【Communications Earth & Environment期刊】增加轮作多样性能提高谷物产量

2023年3月，瑞典农业科学大学的Monique E. Smith等人在Communications Earth & Environment(IF:7.7)发表了题为Increasing crop rotational diversity can enhance cereal yields的文章，研究了CRD(作物轮作多样性)和外施氮肥对谷物产量的动态影响，结果表明增加作物轮作多样性(CRD)能提高作物产量并减少作物生产对环境的负面影响。

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研究材料

一年生谷物 

一年生豆科植物

一年生阔叶植物

二年生或多年生草和/或豆科植物

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农业管理措施，如作物轮作和氮肥施用，对提升农作物产量及农业生态系统稳定性至关重要。本研究基于欧洲和北美32个长期实验的小粒谷物和玉米田间试验结果表明，作物轮作多样性(CRD)不仅有助于提升农业生产效率，还有助于应对气候变化带来的挑战。

图1.各目标作物长期农业试验的地点

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本研究采用两个指标对作物轮作多样性(CRD)进行量化，即物种多样性和功能丰富度。将按照不同种类作物对应的功能分为四个功能群，使用功能丰富度FR(1-4)作为CRD的衡量标准。图2结果表明增加CRD提高了谷物产量，这种增益随时间的推移而增加。

图2.作物轮作多样性(CRD)和外施氮(N)对每种目标作物产量的影响

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综合来看，除了冬播小粒谷物在达到最高物种多样性水平时产量下降，作物轮作多样性(CRD)对几乎所有谷物产量都表现出正调控，尤其是玉米。这一结果证明作物轮作多样性(CRD)能有效降低作物对氮肥的依赖，从而减少温室气体排放和氮污染，对农业可持续发展具有积极意义。

图3增加作物轮作多样性(CRD)、外部氮肥(N)或两者兼有的产量效益比较

该研究通过来自欧洲和北美的32个谷物长期的产量数据证明了作物轮作多样性(CRD)可以增加谷物产量，指出了其对减少作物对氮肥的依赖性和降低环境压力的积极作用，强调了农业多样化作为可持续农业发展策略的重要性，有助于实现生物多样性的有效保护和农业生产的可持续发展。

原文链接：doi :10.1038/s43247-023-00746-0