綠肥作物的氮素生命周期

南伊利諾伊大學卡本戴勒分校碩士研究生Taylor Sievers，正從實驗樣地的穀物黑麥-大豆小區中拔出分解袋和根芯。

生命周期——氮素——正發生於整個美國農場，研究者們試圖抓住這個時機。

一些綠肥作物，例如毛苕子（hairy vetch）和黑麥（cereal rye），不是種來吃的，而是用於俘獲前期作物、空氣和土壤中包括氮素在內的養分。當綠肥作物分解後，它們的養分就會被分解釋放出來。後茬種植的經濟作物，如玉米或大豆，可吸收利用這些養分進行生長和繁殖。但是，經濟作物在不同生長階段所需的養分量也不同。一項最新研究評估了兩種不同綠肥作物的養分釋放速率。根據合作研究者Rachel Cook介紹，其目的是為了精準研究綠肥作物的養分釋放動態，以便更好地匹配後茬經濟作物的養分需求。

美國北卡羅來納州立大學研究學者Cook說：「該研究正如試圖將一頓飯的出鍋時間恰好與所有飢餓的用餐客人的到達時間相吻合」。

研究者聚焦於氮素研究，是因為它「不僅是限制作物產量最具代表性的養分，而而且氮素流失對環境造成的影響也最大」。毛苕子和黑麥是美國中西部地區被最廣泛種植的兩種綠肥作物。

研究發現，毛苕子和黑麥的氮素釋放動態顯著不同。「我們的研究工作使我們能更好地掌握這兩種綠肥作物的氮素釋放速率和釋放量」，Cook說，「這些信息可以幫助種植者評估他們可以從綠肥作物中獲取多少氮素以及什麼時間可以獲得。」

研究表明，總體來說，與黑麥相比，毛苕子生長被人為終止後，可釋放更多的氮素，釋放速度也更快。

「毛苕子生長被終止後的四周，其體內氮素幾乎完全釋放出」，Cook說。這個時間剛好是種植了八周的玉米的氮素吸收最大期。「因此，如果過早終止毛苕子生長，就會導致玉米吸收之前的氮素損失」

而黑麥釋放氮素的周期要長得多。「這對低氮需求的經濟作物是有益的」，Cook說。

本研究在美國伊利諾伊州卡本戴爾農業研究中心的大田試驗區實施。在試驗小區種植了黑麥和毛苕子。研究者用除草劑終止綠肥作物生長後，再分別種植大豆和玉米。

研究人員測定了兩種綠肥作物的生長狀況，被終止生長後的分解速率，以及釋放氮素的數量和速率。

內置毛苕子根系的土芯，將被埋入大田進行試驗。當試驗結束被撥出後，需沖洗乾淨土壤，測定根系生物量，以便計算出分解率。

總體上，毛苕子釋放的氮素量幾乎是黑麥的三倍。毛苕子在生長結束後的兩周即釋放出總氮的70%以上。相比較而言，黑麥的氮素釋放更緩慢，在生長被終止後的前四周幾乎沒檢測到氮素釋放。

Cook期望有關不同綠肥作物如何釋放養分的信息可以幫助農場主們作出更明智的決策。「他們可以選擇更適合他們農場的綠肥作物種類，並決定種植更合適的經濟作物類型」，Cook說，「他們也將知道在種植經濟作物之前，終止綠肥作物生長的最佳時間。」

綠肥作物被終止生長後，除了釋放養分，還具有其他貢獻，如改善土壤質量，減少土壤流失。

「對綠肥作物的長期研究將是很重要的」，Cook說，「這些研究可以幫助我們在更長時間尺度上理解綠肥作物是如何改善土壤特性以及如何提高經濟作物產量的。」

本研究的更多信息發表於國際刊物Soil Science Society of America Journal，Taylor Sievers為本研究的完成者。

以上內容，由作者石頭溜溜溜翻譯。資料來自2018年2月14日由Adityarup 「Rup」 Chakravorty撰寫，並以「Cover crops in nitrogen』s circle of life」為題，發表在美國農學學會網頁主頁的新聞。

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