近日，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所大豆栽培團(tuán)隊(duì)在中科院1區(qū)TOP期刊《Energy》（IF=9.0）上發(fā)表了題為“Effect of soybean inclusion in cropping systems on productivity, profitability, and carbon footprints: A case study from the Huang-Huai-Hai Plain”的最新研究成果。這項(xiàng)研究探究了大豆單作或大豆玉米帶狀復(fù)合種植對地區(qū)周年糧食生產(chǎn)可持續(xù)性的影響。
黃淮海平原集約化的冬小麥-夏玉米（W-M）周年兩熟模式面臨嚴(yán)峻生態(tài)挑戰(zhàn)。種植大豆是一種用養(yǎng)結(jié)合、生態(tài)友好的可持續(xù)種植模式，但其對周年系統(tǒng)生產(chǎn)力、能量盈余和碳排放等方面的影響尚不明確。本研究比較了三種種植模式：冬小麥-大豆（W-S）、冬小麥-夏玉米//夏大豆（W-M/S）、以及傳統(tǒng)的W-M對周年系統(tǒng)產(chǎn)量、能源平衡、碳足跡（CF）、經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)業(yè)可持續(xù)性的影響。結(jié)果表明，與W-M相比，W-S和W-M/S中大豆的前茬效應(yīng)分別使后茬小麥產(chǎn)量提高了8.8%和3.6%；W-M/S使周年籽粒產(chǎn)量、當(dāng)量產(chǎn)量和能量產(chǎn)量分別提高了3.6%、17.5%和6.7%，相應(yīng)的W-S分別降低了28.6%、5.3%和25.2%；由于農(nóng)資投入較少，W-S使碳足跡降低了19.8%-42.8%；在產(chǎn)量和土壤有機(jī)碳儲量增加的情況下，W-M/S使凈能量、凈回報(bào)和凈碳收益分別增加了5.1%、9.4%和4.3%，同時碳足跡降低了19.3%-31.3%，最終可持續(xù)性指數(shù)上升了43.2%。綜上，種植大豆（無論是間作還是輪作）都可以保持土壤有機(jī)碳并降低碳足跡。?? ? Graphical abstract
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Fig. 2.?Grain yield (a, b, and c), maize equivalent yield (d, e, and f), and energy yield (g, h, and i) for three cropping systems from 2021 to 2023.
Fig. 3.?Energy inputs from fertilizers, seeds, labor, herbicides, diesel fuel, irrigation, insecticides, machinery, fungicides, and electricity for three cropping systems (a) and their proportions (b).?? ?
Fig. 4.?Energy use efficiency (a, b, and c), energy productivity?(d, e, and f), and?net energy?(g, h, and i) for three cropping systems from 2021 to 2023.
Fig. 5.?Economic inputs from fertilizers, seeds, labor, herbicides,?diesel fuel, insecticides,?machinery, fungicides, and electricity for three cropping systems (a) and their proportions (b), alongside economic output (c), net return (d), and benefit-cost ratio (e).?? ?
Fig. 8.?Carbon footprint (CF) per unit of area?(a), per kg of grain yield (b), per GJ of energy yield (c), and?per kg of maize equivalent yield?(d) for three cropping systems.? ? 本研究的第一作者為安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所大豆栽培團(tuán)隊(duì)楊磊博士和金文俊博士，通訊作者為杜祥備副研究員。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所參與了相關(guān)研究。研究得到了農(nóng)業(yè)生物育種國家科技重大專項(xiàng)子課題-黃淮海高油高產(chǎn)大豆栽培技術(shù)研發(fā)（2023ZD0403305）的資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.134422.?
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