保护性耕作通过促进玉米支撑根发育增强抗倒伏能力

针对玉米根倒伏导致的产量与品质下降问题，研究人员通过对比保护性耕作（CST）与传统耕作（CVT）对玉米根抗推阻力（RPR）、土壤物理性质及植株性状的影响，发现CST使RPR提升33.0%，显著改善支撑根直径（BRD）、轮数（BRWN）和角度（BRA），并提高土壤紧实度。该研究为优化耕作方式以减少倒伏风险提供了理论依据。

　　

玉米是全球重要的粮食作物，但根倒伏（root lodging）现象常导致严重减产。当强风来袭，玉米植株从基部倾斜甚至断裂，不仅影响光合作用，还会降低籽粒品质。这一问题在传统耕作（CVT）系统中尤为突出，而保护性耕作（CST）因其减少土壤扰动、保留秸秆覆盖的特性，被认为可能通过改善土壤结构和根系发育来增强抗倒伏能力。然而，CST如何通过调控支撑根（brace roots）这一关键锚定结构来提升抗倒伏性，此前缺乏系统研究。

中国农业大学等机构的研究团队在《Soil and Tillage Research》发表论文，通过对比中国东北黑土区14个站点的CST与CVT田间试验，首次揭示了CST通过优化土壤物理性质与支撑根形态协同增强玉米抗倒伏性的机制。研究发现，CST使玉米根抗推阻力（Root Pushing Resistance, RPR）平均提升59.38 N，增幅达33.0%。这一效应主要归因于支撑根直径（BRD）增大、轮数（BRWN）增加及角度（BRA）扩展，同时土壤表层（0–20 cm）容重（BD）、穿透阻力（PR）和剪切强度（SS）显著提高。研究为农业可持续生产提供了重要实践指导。

关键技术方法
研究选取14对CST与CVT对照田块，测定玉米RPR（分支撑根完整与去除两组），结合土壤BD、PR、SS检测及植株形态分析（BRD、BRWN、BRA、茎粗等），通过相关性分析解析RPR驱动因素。

研究结果

Root pushing resistance of maize plant
CST处理下，支撑根完整的玉米RPR显著高于CVT（p<0.05），而去除支撑根后两组无差异，证实支撑根是抗倒伏关键。

Plant morphology
CST显著增加茎基部宽度（p<0.05）与支撑根性状（BRD、BRWN、BRA），但株高与穗高无差异，表明CST特异性促进锚定结构发育。

Discussion
土壤强度（BD、PR、SS）与支撑根性状呈正相关，说明CST通过增强土壤机械阻力刺激支撑根适应性生长，进而提升RPR。茎粗与支撑根协同作用解释了78%的RPR变异。

Conclusion
CST通过双重机制提升抗倒伏性：一是直接增加土壤机械阻力，二是诱导支撑根形态优化。该研究为黑土区推广CST提供了科学依据，未来可结合分子育种进一步强化支撑根特性。

重要意义
研究首次将土壤-根系互作机制与耕作实践结合，揭示了CST减少倒伏的生理基础，为全球玉米稳产提供了低成本的农艺解决方案。