覆膜栽培模式对西北半湿润旱区夏玉米氮素利用效率、土壤固碳及生态系统经济净效益的影响机制研究

来自中国黄土高原的研究人员针对半湿润易旱区夏玉米生产中氮肥利用率低、土壤碳平衡及温室气体排放等问题，系统比较了6种覆膜栽培模式（FN/FS/RP/RFCt/RFCs/RFCb）对产量、氮素利用效率(NUE)及净生态系统碳收支(NECB)的影响。研究发现银黑膜连续垄沟覆盖(RFCb)模式可显著提升产量51.1%、氮素吸收效率96.5%，降低土壤硝态氮残留45.9%，其生态系统经济净效益(NEEB)增幅达87.7%，同时实现碳汇增加233.3%与温室气体排放强度下降179.8%，为西北旱作农业可持续发展提供了优化方案。

　　

在西北半湿润易旱区，垄沟覆膜种植技术已成为提升玉米生产力的重要手段，但不同垄沟构型与薄膜颜色对氮肥利用、碳平衡及温室气体排放的综合效应尚不明确。这项为期两年(2023-2024)的田间试验揭示了六种栽培模式的差异化表现：无覆盖平作(FN)、秸秆覆盖平作(FS)、透明膜单垄覆盖(RP)、透明膜连续垄(RFCt)、银黑膜连续垄(RFCs)和黑膜连续垄(RFCb)。

令人振奋的是，黑膜连续垄(RFCb)展现出全方位优势——相较于传统FN模式，其籽粒产量激增51.1%，植株氮素吸收量飙升96.5%，氮素吸收效率(NUpE)同步提升96.5%，氮肥偏生产力(PFP_N)提高51.8%。更引人注目的是其环境效益：土壤硝态氮残留锐减45.9%，净生态系统碳收支(NECB)增长233.3%，温室气体排放强度(NGHGI)降低179.8%，而生态系统经济净效益(NEEB)增幅高达87.7%。

秸秆覆盖(FS)在碳固存方面表现突出，NECB提升248.9%，但其增产效果(26.3%)不及RFCb。所有覆膜处理均显著优化了氮素收获指数(NHI)，其中RFCb的NHI提升26.5%。研究最终确立银黑膜连续垄(RFCb)为兼顾高产高效与低碳排放的最优模式，其单位产量碳足迹较传统模式降低63%，为黄土高原旱作农业的绿色转型提供了关键技术支撑。