暖季型多年生牧草中冷季型一年生覆盖/饲用作物的套播技术及其氮素利用效率研究

研究人员针对暖季型多年生牧草休眠期饲草短缺及土壤氮素流失问题，通过三年三地试验探究冷季型豆科与禾本科套播作物的生物量产出及氮素利用规律。研究发现豆科作物贡献45-89 kg ha?1生物氮却未促进后续狗牙根(Cynodon dactylon)生长，揭示了氮素矿化-固定过程与水分限制共同导致的氮素利用异步现象，为优化牧草系统氮管理提供新见解。

　　

在温暖潮湿但降水不稳定的环境中，科学家们开展了一项关于牧草系统的有趣研究。当暖季型多年生牧草（如狗牙根Cynodon dactylon）进入休眠期时，套播冷季型一年生植物既能作为覆盖作物又能提供饲草资源。尽管永久性牧草通常不需要水土保持，但这些覆盖作物作为"氮陷阱"（catch crops）可减少冷季养分流失，豆科植物还能通过固氮作用为后续牧草生长提供廉价氮源。

通过三年三地的对比试验发现，冷季型豆科作物比禾本科产生更多生物量氮，未施肥的禾本科生长受限恰恰说明土壤速效氮已被有效固定。令人意外的是，即便豆科作物贡献了45-89 kg ha^?1的氮素，次年狗牙根的生物量却未显著增加。这一现象揭示了氮素利用的"时间错配"问题——土壤增加的氮素供应未能与狗牙根高效吸氮的生长周期同步。进一步分析表明，氮素的矿化（mineralization）与固定（immobilization）动态过程，叠加水分波动对狗牙根生长的间歇性限制，共同导致了这种意想不到的氮素利用低效现象。