免耕对冬小麦产量及土壤肥力的长期影响：瑞士西部13年田间试验揭示保护性耕作的环境效益

本研究通过13年田间试验系统比较了免耕(NT)、浅耕(ST)、少耕(MT)与传统翻耕(PL)对冬小麦产量、土壤有机碳(SOC)及微生物量的影响，发现非翻转耕作显著提升表层0-10 cm土壤碳氮储量，其中少耕在维持产量稳定性和改善土壤健康方面表现最优，为可持续农业实践提供了重要依据。

　　

在当今全球气候变化和土壤退化的双重压力下，如何通过耕作制度改革实现农业可持续发展成为关键科学问题。传统翻耕虽能短期提高产量，但长期会导致土壤有机质流失、结构破坏和生物多样性下降。瑞士Agroscope研究所的科学家们开展了一项长达13年的田间试验，系统评估了不同耕作方式对冬小麦生产系统和土壤健康的影响，相关成果发表在《European Journal of Agronomy》上。

研究团队在瑞士尼永建立长期定位试验，设置四种耕作处理：传统翻耕（PL，20-25 cm深度）、浅耕（ST，12-15 cm）、少耕（MT，5-8 cm）和免耕（NT）。通过监测2007-2020年间冬小麦产量动态，结合2020年土壤剖面采样（0-50 cm分层），系统分析了土壤有机碳（SOC）、全氮（Ntot）、交换性钾（AAE-K）和镁（AAE-Mg）的垂直分布特征，并采用氯仿熏蒸法测定微生物量碳（MBC），同时通过土壤孔隙度分析评估结构稳定性。

3.1 冬小麦产量
数据显示四种耕作方式年均产量无显著差异（3.1-4.2 t ha^-1
），但免耕产量变异性最高（变异系数达49%）。连续四年单作时，免耕相对产量骤降80%，凸显轮作对免耕系统的重要性。少耕表现最优，在黏土中产量较翻耕提高9%。

3.2 籽粒品质
土壤质地对营养元素富集的影响远超耕作方式。翻耕处理的氮磷富集因子（EF）最高，但少耕在黏土中表现出更高的籽粒氮含量（2.14% vs 免耕1.98%）。

3.3 SOC与养分储量
非翻转耕作在0-10 cm土层SOC储量显著高于翻耕（黏土中高52%），但50 cm全剖面差异不显著。少耕与免耕的SOC增幅相当，但少耕的Olsen-P储量更均衡。

3.4 微生物量碳
MBC与SOC呈显著正相关（R²

0.54）。少耕处理的MBC在表层最高（黏土223 mgC kg^-1
），其微生物熵（MicQ）也显著优于免耕，表明适度的土壤扰动更利于微生物活性维持。

3.5 土壤结构
SOC:黏土比显示所有处理均低于结构稳定性阈值（0.1），但少耕和免耕在0-5 cm层比值最高。少耕处理的通气孔隙度（>25 μm）最优，而免耕底层容重达1.53 g cm^-3
，存在压实风险。

这项研究揭示了少耕作为折中方案的独特优势：既能像免耕一样提升表层SOC（13年累计增幅20%），又通过适度扰动维持产量稳定性。特别值得注意的是，当SOC:黏土比<0.1时，免耕系统可能需依赖机械松土过渡，这对高黏土含量地区的技术推广具有重要指导意义。研究结果挑战了"免耕必然固碳"的传统认知，强调需要结合土壤类型和有机质基础来选择耕作制度，为欧盟"从农场到餐桌"战略提供了实证支撑。