第二部 保护性耕作 · CA22
国际试验数据与适用边界
22.1 如何读下面的证据
本章整理16组原始试验或官方试验摘要,保留正效应、无显著差异和不利结果。它不是系统综述或荟萃分析;不同国家的产量不直接排位。A表示核对了全文方法和数据表,B表示主要依据作者或机构公开摘要,C表示官方技术资料或机具试验简介。分级表示本手册的核对深度,不是论文质量评分。
单位统一:1公顷=15亩;1 quintal(q)=100千克;1泰国rai=0.16公顷。产量为甘蔗鲜茎吨/公顷,除非另作注明。Mg与公吨数值相同。“显著”须有原文统计依据;原文未给出误差或重复数时写明缺失,不补造误差棒。相对变化=(处理-对照)÷对照×100%;它不是统计检验。
22.2 T01 澳大利亚:减少整地的燃油与时间
证据C,SRA《Zonal tillage》所列SYDJV作业比较。常规:休闲后旋耕2遍、偏置圆盘耙4遍;分区:浅旋1遍、齿式机具2遍。两个体系的作业组成不同,不能把结果解释为仅由某一刀具造成。[I01]
| 指标 | 常规整地 | 分区整地 |
|---|---|---|
| 燃油,升/公顷 | 140—180 | 25—45 |
| 拖拉机时间,小时/公顷 | 20—35 | 5—10 |
资料称新植与宿根蔗产量可维持相当,但未在这张简报中给出重复数和逐年误差。上述为来源范围,不应取两个区间的任意端点拼成一个保证节油率。当地还需计入机具折旧、等待和修理。
22.3 T02 澳大利亚:行制改变与宿根风险
证据A,Garside等2009年,昆士兰五地点、2002—2006年前后试验;多数地点2重复,Tully为4重复,前茬为大豆休闲。以下摘录共同处理:双圆盘开沟种植于畦上,1.5米单行对1.8米双行;不与其他整地方式混比。[I02]
| 地点 | 新植:单行/双行,吨/公顷 | 第一宿根:单行/双行,吨/公顷 |
|---|---|---|
| Gordonvale | 103/102 | 107/106 |
| Ingham | 74/81 | 本表无值 |
| Mackay | 109/108 | 120/107 |
| Bingera | 103/120 | 134/120 |
共同地点分析:新植行制效应不显著;第一宿根原表均值123与113吨/公顷,P=0.05。部分双行处理遭倒伏及收获损伤。不能用新植一季“产量相同”证明多年宿根同样稳定;表中均值依原文统计报告保留,不用四舍五入后的地点值重算替换。
22.4 T03 巴西:少耕与移走蔗叶的五年交互
证据A,2013年建植、连续5次收获;砂壤土与黏土两地点,常规耕作CT/少耕RT×移走0%、50%、100%残体,4重复。RT只开约0.30米种植沟,CT另有深松和耙地;两者均有覆盖作物前茬。[I03]
黏土地点五年平均:RT比CT高约7吨/公顷;不移叶比移走50%和100%分别高约11和18吨/公顷,报告为显著差异。砂壤土地平均产量差异不显著。这些是不同因素的边际比较,不能相加为“总增产25吨”。
![图22-A 巴西黏土地点0—40厘米土层年均土壤碳库变化,按原文数据重绘。[I03] 这是土壤碳变化,不是全生命周期温室气体净减排;误差未在此图补造。](../assets/images/CA_int_brazil_carbon.webp)
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留叶量还应兼顾收获时实际产出的干残体量。该试验的百分比处理不能转换成全球统一的“至少留几吨”规则。
22.5 T04 巴西:固定通道与根区结构
证据A,2007年开始,2010年取样;3种交通处理、每处理4重复。WCT为未控制交通;CT1将拖拉机和转运车轮距调至3.0米、人工导向;CT2在此基础上使用RTK。比较种植行、距行0.30米及行间中心0.75米,取0—30厘米分层样。[I04]
受控交通的种植行最小限制水分范围较宽;15—27厘米层较多大于500微米的复杂孔隙,根干重也较好。论文关于根重“44%”在摘要、正文和结论中措辞不一致,本手册不采用这个单一百分比。结果支持保护根区和匹配轮距,不支持“装导航必然增产某百分比”。
22.6 T05 印度:宿根蔗叶覆盖与灌溉
证据B,Sriganganagar,1998—1999及1999—2000年,品种Co6617;覆盖量0、3、6吨/公顷。公开摘要未列重复数及标准误。产量由原文q/公顷换算为吨/公顷。[I05]
| 覆盖量,吨/公顷 | 甘蔗产量,吨/公顷 | 相对不覆盖的数值变化 |
|---|---|---|
| 0 | 41.08 | 对照 |
| 3 | 49.38 | +20.2% |
| 6 | 56.65 | +37.9% |
原文报告6吨覆盖产量显著较高;IW/CPE 0.9与1.2的灌溉处理平均产量为49.86与49.98吨/公顷,差异不显著。0.9配6吨覆盖的组合产量57.40吨/公顷,摘要报告节约灌溉水23%。该比例属于试验比较,不能应用于所有灌区。
22.7 T06 印度:把行制效应与覆盖效应拆开
证据A,Pusa,2016—2019年,砂壤土、初始pH 8.2;4种种植处理×3种灌溉制度,条区设计、3重复,覆盖量6吨/公顷。[I06]
| 种植与覆盖处理 | 产量,吨/公顷 | 原文显著性分组 |
|---|---|---|
| 75厘米等行,不覆盖 | 81.7 | b |
| 75厘米等行,覆盖 | 86.4 | b |
| 30∶120厘米配对行,不覆盖 | 99.1 | a |
| 30∶120厘米配对行,覆盖 | 103.5 | a |
同一行制内覆盖增幅为5.8%和4.4%,各自同字母,未达显著;把配对行加覆盖与等行不覆盖比较得到26.7%,是组合效应。配对行覆盖相对配对行不覆盖,微生物量碳均值比值高12.2%,但原表微生物量单位带有“day-1”,存在疑义,本手册只保留比值;脱氢酶活性255.4对216.5微克TPF/克/24小时。土壤有机碳5.2对4.9克/千克同属a组,无显著差异。
![图22-B 印度Pusa试验产量均值与原文分组重绘。[I06] 字母不同表示该表规定检验下的差异;没有把组合处理的26.7%全归给覆盖。](../assets/images/CA_int_india_factor.webp)
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22.8 T07 泰国:免耕并非一定增产
证据B,泰国农业部与JIRCAS孔敬试验,2001—2002年,Satuk土、U-thong1;耕作×施肥裂区试验、3重复。原产量为吨/rai,本表乘6.25换算。[I07]
| 耕作处理 | 原产量,吨/rai | 换算,吨/公顷 |
|---|---|---|
| 免耕 | 9.07 | 56.69 |
| 最小耕作 | 10.46 | 65.38 |
| 常规耕作 | 11.30 | 70.63 |
免耕与最小耕作差异不显著;相对常规耕作的数值变化约-19.7%与-7.4%。摘要报告若干土壤水分和孔隙指标改善,但没有提供足以在本手册重新检验全部产量比较的误差数据。土壤某指标变好不等于当季产量必然增加。
22.9 T08 毛里求斯:产量、节灌和排水分别报告
证据B,3个灌溉地点:Savannah、Médine、Saint Antoine;中心支轴灌溉,20、40、60厘米监测含水量。原作者摘要未完整列出重复数和各季年表。[I08]
Savannah和Médine覆盖相对无覆盖年均增产7.2和6.6吨/公顷;3地点估算的季节水量等效值分别为62、54、72毫米,灌溉节水潜力10%—15%。湿季4个月的一个比较中,排水量为无覆盖43毫米、覆盖240毫米。需同时报告有效降雨和排水,不能把所有保住的水都算作少灌的水。
22.10 T09 美国:无显著产量差异也有意义
证据B,路易斯安那,2012—2016年,3地点,焚烧、残体覆盖和行顶移叶三种处理。公开摘要的总体平均蔗产量66.7吨/公顷、糖产量7.97吨/公顷;处理效应P分别为0.78和0.99,无显著差异。[I09]
66.7是总体均值,不能据此画出三个处理都等于66.7的柱状图。径流系数为0.1—0.4,排序覆盖<焚烧<移叶;2014年焚烧与移叶的硝态氮流失分别为0.54、1.04千克/公顷,溶解磷为0.02、0.29千克/公顷,原文报告有差异。覆盖和清行应兼顾径流,而非只看出苗。
22.11 T10 南非:长期团聚体和孔隙证据
证据B,Deeb等2021年对始于1939年的BT1试验研究:24小区,残体3水平×施肥2水平、4重复,0—10厘米土层,用土壤收缩曲线评价结构。作者摘要报告残体因素解释土壤结构变异19%,肥料因素12%;覆盖下土体更具孔隙和结构稳定性。[I10]
19%和12%是模型解释的变异比例,不是孔隙率提高19%、肥料增产12%。本手册未取得完整逐处理原始均值,不绘制虚构的孔隙柱图。长期试验的主要价值是显示结构改变需要跨季观察。
22.12 T11 中国广西:覆盖与土壤微生物群落
证据A,广西扶绥,2019年9月至2020年8月,在有透明顶棚、通风和水分控制的设施条件下开展;18小区,5×6米、3重复,ROC22与中蔗9,秸秆12吨干物质/公顷、切长3—5厘米。不能称为完全开放露地试验。[I13]
| 同品种自身秸秆比较 | 土壤有机碳,克/千克 | 细菌Shannon | 真菌Shannon |
|---|---|---|---|
| ROC22,不覆盖 R | 14.53±0.22 c | 6.42±0.01 e | 3.97±0.06 e |
| ROC22,自身覆盖 RR | 15.64±0.21 b | 6.50±0.02 d | 4.22±0.03 d |
| 中蔗9,不覆盖 Z | 13.16±0.52 d | 6.54±0.01 c | 4.40±0.03 c |
| 中蔗9,自身覆盖 ZZ | 15.59±0.38 b | 6.74±0.03 a | 4.60±0.06 b |
数值与字母按原表保留;“±”为原文报告的离散量,不在本图重新推断置信区间。字母为原论文全部6处理的分组,这里仅摘4处理。该研究还比较交换不同品种秸秆,图23-F保留完整处理说明。群落多样性不能直接换算成氮肥节省量。
22.13 T12 中国广西:CT看见的是真实孔隙结构
证据A,广西农科院里建基地、桂柳05-136、砂壤土;2017年启动、约3年后采样;每处理3个50平方米小区、3根原状土柱。比较免耕NT与每3年一次、深约30厘米的粉垄T,0—40厘米分层分析。文章同时记载免耕历史5年,不能把两种时间口径混成相同处理持续期。[I14]
表1容重均值:NT在0—10厘米为1.568克/立方厘米,T为1.545;20—30厘米分别1.514、1.495,原表同层容重差异不显著。CT显示T中较连续、纵向延伸的生物孔道。相近容重并不意味着孔隙网络相同。图23-B、23-C为原文实测重建图;该研究不是证明所有蔗田应粉垄的产量试验。
22.14 T13 巴西:残体移除与微生物绝对丰度
证据B,Morais等2019年,巴西东南部Oxisol和Ultisol、连续2年,残体不移除、中等移除、全部移除;0—5与5—10厘米土层,用qPCR测细菌、古菌和真菌基因拷贝。[I15]
第二年0—5厘米层,全移除使报告的微生物丰度指标下降23%—54%;中等移除未出现同样明确下降。该区间跨指标或土壤,不能分配为“细菌恰好下降23%、真菌恰好下降54%”。qPCR反映目标基因拷贝,仍不等于所有活细胞的直接计数。
22.15 T14 巴西:菌根侵染率与孢子群落不同步
证据A,Azevedo等2014年,巴西Novo Horizonte;3品种、焚烧与不焚烧收获,首次收获后84天、0—10厘米土和根样。原表每品种每管理n=3,处理通过条带实施,样品重复不能代替更多独立管理条带。[I26]
| 品种 | 不焚烧:根系菌根侵染率,% | 焚烧:根系菌根侵染率,% |
|---|---|---|
| SP813250 | 51.87±3.04 | 36.23±2.87 |
| SP801842 | 45.20±9.46 | 30.10±2.29 |
| RB72454 | 49.33±4.29 | 31.24±9.58 |
原表为均值±标准差;同品种管理差异显著,P分别0.0053、0.0058、0.0018。但孢子数量、种类多样性等未显著改变。实际根内共生与土中孢子库是不同指标;不能只看一种指标就说“微生物全部增加”。
![图22-C 首次收获后84天甘蔗根系菌根侵染率,按原表重绘,误差线为标准差。[I26] 生物学指标的提高不自动等于当季增产。](../assets/images/CA_int_amf.webp)
继承图片,性质见原图注;来源:保护性耕作原文及国际图源I01-I28;本版保留归属 · 点击查看原尺寸
22.16 T15 印度尼西亚:土壤动物响应随时间变化
证据B,Lampung试验,2010年7月种植、8月施蔗渣;耕作/免耕×有无蔗渣,20个25×25米小区。施覆盖后1、4、10个月进行24小时陷阱捕获,弹尾目与膜翅目合计超过捕获量90%。少耕相关差异在早期出现,到10个月并未保持。[I11]
陷阱捕获反映地表动物的活动与相对丰度,不能当作每立方米土壤的绝对密度;这些动物也不是细菌或真菌。该研究提供食物网响应证据,未提供可直接套用的增产率。
22.17 T16 日本—泰国:比较完整作业体系
证据C,JIRCAS公开的局部深耕施肥植付机研究。以常规整地种植体系为100%,改进的已整地体系燃油约80%、时间75%;免前耕联合体系两者约30%。单独植付环节油耗却约为常规植付的2倍。节约来自减少前序整地,不是每个环节都更省油。[I16]
原资料同时指出生长与产量影响需要继续评价,所以本手册不由省油推算增产。推广前至少完成出苗、收获、第一宿根和总成本跟踪。
22.18 试验结果应怎样综合
以上研究支持“按限制因素组合技术”,不支持统一的全球增产系数。旱地覆盖保水收益可能明显,冷湿地厚覆盖可能不利;控制碾压可改善根区,已经致密的土体却不一定靠停止耕作立即恢复。短期微生物和水分响应、长期碳库与宿根寿命,必须分别记录。
本手册没有对异质试验求简单平均增产率,没有把厂家节本率当作随机田间试验,也没有把国外试验条件转换成未验证的中国亩产承诺。下一章解释这些结果背后的结构与生物学过程。