chromoustert）地区鹰嘴豆生产面临的水分胁迫和土壤退化问题，印度土壤与水资源保护研究所团队通过三年田间试验，比较了传统耕作（CT）、新鲜宽垄沟（FBB）和永久宽垄沟+残茬覆盖（PBB + CR）三种土壤管理方式。研究发现PBB + CR显著提升根瘤数（58.0%）、叶绿素含量（20.6%）、籽粒产量（17.3%）和水分利用效率（WUE，29.1%），为雨养农业区提供了兼顾生产力与可持续性的气候韧性解决方案。

　　

在全球土地退化和气候变化双重威胁下，半干旱区农业系统面临前所未有的挑战。联合国粮农组织数据显示，到2050年全球粮食需求缺口将达56%，而95%的耕地可能面临退化。作为第二大食用豆类，鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）在印度占全球75%产量，但其理论产量6 t ha^?1
与实际产量1.26 t ha^?1
的巨大差距，主要源于Vertisols（Typic Chromoustert）土壤特有的水分管理难题——这种膨胀性黏土在雨季易涝、旱季板结，严重制约根系发育和水分利用效率（WUE）。尽管宽垄沟（BBF）和残茬覆盖技术在谷物作物中已有应用，但针对鹰嘴豆的土壤管理研究仍属空白。

印度农业研究委员会土壤与水资源保护研究所团队在《Field Crops Research》发表的研究，通过三年（2020-2023）田间试验，系统评估了传统耕作（CT）、新鲜宽垄沟（FBB）和永久宽垄沟+残茬覆盖（PBB + CR）对鹰嘴豆形态生理和产量的影响。研究采用随机区组设计，监测指标包括根瘤数、叶绿素含量、产量构成及WUE计算（=籽粒产量/耗水量），并结合经济分析验证技术可行性。

Root traits and branching
PBB + CR处理使根瘤数三年平均增加58.0%，根生物量提升42.3%。电镜观察显示，残茬覆盖形成的微环境促进根毛发育，这与土壤孔隙度改善（+18.7%）和水分渗透速率提高直接相关。

Morphological traits
永久垄沟系统使株高增加23.5%，二级分枝数翻倍。值得注意的是，叶绿素a/b比值在PBB + CR下趋于理想值2.3:1，表明光合机构稳定性增强，这与籽粒灌浆期延长5.2天的观测结果相互印证。

Yield and WUE
PBB + CR实现17.3%的产量增幅，其中2019-20年度最高达19.9%。WUE提升29.1%源于双重机制：残茬覆盖减少蒸发损失（土壤含水量提高21.4%），而垄沟结构优化根系水分获取深度（主要吸收层下移15 cm）。

经济分析
尽管PBB + CR初期投入增加12%，但三年平均净收益提升22.9%，每毫米水分产出的经济价值达?4.73，较CT提高34.8%。

这项研究首次证实，在雨养Vertisols区，PBB + CR系统通过改善土壤物理-生物互作，可同步实现鹰嘴豆产量提升与资源保护。其创新性体现在：① 将传统BBF技术改良为永久性基础设施，降低年际耕作能耗；② 揭示叶绿素a/b比值作为半干旱区产量预测指标的新功能；③ 建立WUE与根系构型的定量关系模型。该成果为联合国可持续发展目标（SDG 2和SDG 13）提供了可操作的田间实践方案，尤其适用于印度中西部类似生态区。研究建议将PBB + CR纳入国家土壤健康计划，并开发配套农机具以促进技术采纳。