玉米与热带牧草间作系统的地上-地下生物量生产及其对土壤健康与碳汇的协同效应

本研究通过两年田间试验，揭示了玉米与热带牧草（旗草和几内亚草）间作系统在根系性状（长度/表面积/体积）和生物量积累的协同优势。间作使根系生物量提升90%（达2.3 Mg ha-1），总生物量达21 Mg ha-1，且30%根系分布于玉米行间未开发区域。该系统在维持玉米产量的同时，为热带农业的土壤结构改良和碳汇（Carbon sequestration）提供了可持续方案。

　　

Highlight

玉米与热带牧草间作系统展现出显著的根系协同效应：相比单作玉米，间作系统的根长、表面积和体积增加26-40%，根系生物量翻倍（2.3 vs 1.2 Mg ha^-1）。更引人注目的是，30%的根系生物量分布于玉米行间——这一在单作中几乎未被开发的区域，形成"立体勘探"模式。

Root traits and biomass production

研究证实间作系统通过根系构型（Root architecture）优化显著提升资源获取效率。在播种后150天，间作总生物量达21 Mg ha^-1，比玉米单作高25%；而牧草单作在250天时展现后发优势（14.5 Mg ha^-1）。这种时序互补性（Temporal niche complementarity）使系统兼具短期产量和长期土壤改良潜力。

Conclusion

玉米-热带牧草间作通过根系时空互补性（Spatiotemporal complementarity）实现双赢：既维持玉米产量（无显著减产），又使地下生物量激增90%。这种"上下兼顾"的生产模式，为应对气候变化（Climate change）下的土壤退化（Soil degradation）提供了创新解决方案。