來源：Agricultural Systems (2020年影響因子5.37)
作者：張英俊
單位：中國農業大學草業科學與技術學院
背 景
華北平原是我國主要糧食產區，以全國18.6%的耕地總量和7.7%的水資源生產了全國60%以上的小麥和30%以上的玉米。自上世紀70年代以來，華北平原廣泛採用冬小麥和夏玉米輪作的農業生產模式，但該模式需要大量的灌溉水和氮肥投入，造成了資源利用效率低、水污染和氮排放增加、土壤酸化加劇等環境問題。
已有大量研究表明，將豆科作物納入禾本科作物種植系統可以提高農業生產力、穩定性和資源利用效率。苜蓿是一種多年生豆科牧草，是奶牛養殖中不可或缺的飼料作物。在華北平原的自然條件下，苜蓿生長無需灌溉，而且對氮肥的依賴性較小。然而，很少有研究將紫花苜蓿引入華北平原當前的種植體系，因為這裡夏季炎熱多雨，增加了其產量和飼料質量損失的風險。
因此，研究者提出了苜蓿和青貯玉米間作的替代系統，即在春季收穫苜蓿，在夏季將青貯玉米與作為地被植物的苜蓿間作。本文作者進行了一項為期4年的試驗，調查了四種種植制度（冬小麥-夏玉米輪作、夏玉米單作、苜蓿單作、苜蓿/青貯玉米間作）的農藝、經濟和環境效益，目的是確定苜蓿和玉米間作系統是否可以減少灌溉和氮肥投入，提高蛋白質飼料產量，並提供有競爭力的經濟回報。
結 論
面對日益嚴重的環境污染和地下水短缺，華北平原迫切需要從常見的冬小麥-夏玉米輪作轉變為更環保、高效的農業種植模式。本次試驗結果證明冬小麥-夏玉米輪作是一個要基於高氮肥和地下水投入的種植模式；儘管玉米單作生產成本低，有進一步提高產量的潛能，但休耕期間土壤中高濃度的無機氮殘留有很大的氮淋失風險。相比之下，低氮投入的苜蓿/青貯玉米間作系統是最佳的農業生產替代系統，它可以適應華北平原地區的氣候條件，平衡農業生產和環境要求，並為當地奶牛養殖提供優質飼料，在環境影響和經濟產出等方面有更好的綜合效益。