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为解决印度恒河平原稻麦轮作系统（RWCS）中土壤理化性质恶化、地下水过度开采及劳动力短缺等问题，研究人员开展不同作物种植方式、保护性耕作及残茬管理研究。发现 PTRCTWCT组合产量最高，DSRCTWZT+R组合效益成本比（BCR）和氮回收效率（NRE）最佳，为资源高效利用提供依据。
在亚洲的农业版图上，稻麦轮作系统（RWCS）如同一台持续运转的粮食生产引擎，为超过 40 亿人口提供着口粮保障，尤其在印度的恒河平原，这片仅占印度国土面积一小部分的土地，却贡献了全国 50% 的水稻和 75% 的小麦产量。然而，长期以来，传统的稻麦轮作模式却像一把双刃剑，在带来粮食产出的同时，也埋下了重重隐患。农民们沿用的传统水耕移栽水稻（PTRCT）和常规耕作小麦（WCT）方式，如同不断啃食土壤健康的 “无形牙齿”，导致土壤理化性质持续恶化 —— 频繁的水耕造成土壤结构破坏，大量的耕作让地下水被过度抽取，秸秆焚烧更像是给环境戴上了 “污染枷锁”，释放的温室气体（尤其是甲烷）加剧着全球气候变暖。此外，劳动力成本攀升、氮素回收效率（NRE）低下等问题，让这片 “粮食粮仓” 的可持续性亮起了红灯。
为了破解这些困局，印度旁遮普农业大学的研究人员以恒河平原的农业可持续发展为出发点，在《Field Crops Research》上发表了一项具有重要现实意义的研究。他们聚焦稻麦轮作系统中作物种植方式与保护性耕作的协同效应，试图通过科学的田间试验和模型模拟，找到既能保障粮食产量，又能减少资源投入的可持续农业模式。
研究人员采用了重复随机裂区田间试验与 DSSAT 模型模拟相结合的技术路线。在水稻种植环节设置了三个主处理：常规耕作直播水稻（DSRCT）、零耕直播水稻（DSRZT）和常规耕作水耕移栽水稻（PTRCT）；在小麦种植环节设置了三个副处理：常规耕作（WCT）、零耕（WZT）和零耕秸秆覆盖（WZT+R）。通过连续 10 个稻麦轮作周期的长期观测，分析不同处理对土壤性质、作物产量及资源利用效率的影响。
土壤物理性质与作物产量的博弈
研究发现，在水稻种植中，尽管 PTRCT处理导致土壤容重（BD）升高、物理结构恶化，但由于氮素淋失较少，水稻产量显著高于两种直播处理。而在小麦种植中，零耕处理（WZT和 WZT+R）的土壤理化性质优于常规耕作（WCT），但单纯零耕（WZT）因根系生长受限和氮素淋失增加，产量低于 WZT+R和 WCT。这表明零耕对土壤的改良作用需要时间积累，而秸秆覆盖能有效弥补零耕初期的产量劣势。
资源利用效率的多维对比
从水资源利用看，PTRCTWCT组合基于蒸散量的水分利用效率（WUEET）最高（0.249 kg?m-3），但能源利用效率（11.31 MJ?ha-1）和能源生产率（0.38 kg?MJ-1）最低，反映出传统耕作对能源的高消耗特性。相比之下，DSRCTWZT+R组合表现亮眼，其效益成本比（BCR）高达 1.97，氮素回收效率（NRE）达 1.33 kg?ha-1，成为经济效益与环境效益双优的组合。与之形成鲜明对比的是 PTRCTWZT组合，其 BCR 仅为 1.56，NRE 也较低，显示出不合理的耕作组合会加剧资源浪费。
可持续农业模式的筛选与意义
综合十年的数据，研究得出了具有实践指导意义的结论：传统耕作组合（PTRCTWCT）虽能实现最高粮食产量（10985 kg?ha-1），但代价是高水耗和低能源效率，难以适应资源约束趋紧的现状；而 DSRCTWZT+R组合通过直播水稻减少劳动力和水资源投入，结合零耕秸秆覆盖改善土壤结构、提高养分利用率，在保证相对较高产量的同时，实现了经济效益和环境效益的最大化。这一发现为解决恒河平原稻麦轮作系统的可持续性难题提供了关键方案 —— 即在水稻种植中合理保留部分传统耕作以保障产量，同时在小麦种植中推广零耕并配合秸秆覆盖，形成 “保产节本” 的优化模式。
这项研究的价值不仅在于揭示了不同耕作方式的长期效应，更重要的是为农业政策制定者和农户提供了科学依据：通过调整作物种植方式与保护性耕作的组合，能够在不牺牲粮食安全的前提下，缓解土壤退化、降低资源消耗，为应对全球气候变化下的农业挑战提供了可借鉴的 “亚洲经验”。随着资源节约型技术的推广，稻麦轮作系统有望从 “高投入高产出” 的旧模式转向 “高效可持续” 的新范式，让这片古老的农田在未来继续滋养亿万人口。
