交替耕作与保护性农业实践对东印度恒河平原集约化水稻种植系统土壤健康及生产力的协同提升效应

针对东印度恒河平原(EIGP)耕地减少与粮食需求激增的矛盾，研究人员通过比较传统耕作(CT)、保护性农业(CA)和交替耕作(AT)在6种水稻(Oryza sativa L.)轮作系统中的表现，发现AT与CA可提高玉米产量8-16%，使R-W-MB(水稻-小麦-绿豆)系统生产力达41.7 t ha-1，同时改善土壤物理化学性质，为南亚水稻集约化生产提供可持续解决方案。

　　

在东印度恒河平原(EIGP)，人口增长与耕地萎缩的矛盾日益尖锐，而旱季大面积休耕地利用率低下成为关键瓶颈。传统水稻种植依赖高强度耕作(CT)，导致土壤结构破坏、有机质流失，同时消耗大量水资源。如何在不加剧环境负担的前提下提升系统生产力，成为南亚农业可持续发展的核心命题。

针对这一挑战，孟加拉国农业研究所(BARI)区域农业研究站的研究团队开展了一项为期3年的田间试验，系统评估了保护性农业(CA)、交替耕作(AT)与传统耕作在6种水稻轮作系统中的表现。研究成果发表在《Journal of Agriculture and Food Research》上，揭示了耕作方式与种植制度协同优化的新路径。

研究采用裂区设计，主要技术方法包括：1) 在壤土环境设置6种轮作系统(双季/三季作物组合)；2) 分层测定0-30 cm土壤化学性质(Walkley-Black法测有机碳等)；3) 使用锥形穿透仪测量0-45 cm土壤阻力；4) 动态监测5 cm土层温度；5) 基于价格权重计算水稻当量产量(REY)。

3.1 作物产量与系统生产力

数据显示，CA与AT使玉米产量显著高于CT(3年累计高8-16%)，但水稻产量略低3-6%。R-W-MB(水稻-小麦-绿豆)系统以41.7 t ha^-1的累计REY成为最优模式，较传统R-R(水稻-水稻)系统高28%。

3.2 土壤化学性质

CA处理0-15 cm土层有机质(SOM)和全氮分别比CT高16%和19%。R-W-MB系统有效磷含量达15.01 μg ml^-1，交换性钾在CA下提高33%。

3.3 土壤物理特性

R-R系统因连续淹水耕作形成15-20 cm硬磐层，穿透阻力达2.1 MPa。CA处理的土壤容重(1.36 Mg m^-3)显著低于CT，且昼夜温差缓冲能力提升，午间5 cm土层温度降低1.2-1.4°C。

这项研究首次在EIGP亚热带环境中证实，将单季水稻全耕与旱季作物条耕(AT)结合的混合模式，既能维持水稻产量，又可提升系统总生产力。其创新性体现在：1) 通过绿豆插入双季系统利用休耕地；2) 证实条耕结合残茬覆盖可同步改善土壤物理化学性质；3) 建立了土壤温度调节与作物抗逆性的关联机制。

研究结果为南亚小农户提供了可操作的转型方案：采用R-W-MB三熟制配合AT管理，在保证粮食安全的同时，能逐步修复因长期集约耕作退化的土壤。未来需在不同土壤类型验证该模式的普适性，并优化配套农机具以适应小规模生产条件。这一成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的"零饥饿"和"负责任生产"具有重要实践意义。