轮耕条件下土壤改良及春玉米增产增收效果研究

王 平，陈 娟，谢成俊，王国宇，温 健，张丽娟

(1.兰州市农业科技研究推广中心，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省农业科学院，甘肃 兰州 730070；3.甘肃省永登县农业技术推广中心，甘肃 永登 730300；4.庆阳市农业科学研究院，甘肃 庆阳745000)

兰州市属于干旱与半干旱地区，旱作区沟壑纵横以山旱地为主，旱地面积占耕地面积63%以上，该区干旱少雨，且季节性降水明显，近些年干旱事件频发，干旱与土壤瘠薄制约着当地的农业发展。旱作农业的抗旱主要措施为“纳秋水，抗春旱”，目前，甘肃省推广的旱作农业抗旱栽培技术主要为地膜覆盖栽培。地膜覆盖措施有效地做到了雨水拦蓄入渗，抑蒸保墒，促进作物出苗与生长，提高水分利用效率与产量等作用，实现了被动抗旱向主动抗旱的转变，一膜多年免耕方式得到广泛使用，面积也逐年扩大，在一些偏远山旱区随着劳动力的减少耕作措施减少或缺失，而长期的少免耕下土壤变得紧实、耕层变浅、土壤表层养分出现富集和田间病虫害多发等，土壤出现的这些问题已经越来越不适应旱作农业发展的需要。而传统耕作主要为牲畜或者手扶拖拉机翻耕，而长期的翻耕易形成犁底层，表层土壤结构疏松，水土流失严重。当前这种不合理的耕作方式影响了土壤结构与作物的生长。众多研究发现将免耕、深松和翻耕等耕作方法通过合理的组配形成的土壤轮耕体系，能够改善土壤水、肥、气、热的供给，促进作物的生长提高产量，减轻单一耕作措施带来的诸多弊端。因此，合理的轮耕方式可以作为农业增产的一项重要措施与发展可持续现代农业的重要举措。

目前，旱作农业轮耕耕作方式研究的内容主要是保护性耕作下的土壤理化性质、蓄水保墒、增产及经济效益分析。而针对甘肃地区旱作农业地膜覆盖下的轮耕模式报道较少。本研究于2014-2016年通过定位试验，通过免耕、深耕、翻耕进行隔年轮耕组配形成8种耕作方式，研究了在玉米连作下的土壤孔隙度、土壤养分、产量及经济效益，通过综合评价以期为评价不同轮耕模式及完善保护性耕作技术提供科学依据。

1 试验设计与方法

1.1 试验区概况

试验地位于兰州市榆中县清水驿乡孟家山村旱作农业综合示范基地(35°51′N，104°17′E，海拔1 998 m)，属于半干旱黄土丘陵区，无霜期100～140 d，年日照时数2 500 h，年平均太阳总辐射量4 800～6 400 MJ·m-2，年均气温7℃，年平均降水量350 mm，56%的降水量集中在7-9月。2014-2016年的降水及气温如图1所示，2014年、2015年、2016年玉米生育期降雨量分别为385.2 mm、241.6 mm、291.5 mm。试验区沟壑纵横，试验地地势平坦，土壤为黄绵土。耕层0～20 cm土壤容重为1.37 g·cm-3，有机质为13.18 g·kg-1，全氮、全磷分别为1.017 g·kg-1、0.67 g·kg-1；碱解氮、速效磷和速效钾分别为52.8 mg·kg-1、14.44 mg·kg-1和165.93 mg·kg-1。

1.2 试验设计

本研究于2014—2016年在春玉米连作田进行，2014年起开展轮耕模式试验，设计8个处理，试验采用随机区组设计，每种耕作处理设3次重复，共24个小区，小区面积为120 m2(15 m8 m)，玉米均采用全膜双垄种植。耕作处理模式分别为：(1)连续免耕 (NT)；(2)连续深松 (ST)；(3)连续翻耕 (PT)；(4)深松、免耕及深松轮耕(ST/NT/ST)；(5)免耕、免耕和深松轮耕(NT/NT/ST)；(6)翻耕、免耕及翻耕轮耕(PT/NT/PT)；(7)翻耕、免耕及深松轮耕(PT/NT/ST)；(8)深松、翻耕及深松轮耕(ST/PT/ST)。具体土壤耕作措施为：(1)免耕处理 (NT)：收获后不采取任何土壤耕作措施，采用一膜多年玉米种植使用；(2)深松处理 (ST)：深松深度30 cm，宽度间隔40 cm，每年玉米收获后，为了最大限度地吸纳有效降水防止土壤跑墒，翌年土壤解冻后解膜并进行土壤深松、施肥覆膜播种，2014年深松耕作在当年土壤解冻后开展；(3)翻耕处理 (PT)：单犁铧全面深翻20 cm，土壤翻耕时间与深松相同，深松、翻耕机械采用手扶拖拉机。8个耕作处理的施肥、作物品种及其它管理措施均相同，玉米品种为金穗4号，667 m2保苗3 500株，播种时施用基肥：N(尿素，含氮量约为46.4%)150 kg·hm-2，P2O5(磷酸二铵，总氮16%，有效磷44%(以P2O5计))120 kg·hm-2，K2O(氯化钾，含K2O 60%)90 kg·hm-2，有机肥为1 500 kg·hm-2(巧农活性有机肥有机质 ≥45% 、N+P2O5+K2O≥5%)；免耕(一膜多年用)施肥，把氮、磷、钾按照配比混匀装进多功能点播机，采用点播方式施入播种行，玉米点播在靠近施肥点；深松、翻耕有机肥在耕作期间作为基肥施入，试验期间其它田间管理措施同当地大田。

1.3 测定项目及计算方法

1.3.1 土壤孔隙度测定 土壤容重测定:分别于2014年3月20日和2016年9月20日，采用环刀法分别测定0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层不同耕作处理下的土壤容重，每小区采集3个点。其中，2014年3月20日测定的土壤孔隙度为处理前孔隙度。土壤孔隙度(%)=[(1-土壤容重)/土壤比重]×100%，土壤比重≈2.65 g·cm。

1.3.2 土壤养分测定[12]2014年3月20日与2016年9月10日，不同耕作处理小区，通过土钻取0～20 cm、20～40 cm土层土样，每小区取三个点土样进行混合，带回实验室，风干、研磨后待测土壤养分。

1)土壤有机质 (OM)：重铬酸钾容量法；

2)土壤全N (NT)：重铬酸钾消化法;

3)土壤全P (TP)：硫酸—高氯酸消煮法;

4)土壤全K (TK)：NaOH熔融—火焰光度计法;

5)土壤碱解性N (AN)：碱解扩散法;

6)土壤速效P (AP)：碳酸氢钠法;

7)土壤速效K (AK)：醋酸铵—火焰光度计法。

1.3.3 玉米干物质与产量测定 干物质重及产量测定：于玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、乳熟期及成熟期每小区连续选取长势一致的植株4株，整株置于105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，用百分之一电子天平称重；并于玉米成熟期进行实收测产。

1.3.4 经济效益 产量收益=作物产量×当年市场价格

支出=肥料价格×施用量+种子价格×施用量+地膜价格×施用量+人工劳力+机械

净收益=产量收益-支出

1.4 数据处理

试验采用SPASS 21数据处理软件进行方差分析，采用Excel 2013作图。

2 结果与分析

2.1 不同耕作方式对土壤孔隙度的影响(2016年)

图2可见，不同耕作方式下0～20 cm土层土壤孔隙度均大于20～40 cm土层，0～20 cm、20～40 cm及40～60 cm土层土壤孔隙度平均值分别为49.00%、46.95%及48.25%，0～20 cm较20～40 cm土壤孔隙度提高4.36%。0～20 cm土层，土壤孔隙度ST、PT、ST/PT/ST土壤孔隙度最高， NT、NT/NT/ST土壤孔隙度最小；20～40 cm土层，NT孔隙度最小，与其它耕作方式之间差异显著；40～60 cm土层，不同耕作模式之间差异不显著； 0～60 cm土层，8种耕作方式的土壤孔隙度平均值依次为ST>ST/PT/ST>ST/NT/ST>PT>PT/NT/ST>PT/NT/PT>NT/NT/ST>NT。较处理前，0～60 cm土层，ST/PT/ST、ST/NT/ST、NT/NT/ST、PT/NT/PT及ST/NT/PT处理土壤孔隙度平均值分别提高了3.42%、2.10%、-1.32%、0.79%及1.31%。可见，轮耕方式中有深松或翻耕的耕作下的土壤孔隙度均较高。总之，0～40 cm土层深松与翻耕与免耕相比能够显著增加土壤孔隙度，深松与翻耕进行轮耕也能促进土壤孔隙度的增大，耕作对40～60 cm土层的孔隙度影响较小。本试验0～60 cm土层，5种轮耕模式以ST/PT/ST的孔隙度最大，轮耕有利于土壤孔隙度的提高。

图2 不同轮耕方式下0～20 cm、20～40 cm及40～60 cm土层土壤孔隙度Fig.2 Soil porosity at 0～20 cm, 20～40 cm, 40～60 cm depth under different tillage systems

2.2 不同耕作方式对土壤养分含量的影响

从表1可知，土壤有机质含量在0～20 cm、20～40 cm土层，除连续免耕与翻耕处理之外，各轮耕处理较处理前均显著增加。0～20 cm土层土壤养分(有机质、速效氮、磷、钾、全氮、全磷)含量均大于20～40 cm土层养分指标。0～20 cm土层，连续单一耕作(NT、ST及PT)下土壤有机质含量之间显著差异(ST>NT>PT)，较NT和PT，ST处理土壤有机质含量分别提高了10.68%和9.12%，较处理前，ST处理土壤有机质含量提高了3.79%；5种轮耕处理，各土层的有机质含量以ST/NT/ST最高(ST/NT/ST>ST/PT/ST> PT/NT/ST>PT/NT/PT> NT/NT/ST)。20～40 cm土层土壤有机质含量均低于0～20 cm土层，连续单一耕作下土壤有机质含量大小为ST>PT>NT，这与20～40 cm有所不同，NT处理下20～40 cm土层土壤有机质含量最低，可能是免耕下土壤有机质出现了表面富集，而深松和翻耕处理会使表层有机质进入下层。5种轮耕模式20～40 cm土层土壤有机质含量均比处理前显著增加，以ST/NT/ST、ST/PT/ST最高。

0～20 cm土层，连续单一耕作(NT、ST及PT)对土壤速效K含量影响大小为：ST>PT>NT。总体来看，NT、NT/NT/ST的速效K含量均显著低于其它耕作模式(P<0.05)，ST较PT能显著提高速效K含量。20～40 cm土层NT、ST及PT耕作对土壤速效K含量影响大小为：ST>PT>NT；轮耕模式ST/NT/ST显著提高土壤速效K含量(ST/NT/ST>NT/NT/ST>PT/NT/PT>PT/NT/ST)。0～40 cm土层，ST/NT/ST和ST/PT/ST处理下土壤速效钾含量显著高于耕作前14.40%～16.67%，以ST/NT/ST的速效钾最高。

0～20cm土层，单一耕作方式对土壤有效磷含量影响大小为：PT>ST>NT，5种轮耕模式中ST/NT/ST、PT/NT/PT处理土壤速效磷含量均显著高于其它处理，较耕作前提高了5.47%、7.07%，NT及NT/NT/ST处理土壤速效磷含量最低均低于耕作前。在20～40 cm土层，PT/NT/ST及ST/PT/ST处理土壤速效磷含量最高，分别比NT提高41.29%和39.30%。翻耕配合深松、免耕能够提高0～40 cm土层有效磷的含量。

0～20 cm土层，单一耕作方式对土壤碱解氮含量大小为：PT>ST>NT。5种轮作模式中，ST/NT/ST处理土壤碱解氮含量最高，比处理前和NT、ST及PT分别提高了10.28%、1.59%、15.51%及19.05%；NT/NT/ST、ST/NT/ST及NT处理之间差异不显著。在20～40 cm土层，连续耕作方式对土壤碱解氮含量影响大小为：ST>PT>NT，ST/PT/ST处理下碱解氮含量最高。翻耕与深松轮作能有效提高碱解氮含量。

0～20 cm土层，单一耕作方式对全P含量影响大小为：NT>ST>PT，除PT处理，各轮耕处理下全P含量，PT使得土壤全P含量降低。20～40 cm土层，各轮耕方式之间均没有显著差异。0～20 cm土层全P含量均大于20～40 cm土层。

经3年轮耕，0～40 cm土层土壤全N含量变化较小，仅PT处理下全N含量与其它耕作方式存在差异。0～20 cm土层，NT、ST、ST/NT/ST、NT/NT/ST与PT/NT/ST处理土壤全N含量分别比试验开始前增加了0.89%、0.59%、2.26%、4.82%和1.08%，PT和PT/NT/ST耕作土壤全N含量较处理前低。20～40 cm 土层，各处理土壤全N含量差异均不显著，以ST/NT/ST的全氮含量值最高，其次为ST，比试验处理前分别提高了4.77%、4.64%。各处理0～20 cm土层土壤全N含量均高于20～40 cm土层。深松、翻耕均能够增加土壤通透性，促进上层土壤养分进入下层，促进好气性微生物活动和有机质矿化，利于降水入渗，增加耕层土壤持水性能，提高吸纳水分的能力，促进下层养分的提高。本试验中，通过深松与翻耕活性有机质翻入土层，同时也促进了有机质的摄入，间接提高了土壤养分的含量，而免耕处理由于肥料施入仅限于玉米播种区域，肥效对土壤表层养分影响有限。

总体而言，ST/NT/ST和ST/PT/ST两种轮耕模式在0～40 cm土层对有机质的增效性较其它耕作模式明显，0～20 cm土层免耕与深松耕作模式对全N和全P的影响较大；不同的耕作方式对20～40 cm土层全N和全P无显著影响，而PT和PT/NT/PT有助于提高土壤的速效P和速效K。

表1 不同耕作方式下0～20 cm、20～40 cm土层土壤养分含量

2.3 不同耕作方式对玉米在不同生育期单株干物质的影响(2016)

不同耕作处理下玉米长势不同，处理间单株生物量存在差异(图3)。随着生育期的推进，玉米单株干物质呈增加趋势，在玉米乳熟期干物质增加幅度降低，干物质量累积量以玉米成熟期最大。其中，单一耕作方式玉米干物质影响的大小为ST>NT>PT，不同轮耕模式下，以ST/NT/ST单株干物质积累量最高为287.36 g，较NT、ST和PT提高了22.55%、11.45%和33.27%。8种耕作模式中ST/NT/ST、ST/PT/ST、NT/NT/ST和PT/NT/ST的单株玉米干物质较NT、ST和PT处理高，说明轮耕模式较单一的耕作更能促进玉米的生长。其中，ST较PT和PT/NT/PT的玉米干物质高，均说明频繁的翻耕不利于玉米的生长。

2.4 不同轮耕方式对3年春玉米产量的影响

2014—2016年受降雨量及季节性降雨差异的影响，玉米的年均产量有较大差别。其中，2014年风调雨顺，生育期玉米长势较好，产量最高；2015年生育期降雨量只有241.6 mm，在6月与8月玉米大喇叭口期与开花期均出现了连续15天以上无降水记录，2016年玉米生育期降雨量为291.5 mm较历史337.4 mm少，玉米播前土壤墒情较差，发生了春旱，在6月与9月份降雨量均偏少发生了伏旱，因此，2015年、2016年玉米产量均较低。2014年，单一耕作方式玉米产量大小为ST>NT>PT，ST和NT耕作下玉米产量较PT提高了18.91%和14.70%。ST、NT、ST/NT/ST和NT/NT/ST处理显著高于PT、PT/NT/PT和PT/NT/ST耕作，说明翻耕不利于玉米产量的提高。2015年，8种耕作模式中，以ST/NT/ST处理下玉米产量最高(6 373.20 kg·hm-2)，NT、ST和NT/NT/ST处理间差异不显著，PT、PT/NT/PT、PT/NT/ST玉米产量较低且差异不显著，ST/NT/ST处理玉米产量较ST与NT提高了4.42%、3.63%，说明深松和免耕轮耕较单一耕作与翻耕均能增加玉米产量。2016年，以ST/NT/ST处理下玉米产量最高(ST/NT/ST>NT/NT/ST>ST/PT/ST>PT/NT/ST)，其中，ST/NT/ST、NT/NT/ST、ST/PT/ST和PT/NT/ST较NT提高了18.32%、12.49%、11.32%和9.21%。随着耕作年限的增加轮耕较单一耕作玉米产量增幅大。ST耕作下玉米产量大于NT，长期免耕也不利于玉米产量的形成。ST/NT/ST处理下3年的玉米平均产量显著高于其它耕作(ST/NT/ST>NT/NT/ST>ST/PT/ST>ST>NT>PT/NT/ST>PT/NT/PT>PT)。ST/NT/ST处理下玉米产量较NT、ST和PT产量提高了5.97%、3.56%和15.75%。ST/NT/ST耕作更加有利于玉米产量的提高。

图3 不同轮耕模式下玉米在不同生育时期的干物质变化Fig.3 Dry matter changes of maize at different growth stages under different rotation tillage modes

年份 YearsNTSTPTST/NT/STNT/NT/STPT/NT/PTPT/NT/STST/PT/ST20147964.13b8256.16a6943.42c8213.45a7908.60b6723.38c6785.22c8200.54a20156149.75b6103.65b5582.55d6373.20a6148.20b5663.20d5841.40c5871.16c20165433.20d5643.20c5370.90d6428.30a6111.60b5634.10c5933.70b6048.22b平均 Average6515.69bc6667.67bc5965.62d7004.98a6722.80b6006.89d6183.77d6706.64b排序 Sort54812763

2.5 不同轮耕方式下春玉米经济效益分析

2014—2016年，不同年份玉米投入与产出各不相同，不同轮耕模式下的经济效益存在显著差异(表3和图4)，随着生产成本的提高与耕作年限的增加产投比呈逐年下降，以PT耕作的产投比最低，NT耕作的产投比最高，经济净收益与产投比变化规律具有一致性。2014年NT耕作方式的产量收入、纯收入、产投比均比PT高，轮耕模式NT/NT/ST、ST/NT/ST和PT/NT/PT中的纯收入、产投比与单一耕作方式NT、ST、PT规律相似为逐渐下降，净收益NT较ST、PT提高了3.06%、34.15%。2015年，耕作方式中玉米产量收益NT与ST之间差异不显著，较PT分别提高了10.88%、9.33%，8种耕作方式中ST/NT/ST的产量收益最高，净收益大小为ST/NT/ST>NT>NT/NT/ST>PT/NT/ST>ST>PT/NT/PT>ST/PT/ST>PT。2016年，产量收益、净收益ST/PT/ST 处理均最高，其次为ST/NT/ST。ST产量较NT提高了4.64%，ST/NT/ST、NT/NT/ST、PT/NT/ST轮耕下的产量效益较ST处理提高了8.60%、7.77%、3.38%。3年玉米平均净收益ST/NT/ST最高，其次NT/NT/ST，PT处理的玉米净收益最低。ST/NT/ST、NT/NT/ST的产投比与ST相比提高了3.65%、7.88%，ST/NT/ST、NT/NT/ST的净效益与ST相比提高了13.12%、12.15%，与NT相比提高了2.86%、1.98%。合理的轮耕方式既可以降低产投比，同时还能够提高作物的净收益，以轮耕ST/NT/ST、NT/NT/ST的经济效益与产投比均较高。

表3 2014—2016年不同轮耕模式下的玉米经济效益分析/(元·hm-2)

注：农家肥0.3元·kg-1；氮肥3.5元·kg-1，150 kg·hm-2，其它肥料(农家肥)800元·hm-2，肥料价格2014-2016年按照5%涨价，2014年化肥投入2 800元·hm-2。其它支出(种子成本+耕作费用+地膜费用+田间管理费用)；玉米种子成本600元·hm-2；翻耕费550元·hm-2，深松费450元·hm-2，劳力每天100元，免耕人工穴施肥料费用800元·hm-2；地膜13元·kg-1，75公斤·hm-2，地膜975元·hm-2；免耕喷药除草等费用第三年增加500 元·hm-2(地膜破损，杂草较多)。收益价格：2014年玉米价格2.2元·kg-1；2015年玉米价格2.2元·kg-1；2016年玉米价格1.7元·kg-1。

Note: Farm manure is 300 yuan·ton-1; nitrogen fertilizer is 3 500 yuan·hm-2, 150 kg·hm-2, other fertilizer (farmyard manure) is 800 yuan·hm-2, fertilizer price is 2014-2016, according to 5% price increase, in 2014, 2800 yuan·hm-2of chemical fertilizer was invested. Other expenses (seed cost + farming field management fee costs + cost + plastic film); corn seed costs 600 yuan·hm-2; tillage costs 550 yuan·hm-2, subsoiling labor costs 450 yuan·hm-2, 100 yuan a day, no tillage fertilizing fertilizer artificial cost 800 yuan·hm-2; film 13 yuan·kg-1, 75 kg·hm-2the film, 975 yuan·hm-2; no tillage weeding spraying cost of third years increased by 500 yuan·hm-2(film damage than many weeds). Yield price: 2014 corn price 2.2 yuan·kg-1; 2015 corn price 2.2 yuan·kg-1; 2016 corn price 1.7 yuan·kg-1.

图4 2014—2016年不同耕作模式下的玉米产投比Fig.4 Output /input under different tillage treatments in 2014—2016

3 讨 论

3.1 不同耕作方式对土壤孔隙度的影响

耕作中受机械外力作用，土壤的固有结构会被打破，不同耕作下的土壤结构所受影响不尽相同。研究表明，与翻耕相比，免耕显著减小了耕层5～20 cm的次生孔隙，从而降低了土壤总孔隙度，这是由于免耕受机械压实和土壤的自然沉实作用，使土壤容重变大，孔隙度减小变得紧实板硬。陈宁宁通过7年轮耕研究，免耕较深松和翻耕显著降低了0～40 cm土层土壤孔隙度。

本研究表明，0～60 cm土层，随土层的增加土壤孔隙度表现为先降后增，以20～40 cm土层的土壤孔隙度最低，长期机械或外力作用在耕作层形成了较为坚硬的耕作层，这与程科的研究结果一致，而王玉玲研究认为轮耕体系中凡加入深松和翻耕，土壤孔隙度均增加，且随土层的增加不断降低，与本试验不一。土壤孔隙度以ST/PT/ST模式对土壤改善效果最佳，其次为ST/NT/ST，深松耕作土层深度能达到30 cm，可以打破犁底层，翻耕则把下层的土层带入上层改变耕层结构，深耕与翻耕轮耕可显著改善土壤结构，与王玉玲结果一致，免耕/深松轮耕则能提高耕层团聚体含量与稳定性。

3.2 不同耕作方式对土壤养分的影响

0～40 cm土层，不同耕作下的土壤有机质、速效氮磷钾、全氮、全磷含量随土层的加深均呈降低趋势。其中，免耕、深松与翻耕相比土壤扰动较少，植物残枝与肥料常留在土壤表层，使得土壤养分表层富集化。本研究中，免耕与深松轮耕下土壤全氮、全磷含量较高，与侯贤清和李娟、王玉玲的结论相似。而翻耕与深松轮耕有利于速效氮磷钾的提高，增加了肥力，本研究以ST/PT/ST模式下的土壤速效氮磷钾含量最高。免耕下的土壤有机质含量低，可能是由于连续三年地膜免耕，土壤中没有有效补充有机质。

3.3 不同耕作方式对产量的影响

研究表明长期免耕后再进行翻耕有利于产量的提高，长期翻耕较长期免耕更有利于作物产量的增加，而小麦/玉米轮作下深耕比免耕处理能提高玉米季产量的增加。深松可延缓花后玉米叶片的衰老，提高灌浆阶段对水分的吸收，有利于玉米籽粒灌浆，增加产量，轮耕使土壤孔隙度与团聚体含量增加，提高了土壤的蓄水保墒能力与土壤有效养分，影响了作物的根系发育，进而影响作物籽粒品质各指标最高。李娟研究轮耕模式对产量的影响时发现，免耕/深松轮耕能提高土壤蓄水保墒能力，较连续翻耕与免耕玉米产量提高7.6%、7.39%，陈宁宁通过6种轮耕模式比较发现免耕/深松更有利于土壤蓄水保墒和作物增产。通过3年定位试验证明以ST/NT/ST轮耕下的玉米产量最高，其次是NT/NT/ST与ST/PT/ST。

3.4 不同耕作方式下的经济效益

农业生产在考虑产出的同时需要考虑投入与环境等因素，在生产与劳动成本逐年上升的今天，较高的产量并不代表较高的收入，过高的投入不仅会提高生产成本也会降低经济效益。不同轮耕模式因所采取耕作方法不同，其经济投入、作物产出和经济效益均会不同。而评价一种轮耕模式的优劣，要从该轮耕体系在一个或多个轮耕周期的综合经济效应来分析比较。王玉玲通过6年定位试验，得出以“深松/翻耕”轮作下作物籽粒产量和经济效益最高。李娟通过5年对6种轮耕模式研究发现，经济效益以免耕—深松轮耕模式最高(7 600.5元·hm-2)，其次是深松—翻耕，且5种轮耕模式下作物籽粒产量和经济效益均高于单一翻耕模式，与本试验结论一致。本试验通过3年对8种耕作方式的研究表明，以ST/NT/ST模式的经济效益最高，PT模式的经济效益最低，轮耕模式的产投比介于免耕与翻耕之间，免耕与深松轮耕打破了土壤犁底层，增加土壤孔隙度，改善了土壤结构，增加了土壤蓄水保墒能力，提高了土壤养分的利用，有利于作物的生长与产量的提高。

4 结 论

本试验结合旱作区耕作实践，通过不同的耕作模式，筛选合理的耕作模式为改善土壤结构、提高作物产量提供理论参考与技术支持。本研究的结论如下：

1)经过3年定位试验，0～60 cm土层，轮耕措施能显著增加土壤孔隙度，以ST/PT/ST轮耕模式最优，其次为ST/NT/ST与ST/NT/ST，以NT土壤孔隙度最大。

2)0～20 cm土层，免耕与深耕进行轮耕，全氮、全磷含量较高，以ST/NT/ST全氮、磷含量最高，20～40 cm土层，耕作方式对土壤全氮、全磷含量无显著影响，翻耕促进了速效养分的提高，以ST/PT/ST速效氮、磷、钾含量高，免耕下的有机质含量最低。

3)三年不同的耕作模式，玉米的平均产量以ST/NT/ST最高，其次为NT/NT/ST与ST/PT/ST，较连续单一耕作均能增加玉米产量，以PT耕作下的产量最低。

4)轮耕模式的产投比介于NT与PT之间，经济效益以ST/NT/ST最高，其次为NT/NT/ST与NT，PT耕作下经济效益最低。

因此，通过三年的耕作模式比较，以ST/NT/ST轮作有利于提高土壤孔隙度，增产增效效果好，适合在兰州市山旱地区推广应用。