豌豆种植如何保护农田生态?
豌豆种植如何保护农田生态?
豌豆,这种常见的蔬菜作物,不仅营养价值丰富,更在农田生态系统中扮演着重要角色。联合国粮食及农业组织(粮农组织)指出,豌豆等豆类作物在保护土壤健康、应对气候变化、促进粮食安全等方面具有不可替代的作用。本文将从多个维度探讨豌豆种植如何保护农田生态,实现可持续发展。
豆类:农田生态的守护者
豌豆属于豆科作物,其独特的生物学特性使其成为农田生态系统中的“守护者”。粮农组织总干事屈冬玉强调:“豆类功能多样,韧性强,可以改善土壤状况和地方社区的健康水平。气候危机、生物多样性丧失以及土壤侵蚀和退化是我们所面临的关键挑战,而豆类可以提供解决方案。”
改良土壤:豌豆的四大生态功能
- 提供必需养分
豌豆能够通过根瘤菌固氮作用,从空气中获取超过自身60%的氮,并将其转化为土壤养分。这种生物固氮过程不仅减少了对化肥的需求,还改善了土壤肥力。在孟加拉国,粮农组织推广的绿豆与水稻轮作模式,有效提升了土壤肥力,改善了当地居民的营养状况。
- 维持土壤生物多样性
健康的土壤孕育着地球上50%的生物多样性。豌豆种植能够增加土壤中微生物的数量和多样性,促进养分循环和有机质调节。与单一作物种植相比,豌豆与其他作物轮作或间作的模式,能够显著提升土壤生物多样性,增强土壤生态系统的稳定性和抗逆性。
- 改善土壤结构
种植豌豆能够改善土壤结构,增加土壤孔隙度和通气性。豌豆的根系深且分布均匀,能够有效改善土壤团粒结构,增强土壤的保水保肥能力。这种改良作用对于防止土壤板结、提高土壤肥力具有重要意义。
- 应对气候变化
豌豆具有较强的环境适应性,能够帮助农田生态系统应对气候变化带来的挑战。通过选择至少一种豆类与谷物作物间作,农田可以更好地适应干旱等气候挑战。这一模式已经在坦桑尼亚获得成功,该国将谷物(玉米、高粱)、豆类(大豆)和坚果(花生)间作种植。
遗传多样性:豌豆可持续农业的新机遇
最新研究揭示了豌豆遗传多样性的丰富性。浙江大学张明方教授团队的研究表明,豌豆具有广泛的遗传多样性,在世界各地均有种植。食用豌豆可分为粮用豌豆和菜用豌豆,我国菜用豌豆年种植面积约2000万亩,栽培面积和产量占世界总量的50%以上。
研究团队绘制了首个优质菜用豌豆专用品种‘浙豌1号’高质量基因组,基因组大小为 3.93Gb,共编码43,957个基因。基于比较基因组研究发现‘浙豌1号’与前人报道的‘中豌6号’基因组间存在大量的结构变异和SNP/InDel变异。这些研究成果为豌豆种质创新提供了强大的组学大数据基础和基因组育种新策略。
实践案例:青藏高原的豌豆-燕麦混播模式
在青藏高原这一生态敏感区域,豌豆的生态价值得到了充分验证。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所王学敏研究员团队,协同兰州大学草地农业科技学院沈玉颖教授等专家,共同推进豌豆-燕麦混播种植模式。
研究结果表明,在燕麦与饲用豌豆(7:3)混播模式下,系统土地当量比达到了1.34,充分体现了混播的资源协同效应。与单一种植相比,混播模式通过不同作物间的互补效应,有效提高了土壤肥力利用效率,同时降低了对化肥的依赖。
混播模式的成功实践,为改善草地营养状况、提高饲草产量和品质、稳定农牧民收入提供了重要支撑。从产业发展的角度看,禾豆混播模式可促进饲草产业链的高效运转,不仅提升了生产效率,降低了成本,还为产业的可持续发展注入了动力,并推动了区域经济结构的优化。
结语
豌豆作为农田生态系统的守护者,其生态价值不容忽视。通过科学的种植和管理,豌豆不仅能够改良土壤结构、保持水分、防止农田侵蚀,还能为农民带来可观的经济效益。在当前全球气候变化和生态环境恶化的背景下,豌豆的生态价值将得到更广泛的认可和应用。