长期浅层土壤旋耕导致中国北方棉区棉花减产，减产的主要原因是旋耕仅对棉田浅层土壤进行了松动，在20～50 cm土层形成了一个厚实的犁底层，造成土壤蓄水能力下降。

  2019年12月31日，河北省农林科学院棉花研究所的林永增研究团队和中国农业科学院棉花研究所的董合林研究团队在Journal of Cotton Research在线发表了题为“Soil replacement combined with subsoiling improves cotton yields”（土壤置换和深松提高棉花产量）的研究论文，探索了一种可行的耕作方式，可以有效缓解棉花减产的限制因素。

  研究人员于2014-2015年进行了2年的田间试验，试验设置4个处理：1）0～15 cm土层土壤与15～30 cm土层土壤置换(T1)；2）0～20 cm土层土壤与20～40 cm土层土壤置换，深松40～55 cm土层土壤(T2)；3）0～20 cm土层土壤与20～40 cm土层土壤置换，深松40～70 cm土层土壤(T3)；4）以传统的旋耕表层15 cm土壤作为对照(CK)。

  结果表明，2014年和2015年T2处理20～40 cm土层的土壤容重比CK分别下降0.13 g•cm⁻³和0.15 g•cm⁻³。T2和T3处理20～40 cm土层土壤全氮含量、土壤有效磷含量和土壤有效钾含量显著高于CK和T1处理。2014年和2015年在棉花蕾期天气较为干旱条件下，T2处理0～40 cm土层土壤蓄水量分别比CK高15.3 mm和13.4 mm。与CK相比，T2处理2014年和2015年分别增产6.1和10.2个百分点，这是由于T2处理20～60 cm土层棉花根系生长环境得到了改良，棉花单株成铃数和铃重有所增加。

  该研究表明，土壤置换加深松处理是一种较好的替代表层旋耕的方法，可以突破限制我国北方棉花产量提升的瓶颈。0～20 cm土层土壤与20～40 cm土层土壤置换加上深松40～55 cm土层土壤将是最有效的方法。

  中国农业科学院棉花研究所的李鹏程和河北省农林科学院棉花研究所的王树林为论文并列第一作者，河北省农林科学院棉花研究所的林永增和中国农业科学院棉花研究所的董合林为通信作者。该研究得到了国家重点研发计划(2017YFD0200107)、国家现代农业产业技术体系建设专项基金(CARS-18-17)、国家自然科学基金 (31701380)和河北省自然科学基金（2015301051）的资助。

Title: Soil replacement combined with subsoiling improves cotton yields

Authors: LI Pengcheng, WANG Shulin, QI Hong, WANG Yan, ZHANG Qian, FENG Guoyi, ZHENG Cangsong, YU Xueke, LIN Yongzeng & DONG Helin

Journal of Cotton Research. 2019, 2: 25

https://doi.org/10.1186/s42397-019-0038-x