科技日报2005年12月29日讯   科学家说，土壤的质量直接关系到粮食的丰产和生态环境。12月24日，中国农业大学教授高旺盛博士领导的课题组，在“保护性耕作机理研究”中，证实了耕作方式对土壤生态环境发生重要影响；摸清了耕作方式对土壤有机碳的影响规律。 

　　在华北平原小麦玉米两熟作物从冬小麦返青期到夏玉米收获期，对温室气体排放所进行的轮作周期研究中发现，农事中常见的翻耕、旋耕、免耕三种耕法，翻耕农田的二氧化碳排放最多；免耕农田的排放最少。从小麦灌浆期对三种耕法下的农田气体排放的分析看，翻耕农田的排放较免耕要高出64％。 

　　科学家还对湖南稻田的甲烷排放做了试验，结果表明，在抽穗期，甲烷排放最大，以后则逐渐减少；无稻全年休闲区的甲烷排放最少。抽穗至收获阶段平均排放速率为每小时每平方米3.43毫克。冬闲及冬季种植紫云英，分别要比无稻区甲烷排放高出114.3%和420.3%。高旺盛博士说，稻田甲烷浓度在早稻抽穗至成熟阶段是大气甲烷浓度的35.2倍；稻田甲烷高浓度低排放速率以及低浓度高排放速率现象说明，甲烷排放的速率与它的浓度之间并非一致。 

　　该研究还显示了轮耕制对改善土壤肥力状况的重要作用。科技人员对三大区域土壤耕作制的影响进行了调查，其中，湖南不同地区土壤化学性状虽然受耕作方式影响的程度不同，但在一些性状上则表现了明显的一致性。如全氮、全磷和有机质在不同土质的不同层次均为翻耕、旋耕模式时最高，且在一些地区达到显著水平。 

　　与此同时，科学家还摸清了耕作方式对土壤有机碳的影响规律。研究表明，深松可以显著增加土壤有机碳储量。多年旋耕后，华北地区土壤表层0—10厘米的容重明显增加，土壤耕层有逐渐变浅的趋势。 

　　在华北平原保护性耕作的小麦播种前，科技人员分别对翻耕秸秆不还田、秸秆翻耕还田、秸秆旋耕还田和免耕秸秆还田的0—10厘米、10—20厘米和20—30厘米的活性碳库进行测定，土壤总有机碳和活性碳均随土层的增加而减少，研究说，旋耕和翻耕可提高土壤活性碳，免耕能降低土壤活性碳。 

　　研究发现，华北平原0—30厘米土层的碳库，各项指数受表层的影响较大，其中，少耕、免耕和秸秆还田的保护性耕作，能增加土层的总有机碳、稳态碳和碳库指数；秸秆还田的贡献大于耕作措施。微生物碳则随土层的增加而减少，而0—30厘米总有机碳含量为旋耕>免耕>翻耕>对照，微生物碳为翻耕>对照>旋耕>免耕。土壤水溶性有机碳的变化在50.18毫克/公斤—80.90毫克/公斤之间，处理和层次间变化规律性不大。0—30厘米为免耕>旋耕>翻耕>对照，且对照显著低于其他三个处理。 

　　高旺盛博士说，在南方稻田，大量有机肥施用明显提高土壤有机质含量，也改善了土壤结构。研究证明，黄淮海平原冬小麦/夏玉米轮作体系中，耕层土壤每增加1吨有机碳，作物产量每公顷提高442.2—952.9公斤。也就是说，提高土壤有机碳含量，对作物产量影响不大。 

　　从华北平原耕作措施对土壤硝态氮迁移影响的试验研究中发现，在0—180厘米的土体上，翻耕、旋耕与免耕，其硝态氮累积峰出现在不同土壤的深度。翻耕的累积峰最深，为130厘米处。免耕最浅，只有15厘米。高旺盛教授说，累积峰在土壤中位置越深，硝态氮淋失的可能性越大。 

　　这项研究是科技部、农业部、财政部、国家粮食局联合设立的“粮食丰产工程重大科技专项”的“粮食主产区保护性耕作制与关键技术研究”课题。它集中了全国100多位科技人员，在东北平原、华北平原及长江中下游和成都平原9省粮食主产区建立示范基地，重点突破不同类型区周年保护性土壤耕作关键技术、覆盖作物与保护性种植方式、保护性耕作农田高产栽培及水肥高效利用等共性关键技术。为大面积应用保护性耕作技术提供示范样板和技术支撑。 

　　两年多来，已在全国建成3个万亩以上的保护性耕作技术核心示范区，其农田保护性耕作技术使用率达到80%%以上，平均农田的水蚀、风蚀量比基础减少50%以上，产量和农田经济效益均提高10%以上。示范面积累计达到130万亩以上。