传统农业中"混搭种植"的智慧正被现代科学所证实;华东理工大学万年峰教授团队近日在国际顶级期刊《自然·生态与演化》发表研究成果,通过全球范围内的大规模数据分析,揭示了植物多样性种植的增产防虫机制,为我国农业绿色转型提供了有力的科学支撑。 这项研究汇集了来自全球9个国家18个科研机构的力量,分析了覆盖农田、草原、森林三大生态系统的609项实验数据,样本量达5712组,地理范围横跨热带与温带五大洲。研究结论明确:植物多样性种植模式能够通过两条路径实现增产——直接促进植物生长,同时通过抑制病虫害间接提升作物产量。 植物混合种植为何能有效防虫增产?研究揭示了其中的生态学原理。当多种植物共存时,它们释放的复杂混合气味形成"气味迷宫",干扰专食性害虫的精准定位,大幅降低其侵害效率。同时,多样化植被为瓢虫、寄生蜂等天敌提供了理想的栖息环境和食物来源,形成"友军堡垒",增强自然控害能力。此外,高低错落的植被结构能够调节局部微气候,抑制病害孢子传播与害虫迁移。在地下,不同植物根系分泌的化感物质可以抑制土传病原,促进有益微生物繁殖,构建健康的"地下联盟"。 研究团队通过结构方程模型验证了"植物多样性→抑制害虫病害→整体生产力提升"该核心因果链条,证明生物防治不是经验之谈,而是可量化、可复制的科学方案。当病虫害压力减轻后,植物无需投入过多能量用于"化学防御"和损伤修复,可将更多资源用于生长、开花和结实,从而实现增产。 植物多样性种植的优势还体现在资源利用效率上。不同类型植物对光、水、养分的需求存在差异,在土壤中的分布深度也不同。豆科植物可通过固氮作用为相邻禾本科作物提供氮肥,深根植物从底层吸收水分养分,减少与浅根作物的竞争。这种互补性大幅提升了生态系统对资源的总体利用效率。同时,多样化生态系统特点是更强的抗风险能力,在面对干旱、极端气温或某一种病虫害大爆发时,拥有更强的缓冲能力和恢复力,保障生产力的长期稳定性。 基于这些科学发现,研究团队为我国不同气候带和作物类型提供了差异化技术方案。在温带主粮产区,重点推广间套作模式,通过优化作物空间配置,如玉米与大豆带状复合种植,并引入具有固氮、驱虫或养分互补功能的伴生植物,以提升水稻、小麦、玉米等主粮的产量与抗性。在热带地区,探索适应性更强的轮作模式,如水稻与紫云英等绿肥作物轮作,或立体种养模式如"稻-鱼/鸭"复合系统,兼顾生态效益与生产稳定性。 对于果树、经济林等木本农作物,研究团队建议结合其生长周期长、冠层结构复杂,开发林下间作耐阴作物如三七、黄精等耐阴中药材,或食用菌如香菇、平菇、灵芝等,或在果园中搭配种植苜蓿等绿肥植物。通过构建多层次种植结构,运用生物多样性在抑制病虫害、改善土壤微环境诸上的潜力,实现生态效益与经济效益双赢。 万年峰教授表示,通过因地制宜推广植物多样性种植技术,可显著减少农药依赖、提升土地产出效率,为构建高产、高效、生态的现代农林业与草业体系提供科学支撑,助力我国粮食安全与农业绿色转型。
将"混着种"的传统经验转化为科学规律,标志着现代农业向生态驱动的转变。提升田间生物多样性不仅是种植方式的调整,更是生产理念的革新。构建更具韧性的农田生态系统,才能实现稳产与绿色的双赢。