第四节 轮耕的作物生态效应

一、作物生理生态效应

作物对土壤氮素的吸收，不仅取决于氮素的化学形态，而且还与其移动性及作物根系在土壤中的分布状况等有密切关系。刘世平等（2003）研究表明，肥料和耕作方式对作物含氮率和累积吸氮量均有较大影响：不同耕法中，无论是施肥区还是不施肥区，各生育期多以轮耕为最高；在不施氮肥的情况下，轮耕与少免耕处理、长期免耕处理相比，利于氮素的矿化和水稻对氮素的吸收。作物根系的数量、活性以及分布状况，直接影响植株地上部生长发育和产量的形成。轮耕能促进小麦根系下扎，增加下层根的比例（王同朝等，2000）。韩宾等（2007）研究认为，连续耙耕3~4年使15~20 cm土层形成紧实度较大的耙底层，导致土壤透气性和蓄水保墒能力降低，严重阻碍了根系正常下扎，而耕翻1年、耙耕2年的周期轮换模式，能促进根系下扎，进而提高作物的产量。适当深松或改连耕为免耕也可达到同样的效果（Pidgeon and Soane,1977）。

不同耕作措施可通过调节土壤环境，进而影响作物光合特性。Hou等（2012b）通过3年的轮耕试验研究结果证明，不同轮耕模式能显著提高小麦旗叶叶绿素相对含量，使小麦花后旗叶保持较高的光合能力。适宜的耕作措施可以改变土壤的理化性状，而土壤性状的改变又直接影响作物的生长发育，延缓植物衰老，提高作物产量。顾顺芳等（2013）研究结果表明，连续3年深松基础上免耕、连续3年免耕基础上深松，均可提高玉米穗位叶叶绿素含量，延缓衰老进程，提高花后玉米干物质量、经济系数和籽粒产量。

二、作物产量与经济效益

轮耕可通过改善土壤的孔隙状况，降低土壤容重和紧实度，从而形成作物适宜的种床，促进籽粒的萌发和生长发育，最终提高作物的产量性状（李娟等，2012）。Hou等（2012b）、孔凡磊等（2010a）和孙国峰等（2007）研究表明，不同轮耕措施增加了冬小麦的有效穗数，有利于形成高产的小麦群体结构，建立了小麦高产的群体结构和个体基础，从而提高籽粒产量。如表1-1为中国不同农作区域轮耕模式下作物产量及经济效益对比。通过对比分析发现，结合各区域主流种植模式，采用不同耕作方式与作物轮作相结合的轮耕模式可明显提高作物的产量、水分利用效率和经济效益。

表1-1中国不同农作区轮耕模式下作物产量及经济效益对比

续表