中國主要耕作方式對旱地土壤結構及養分和微生態環境影響的研究綜述

張向前 ，楊文飛，徐云姬

1. 安徽省農業科學院作物研究所，安徽 合肥 230031；2. 安徽省農作物品質改良重點實驗室，安徽 合肥 230031；3 江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，江蘇 淮安 223001；4. 揚州大學/教育部農業與農產品安全國際合作聯合實驗室，江蘇 揚州 225009

耕作是農業生產中的一個重要和不可缺少的環節，不同的耕作方式對土壤的擾動和影響強度不同，進而對土壤理化特性與生物性狀影響不一（Gathala et al.，2011）。目前中國農業生產中多種耕作方式并存，比較常見的有免耕、少免耕、旋耕、翻耕、深松、壟作、秸稈還田覆蓋及不同耕作方式、不同耕翻深度、不同年際間的變化組合，而不同耕作方式及組合間對土壤的影響是不同的。如免耕具有防止水土流失、節省人力物力等優點，旋耕和翻耕相比免耕能夠降低土壤硬度增加耕層深度，改善土壤含水量、總孔隙度、容重及團聚體含量和結構（關劼兮等，2019），但連續常年免耕或旋耕、翻耕也會帶來土壤緊實、耕層變潛和土壤養分表聚等問題。土壤耕作是農業生產中重要的增產技術措施，現階段中國農業發展尤為迫切的任務是如何通過建立節約高效可持續耕作模式科學高效地利用有限的耕地資源最大限度地提高耕地生產力。

土壤的結構、微生態環境和理化特性顯著地影響著土壤水分和養分的轉化和循環，而不同的耕作模式可以改善土壤耕層結構和質量，協調土壤中水、肥、氣、熱的關系，并減少土壤中養分和水分的流失（Sun et al.，2018；張霞等，2019），為作物生長發育創造適宜的土壤生態環境，有利于確保作物持續高產和穩產。相關研究表明，合理的土壤耕作方式能有效改善土壤的理化特性和微生態環境，實現耕地的可持續利用，促進作物生長發育并提高經濟和生物產量，而不合理的土壤耕作方式易導致農田耕作層變淺、土壤緊實、養分容易流失和蓄水保墑能力變差，嚴重阻礙了作物根系的生長和產量的提升（Memon et al.，2011；Zengin et al.，2013）。為實現耕地質量的進一步提高和耕地的可持續利用，充分發揮不同耕作模式在土壤改良和作物增產方面的效果，本文對有關耕作方式對土壤理化特性和微生態環境及養分供應能力的影響進行了總結評述，以期為中國土壤耕作技術的進一步發展和土壤綜合質量的提升提供科學依據和理論支撐。

1 耕作方式對土壤結構的影響

土壤結構是土壤功能的重要指標之一，常用土壤團聚體、容重、孔隙度、緊實度和土壤顆粒等指標表征，與土壤動植物生存、土地生產及土壤生態環境協調等生態服務價值緊密相關，其優劣指示著土壤的退化與否，并受土地利用和耕作方式顯著影響（Munkholm et al.，2013）。

1.1 對土壤團聚體的影響

土壤團聚體是土壤結構的主要基本單元，也是土壤養分的主要載體，土壤碳、氮、磷等養分的累積受團聚體粒級組成比例的顯著影響，其中大團聚體對土壤養分的固持有非常重要作用（劉瑋等，2013）。張建兵等（2019）通過研究火龍果（免耕）、甘蔗種植（壟作+枝葉覆蓋還田）、玉米（翻耕）和退耕還林恢復模式4種耕作方式間土壤結構性質的差異發現，相比退耕還林恢復模式，另外3種耕作方式顯著降低了濕篩土壤大團聚體含量。張霞等（2019）研究發現，連年免耕、連年深松、免耕-深松相比連年翻耕可增加0—10 cm耕層土壤水穩性大團聚體含量、有機碳含量和水穩性團聚體平均重量直徑。田慎重等（2017）研究指出，旋耕-深松配合秸稈還田相比旋耕-深松無秸稈還田、旋耕秸稈還田和旋耕無秸稈還田能夠顯著提高表層土壤較大粒級團聚體的比例，分別增加了 6.1%、65.4%和87.8%。武均等（2014）通過15年不同耕作措施長期定位試驗研究得出，在0—5 cm和5—10 cm土層均以免耕+秸稈覆蓋處理的水穩性團聚體含量和平均重量直徑最高，且免耕+秸稈覆蓋處理的平均重量直徑顯著高于免耕和傳統耕作處理。李景等（2015）研究指出，免耕覆蓋和深松覆蓋相比翻耕處理＞2000 μm團聚體含量分別顯著增加40.71%和106.75%，53—250 μm 團聚體含量分別顯著降低19.72%和22.53%，團聚體平均質量直徑分別顯著增加20.55%和39.68%。分析認為，免耕或免耕+秸稈覆蓋對土壤擾動較小的耕作方式相對有利于改善土壤團聚體，其原因可能是由于傳統的耕作方式不但會直接破壞土壤中大團聚體的結構，而且不利于大團聚體的形成和穩定。

1.2 對土壤容重的影響

土壤容重是衡量土壤質量的重要物理指標之一，其數值的高低直接影響著土壤的通透性、蓄水保肥能力及微生物的數量和活性。張緒成等（2018）研究發現，立式深旋松耕相比深松耕和傳統旋耕0—40 cm土層的土壤容重顯著降低了 10.8%—25.3%和11.2%—24.8%。王萬寧等（2017）研究發現，冬小麥播前深松耕作相比傳統耕作土壤粒徑組成變化不明顯，而0—40 cm土層土壤容重降低0.63%—3.85%，20—30 cm和30—40 cm土層土壤緊實度顯著降低37.76%和22.26%。Lampurlanés et al.（2003）通過研究旋耕、翻耕、常規耕作、深翻和超深翻不同耕作方式間土壤容重的差異發現，翻耕和超深翻會降低耕層土壤容重和緊實度。張富林等（2018）通過研究湖北省農機深松作業對土壤物理性質的影響發現，深松處理相比常規耕作20—30 cm土層土壤容重降低2.1%—7.4%。Osunbitan et al.（2005）通過長期定位試驗研究指出，不同耕作方式對土壤容重的影響效果表現為深松＞翻耕＞常規旋耕＞免耕。王倩等（2018）研究發現，免耕與深松輪耕、翻耕與免耕輪耕、深松與翻耕輪耕處理相比傳統連續翻耕土壤容重分別降低了6.6%、6.6%和5.9%。李小飛等（2018）通過研究不同耕作深度對茶園土壤容重的影響發現，與免耕相比，不同耕深皆會導致土壤容重不同程度降低，其中耕深30 cm處理可以使0—30 cm土層的土壤容重顯著降低?？傮w來看，深松和深耕相比免耕和常規旋耕可降低土壤容重，其原因可能是由于深松耕機械式作業可打破土壤犁底層，進而有效降低土壤容重。

1.3 對土壤孔隙度的影響

土壤孔隙結構與土壤通氣和持水性能緊密相關，是土壤水分、養分、空氣和微生物等的貯存庫、傳輸通道和活動空間，能反映土壤涵養水源、吸持水分及保障氣體暢通能力。杜滿聰等（2018）研究證實，免耕相比翻耕可顯著提高耕作表下層土壤非毛管孔隙度和耕作底層土壤總孔隙度，翻耕和壓實+翻耕處理易造成耕作底層土壤孔隙結構變差，深耕及翻耕+深松對耕作表下層及底層土壤總孔隙度、土壤抗穿透強度和非毛管孔隙改善效果顯著。楊永輝等（2018）研究發現，長期免耕較常規耕作不僅可以提高土壤＞1000 μm、80—1000 μm、＞80 μm 孔隙數，而且其孔隙度也明顯得到提高，同時亦可改善土壤孔隙形態，孔隙成圓率得到提高。甘磊等（2017）通過研究 3年免耕和常規耕作土壤孔隙度的差異發現，耕作區的孔隙面密度大于免耕作區，免耕區的孔隙度均值和孔隙數均值分別為 1.2%和1519個，顯著高于耕作區的孔隙度均值1.1%和孔隙數均值1194個。Blazewiczwozniak et al.（2013）通過大田試驗研究亦發現，旋耕和深松與免耕相比可降低土壤密度和硬度，增加土壤孔隙度。張凌云等（2018）研究指出，手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕相比不中耕能顯著提高土壤孔隙度，但隨著耕作完成后時間的推移，土壤孔隙度會呈現不同程度的緩慢下降。趙冀等（2017）通過研究4種不同耕作模式免耕/深松/深松、深松/免耕/免耕、連年免耕及連年翻耕對土壤孔隙度的影響發現，免耕/深松/深松輪耕相比連年翻耕和連年免耕顯著降低了旱地 0—20 cm 土層的土壤孔隙度，降幅為 2.5%—3.1%，較深松/免耕/免耕輪耕處理20—40 cm土層土壤孔隙度顯著提高2.8%。耕作方式對土壤孔隙度的影響存在不一致性，可能是由于一方面減少耕作可增強土壤穩定性和增加土壤動物達到提高土壤孔隙度的目的，另一方面長期免耕或少免耕又會導致土壤板結降低孔隙度，而適時翻耕、深耕和深松又能改善耕作底層土壤緊實狀況，增加土壤通透性和孔隙度?？梢?，不同耕作方式尤其是不同耕作方式組合對土壤孔隙變化影響的研究還有待進一步加強和明確，建議結合長期定位試驗開展相關研究。

1.4 對土壤緊實度的影響

土壤緊實度可影響作物根系的穿孔和生長，是重要土壤物理特性指標之一。蒲境等（2019）通過研究耕作深度對紅壤坡耕地土壤特性的影響發現，不同耕作深度對土壤緊實度的影響表現為常規耕作＞免耕＞翻耕20 cm＞翻耕10 cm＞翻耕30 cm，相比常規耕作翻耕30 cm使土壤緊實度降低了27.07%。關劼兮等（2019）通過研究深耕、深松、窄深松和旋耕對土壤緊實度的影響指出，深耕、深松、窄深松和旋耕均能降低0—20 cm耕層土壤緊實度，與土壤耕作前相比，土壤深耕和旋耕處理土壤緊實度南皮試驗區分別降低71.6%和68.2%，而常用的旋耕處理在欒城試區土壤緊實度沒有降低。張冬梅等（2018）通過研究旱地玉米保護性耕作的土壤環境效應指出，不同耕作處理間土壤緊實度差異主要在耕層15 cm以內，土壤緊實度條耕平均為常規旋耕的2.6倍，免耕第一年土壤緊實度最高，是常規耕作的4.6倍。趙亞麗等（2018）通過研究秋季旋耕+夏季免耕（對照）、秋季深耕+夏季免耕、秋季深松+夏季免耕、秋季深耕+夏季側位深松、秋季深耕+夏季下位深松5種耕作處理對土壤緊實度的影響證實，與秋季旋耕+夏季免耕相比，秋季深松（耕）土壤緊實度降低20.9%；與單一秋季深松（耕）相比，秋季深耕+夏季深松土壤緊實度降低5.6%；與秋季旋耕+夏季免耕相比，秋季深耕+夏季側位深松土壤緊實度降低28.4%。雖有關耕作方式對土壤緊實度的影響前人進行了很多研究，但由于土壤容重、土層深度、含水量與土壤緊實度存在緊密關系，且隨土層深度的增加土壤容重和含水量變化對土壤緊實度的影響逐漸減弱，因此在分析耕作方式對土壤緊實度影響時要把土壤容重、深度和含水量等外界因素考慮在內。

2 耕作方式對土壤養分的影響

土壤養分是土壤生態系統十分重要的組成部分和土壤基礎肥力的重要物質基礎，是土壤理化性狀和生物學特性的綜合反映，直接影響到土壤或土地生產力的高低，也是各種作物生長所需營養元素的基本來源，并受不同耕作方式和土壤利用方式的顯著影響。

2.1 對土壤氮的影響

土壤氮含量的高低和供氮能力在一定程度上決定了農作物的生長發育狀態和耕地的生產潛力（Cameron et al.，2013）。黃明等（2018）通過比較傳統翻耕、翻耕覆蓋、旋耕覆蓋和旋耕4種模式對麥豆輪作栽培下土壤硝態氮殘留量的影響發現，與翻耕相比，旋耕可使小麥成熟期0—200 cm土層硝態氮殘留量顯著提高28.6%，同時亦指出在試驗開展7年后0—200 cm土層硝態氮殘留量翻耕覆蓋相比翻耕降低31.3%，旋耕覆蓋相比旋耕降低51.4%。Mazzoncini et al.（2016）通過28年長期定位試驗研究發現，免耕或免耕結合其它耕作方式相比連續翻耕有利于提高土壤氮儲量，其中30 cm土層深度土壤中的全氮含量免耕比連續耕作提高了22.0%。呂薇等（2015）通過7年定位耕作試驗研究指出，免耕-深松、深松-翻耕、翻耕-免耕-輪耕處理0—60 cm耕層土壤全氮含量相比連續翻耕分別提高17.3%、8.0%和6.4%，氮總量分別顯著提高0.21、0.13、0.09 kg·m-3，土壤全氮含量免耕-深松較連續免耕增加3.02%。張黛靜等（2018）研究發現，其他處理相同情況下，0—20 cm土層淺耕處理全氮含量高于深耕和免耕，而40—60 cm土層免耕處理全氮含量顯著高于深耕和淺耕。郭亞飛等（2018）通過長期定位試驗比較分析免耕、壟作和秋翻不同耕作方式下土壤全氮的垂直分布和年際間變化發現，免耕可顯著提高0—5 cm表層土壤全氮含量，降低5—10 cm亞表層土壤全氮含量，壟作和秋翻都能夠增加土壤表層和亞表層全氮含量，且秋翻增加全氮的效果低于壟作。謝迎新等（2016）通過研究周年耕作方式對土壤全氮的影響發現，深松-旋耕相比免耕-旋耕、免耕-深耕、深松-免耕、免耕-免耕不僅能提高玉米季0—20 cm土層全氮含量，還能打破犁底層，促進上下土層間的物質交換，進而提高20—40 cm土層土壤全氮含量。由于不同的耕作方式對土壤全氮和速效氮具有明顯影響，如何選擇合理的耕作方式提高和維持土壤中的全氮和速效氮含量對保持土壤的可持續利用，減少肥料的使用和降低氮環境污染具有重要意義。

2.2 對土壤磷的影響

磷是植物生長發育和高產所必需的大量元素之一，植物體需要的磷主要是從土壤磷庫中獲得的。高志強等（2018）通過 15年定位試驗比較分析傳統耕作、免耕秸稈覆蓋、免耕不覆蓋和傳統耕作秸稈還田4種耕作模式對土壤有機磷組分特征的影響發現，活性有機磷加權平均值在0—40 cm土層表現為免耕秸稈覆蓋＞傳統耕作秸稈還田＞傳統耕作＞免耕不覆蓋，且不同處理間差異顯著。張文超等（2017）通過研究6種耕作方式對土壤磷的影響發現，0—10 cm土層土壤速效磷含量免耕處理較對照壟作增加14.50%，旋耕平作+深松、旋耕壟作+深松處理較對照壟作速效磷含量分別提高15.48%和13.26%。鄭麗娜等（2011）研究發現，保護性耕作實施10年后，無論有無秸稈覆蓋免耕處理0—5 cm土層的速效磷和全磷含量均高于傳統耕作、傳統耕作+秸稈覆蓋處理，表現出土壤磷表層富集化現象。Wang et al.（2011）通過研究指出，同一土層不同處理各形態有機磷含量表現為免耕秸稈覆蓋＞免耕不覆蓋＞傳統耕作結合秸稈還田＞傳統耕作不覆蓋，同一土層不同處理總有機磷含量均以免耕秸稈覆蓋最高，傳統耕作各土層總有機磷含量均最低。Wei et al.（2014）研究亦表明，不同土層土壤中速效磷和有機磷的含量受不同耕作方式的明顯影響。耕作方式對土壤磷的影響主要可能是通過影響土壤物理結構和氧化還原電位，進而影響磷組分組成和磷在土壤中的遷移轉化，免耕秸稈覆蓋相比其他耕作方式有利于土壤全磷和速效磷的積累和存儲。

2.3 對土壤鉀的影響

龍潛等（2019）通過研究小麥-玉米6種耕作方式組合對土壤鉀的影響發現，在小麥季 0—10 cm土層旋耕+行間深松處理土壤速效鉀含量顯著高于深耕+免耕播種、深耕+行間深松和深耕+行內深松，為 128.9 mg·kg-1，10—30 cm 土層深耕+免耕播種和深耕+行內深松處理土壤速效鉀含量顯著高于旋耕+行內深松，在0—40 cm土層速效鉀含量以旋耕+行間深松處理最高。張冬梅等（2019）研究發現，連續3年耕作覆蓋處理后，秋深耕+秸稈還田土壤養分明顯得到提高，其中0—20 cm土壤全鉀含量較春旋耕+無秸稈還田處理顯著增加，增幅為6.1%。孟婷婷等（2019）通過研究耕作方式對黃土高原速效鉀的影響指出，不同耕作方式下0—10 cm土層速效鉀含量表現為免耕耕作＞旋耕耕作＞翻耕耕作，土壤速效鉀含量在翻耕耕作和旋耕耕作處理間差異不明顯，而翻耕和旋耕方式下土壤速效鉀含量分別比免耕顯著降低了 6.16%和 4.97%。謝迎新等（2016）通過多年定位夏玉米-冬小麥5種周年耕作方式免耕-旋耕（對照）、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕對砂姜黑土養分的影響發現，夏玉米生育后期和整個冬小麥季0—10 cm土層均以免耕-深耕、深松-旋耕處理速效鉀含量最低，與對照免耕-旋耕處理間差異在夏玉米灌漿期和小麥越冬期、起身期達顯著水平，深松-免耕處理在整個周年內土壤速效鉀含量均高于對照 0.95%—10.68%，免耕-免耕處理主要增加小麥越冬期后土壤速效鉀含量。耕作方式對土壤鉀的影響與對土壤氮磷的影響較為相似，總體表現為長期的少免耕會致使表層土壤養分聚集，免耕與秸稈覆蓋或其他耕作方式合理搭配則能有效提高土壤鉀含量。

2.4 對土壤有機質的影響

有機質含量與土壤的結構性、吸附性、通透性、滲透性等緊密相關，是反映耕地土壤基礎肥力的重要指標，對于改善土壤結構和質量具有十分重要意義。宋霄君等（2018）通過研究指出，免耕和深松相比傳統耕作能顯著提高根際和非根際 0—20 cm土壤的有機質含量，降低非根際20—40 cm土壤的有機質含量。張英英等（2019）通過研究免耕、少耕、秋翻和深松4種耕作模式對土壤有機質的影響發現，免耕相比少耕、秋翻、深松有利于提高耕層土壤有機質含量。Jacobs et al.（2010）研究指出，不合理的耕作會加劇土壤有機質的淋失，但淋失組分中穩定性組分變化不明顯。汪可欣等（2016）通過研究淺松覆蓋、淺松覆蓋+壓實、免耕覆蓋、免耕覆蓋+壓實、翻耕秸稈不還田（CK）5種耕作模式對土壤有機質的影響發現，春播期和秋收期4種耕作模式相比對照翻耕秸稈不還田，耕層土壤有機質質量分數0—10 cm分別提高9.47%—25.10%和7.70%—29.25%，10—20 cm 分別提高 3.46%—19.21%和5.89%—25.10%，且相同覆蓋模式下同一土層壓實處理有機質質量分數明顯高于非壓實處理。衣明圣等（2018）通過研究亦證實免耕覆蓋耕作模式下土壤耕層有機質含量均高于傳統耕作和深松覆蓋處理?？傮w來看，耕作方式過于頻繁會導致土壤團聚體破碎，加速土壤有機質活性組分的礦化和氧化（Balesdent et al.，2000），針對土壤有機質貧乏的地區，建議在耕作方式上采用少免耕加秸稈覆蓋較為適宜。

3 耕作方式對土壤微生態的影響

土壤微生態環境與農田系統的能量流動、信息傳遞及物質循環密切相關，良好的土壤微生態環境是維持農田肥力和養分供應能力的基本前提，也是保障土壤質量健康的重要基礎。

3.1 對土壤微生物數量和微生物量碳氮的影響

土壤微生物數量和群落組成及活性變化是衡量土壤質量和肥力的一個重要指標，其中耕作方式是影響土壤微生物群落組成和變化的重要因素之一。劉琪等（2019）通過研究免耕、深翻和深松 3種夏閑期耕作方式對土壤微生物的影響發現，在播種前深松和深翻處理的細菌、放線菌和真菌數量顯著高于免耕，越冬期深松的氨化細菌數量顯著高于深翻，其中收獲期免耕的微生物數量最高，深松的微生物數量最低。梁偉等（2019）通過研究證實保護性耕作可以明顯增加耕層土壤微生物數量，免耕秸稈還田處理的細菌、真菌、放線菌數量相比傳統耕作方式分別增加 27.9%、9.2%、24.5%，微生物量碳、氮、磷較傳統耕作分別提高38.4%、35.1%、21.0%。Gonzálezchávez et al.（2010）通過研究亦證實，土壤主要微生物種類和數量受長期不同耕作措施的明顯影響，合理的耕作可以顯著增加土壤主要微生物類群數量。劉淑梅等（2018）研究指出，免耕與傳統旋耕相比能顯著增加0—20 cm土層真菌數量，土壤微生物生物量碳提高84.3%，而深耕和深松下微生物量碳與傳統旋耕差異均不顯著，微生物量氮分別顯著下降 33.0%和 37.9%。黃召存等（2018）研究指出，壟作+全量秸稈覆蓋、傳統耕作+全量秸稈覆蓋、壟作+半量秸稈覆蓋、傳統耕作+半量秸稈覆蓋相比傳統耕作皆能增加土壤細菌、真菌、放線菌的數量，其中壟作+全量秸稈覆蓋效果最為顯著。不同的耕作方式對土壤微生物數量和微生物量碳氮的影響存在明顯差異主要可能是由于耕作方式的不同直接導致了土壤含水量、養分含量、透氣性和土壤溫度的不同，進而對生活在土壤中的主要微生物類群數量和微生物量碳氮產生了不同的影響。

3.2 對土壤微生物多樣性的影響

耕作方式不同會導致土壤環境不同，進而引起土壤微生物群落結構組成和多樣性發生改變。張貴云等（2019）通過研究不同耕作模式免耕覆蓋、深松免耕覆蓋和傳統耕作對土壤原核微生物多樣性的影響發現，免耕覆蓋和深松免耕覆蓋相比傳統耕作顯著降低了綠彎菌門和疣微菌門的相對豐度，免耕覆蓋顯著增加了土壤原核微生物群落的多樣性，深松免耕覆蓋對原核微生物群落的多樣性和豐富度均未有顯著改變。陳金等（2017）通過多年研究指出耕作模式顯著影響土壤微生物多樣性，在 0—10 cm土層，土壤微生物多樣性表現為連續旋耕秸稈還田＞前2年旋耕秸稈還田第3年深耕秸稈還田＞連續深耕秸稈還田＞連續旋耕秸稈不還田，與連續旋耕秸稈不還田處理相比，連續旋耕秸稈還田、前2年旋耕秸稈還田第3年深耕秸稈還田、連續深耕秸稈還田處理的微生物多樣性分別增加了43.2%、22.2%和30.2%。樊曉剛等（2010）在研究報告中指出，受土壤類型、農作制度、殘茬量等外界因素的影響，不同耕作模式對土壤微生物多樣性影響存在一定差異，但是大多研究結果表明免耕、少耕相比其他耕作模式能增加微生物多樣性和生物量，有利于保持微生物多樣性系統的穩定性。土壤微生物多樣性與土壤功能緊密相關，對保持土壤系統的動態平衡具有重要作用，且易受土壤環境變化的影響，其中適宜的少免耕加秸稈覆蓋相比其他耕作方式有利于增加土壤微生物多樣性。

3.3 對土壤酶活性的影響

土壤酶活性是評價土壤生物化學過程強度及判斷土壤肥力的重要指標之一，而且還能反映土壤的理化性質，表征土壤生物活性的大?。═an et al.，2014）。王蕓等（2006）通過研究指出，合理的耕作方式能有效提高土壤酶活性，如深松耕秸稈還田能夠顯著提高華北平原耕層土壤蔗糖酶和脲酶的活性，免耕能提高耕層土壤蔗糖酶活性20.9%、脲酶活性11.6%和堿性磷酸酶活性12.4%。Pandey et al.（2014）研究指出，耕作方式對耕層土壤蛋白酶、脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶和葡萄糖苷酶活性的影響效應皆達到 1%顯著水平，而對過氧化氫酶活性影響不顯著。劉曉芳等（2018）研究認為，淺松、淺旋和深松相比傳統翻耕皆能有效增加土壤脲酶、過氧化氫酶、堿性磷酸酶活性。劉淑梅等（2018）通過對山東省砂姜黑土小麥-玉米輪作秸稈還田下不同耕作方式對土壤酶活性的影響研究發現，深耕和深松耕作模式的脲酶活性顯著高于傳統小麥季旋耕和免耕處理。林玥等（2019）通過研究免耕、秸稈覆蓋、地膜覆蓋、起壟覆膜和傳統耕作（CK）對土壤酶活性的影響指出，免耕、秸稈覆蓋和起壟覆膜相比傳統耕作顯著提高了土壤過氧化氫酶和蔗糖酶活性，其中過氧化氫酶活性分別增加了10.63%、8.62%、8.08%，蔗糖酶活性分別增加了113.35%、113.10%、74.75%。胡一（2017）研究發現，保護性耕作相比傳統耕作可以顯著增加土壤總體酶活性，播前以秸稈粉碎還田旋耕處理效果最好，增幅達29.2%，收獲期以秸稈覆蓋深松+旋耕處理效果最好，增幅達到27.3%。土壤中酶的種類較多，且同一耕作方式對土壤中不同種類的酶活性影響也不同，因此在有關耕作方式對不同土壤酶活性影響的內在機理研究上仍有許多領域需要我們去探索。

4 展望

作物的高產和農業的可持續發展離不開良好、健康和高質量的農田土壤，耕作方式長期以來一直影響著土壤質量的演化及農業的可持續利用，合理的耕作方式不僅可以改善土壤結構和特性，還可有效促進農田生態系統的良性循環，提高養分資源的利用率（Kladivko，2001）。隨著風蝕、水蝕、耕層變淺、養分流失、土壤理化特性惡化等生態環境的變化及綠色農業、生態農業和可持續農業等的相繼提出，探討如何通過適宜的耕作措施，改善土壤的耕層結構，減少土壤中養分和水分的流失，協調土壤中水、肥、氣、熱，構建適宜于作物高產和穩產并具有可持續利用特性的耕層土壤已變的尤為重要和迫切（Alvarez et al.，2009；Alletto et al.，2010），筆者分析認為在未來耕作方式對土壤影響的研究中以下方面應更加深入和強化。

4.1 研究的系統性

土壤容重、團聚體、孔隙度、緊實度等土壤結構特性與土壤養分氮磷鉀、有機質含量及土壤微生態中的微生物數量、微生物多樣性、土壤酶活性密切相關，在研究不同耕作方式對土壤影響的過程中，應當注重將土壤結構、土壤養分及土壤微生態三者結合起來研究，因為三者相互聯系、相互制約，如土壤結構一定程度上決定著土壤養分存在狀態和土壤微生物的呼吸、代謝等，土壤養分可為土壤微生物提供能源，而土壤酶活性又與土壤微生物數量及土壤肥力緊密相關。在研究耕作方式對土壤的影響時如只研究土壤結構、養分和微生態三者中的一方面其結果往往不具有代表性或存在一定的偏差，只有揭示不同耕作方式下土壤結構、養分和微生態三者的變化規律及三者間的內在關聯才能更準確而系統深入地解析哪種耕作方式更利于試驗區耕層土壤的改善及不同耕作方式間在改善土壤效果上差異的具體內在原因。

4.2 研究的區域性

中國地域遼闊，耕地類型較多，根據中國地理分區，可將耕地劃分為東北、華南、華中、華東、華北、西南和西北7個區域。由于一方面不同生態區降雨量、氣溫、耕地開發利用程度、耕地生態承載力及耕地自然屬性及質量不同，另一方面不同耕作方式對土壤的擾動及養分和結構的影響不同，因此在開展耕作方式研究時必須充分考慮到各生態區域的生態環境特點和區域耕地的自身屬性，只有充分考慮到試驗研究的區域性其研究結果才能對生產具有實際指導意義，才能通過合理耕作方式的選擇有效改善研究區域的耕地質量。

4.3 研究的長期性

基于一方面土壤有機質及部分肥力指標變化是一個長期過程，短期內難以看出耕作方式對其影響的效果，同時部分土壤養分及結構指標又易受外界環境干擾因素的影響，波動較大，另一方面在實際生產中往往多種耕作方式年際間交替使用（如有些地區耕地免耕一到兩年后開始旋翻耕或多年連續旋翻耕后開始采用另一種耕作方式），因此若要準確全面闡明幾種耕作方式年際間交替使用對土壤結構、養分和微生態的影響同時又盡可能避免外界環境因素的干擾，長期的定點監測分析研究是必不可少的。

4.4 研究的復雜性

由于中國耕地類型、耕地質量和種植制度復雜，在耕地使用上存在著多種類型，單一的耕作方式如長期免耕、旋耕、翻耕、深松并不能滿足生產實際的需要，如人口密度大、耕地少的地區往往耕地利用變化比較頻繁，難以實行免耕，而相對人口少、耕地多的地區，長期的免耕不僅是對耕地資源的浪費也并不利于土壤質量的改善。因此，只有將多種耕作方式在年內和年際間合理地結合起來才能更符合各區域的種植制度需求，只有充分闡明不同耕作方式年內和年際間組合對土壤結構、養分和生態環境的影響才能在有效保證耕地質量和可持續利用的基礎上充分挖掘耕地生產力。

5 結論

（1）單一的耕作方式并不能完全適合中國耕地類型、生態區域和種植制度多樣化的現實問題，基于長期定位試驗研究明確不同耕作方式組合對不同生態區土壤結構、養分和微生態環境的影響具有重要現實意義，只有根據各生態區土壤和種植制度特點選擇合理的年內及年際間耕作方式組合才能有效改善和提高耕地質量和生產潛力。

（2）當前除積極探索適合各區域的耕作方式外，還應對各種耕作方式進行深入的評估和分析，農業工作者應瞄準未來，積極探索新型、高效、綠色和便捷的農業耕作方式，集水、大氣、溫度、養分、土壤生物等生態因素于一體的綠色可持續耕作方式將是未來農業生產和著重發展的內容。