一、前言
稻麥輪作在亞洲約有1千8百萬公頃，廣泛分布於印度、巴基斯坦、孟加拉、尼泊爾，是南亞重要的糧食生產栽培系統。常見的耕作方式包括整地、低整地及不整地等，不同耕作方式可能改變小麥田的土壤結構，包括土壤總體密度及水份滲透率，進而影響小麥根系發展與伸長，以及攝取土壤養分的多寡，最終則表現於產量的高低。選擇適當的耕作方式除了考量農田生產環境因素外，種植前投入資源的多寡，與後期收益間的平衡是分析該項耕作栽培是否適於特定區域的重要評估。近年因主要小麥生產國計畫性限縮小麥出口，影響包括台灣在內的進口國之糧食安全疑慮，為減緩危機，加上農政單位積極推廣種植小麥，並有政策性補助農民，殊有必要瞭解適於台灣種植小麥之耕作方式。因此本文以南亞地區恆河流域的稻麥輪作體系常見之整地、低整地及不整地等3種耕作方式，探討對產量及經濟收益之影養，藉以提供台灣農企業發展稻麥輪作栽培系統的參考。

二、不同耕作方式對小麥產量之影響
整地(conventional tillage)、低整地(reduced tillage)及不整地(no/zero/without tillage)是種植小麥常用的耕作方式。整地是指以多種農機具經多次耕犁，使田區保留小於15%之作物殘體；低整地則是相對於整地使用較少農機具或較少次耕犁，讓田區尚留有15%-30%的作物殘體；相較於前兩者，不整地則不操作任何農機，維持30%以上的作物殘體覆蓋於田區。除了不整地外，慣行的整地及低整地採用的耕犁農機隨地區發展而略有差異，巴基斯坦在稻麥輪作系統的整地耕犁慣用圓盤犁(disk plough)及旋轉犁(rototiller)，印度則常採用耙犁(harrow)及板犁(planking)等。在印度地區水稻收穫後殘株遍佈田區，農民必須經過整地耕 犁才能準備小麥播種的植床，但往往需要等待土壤由濕轉乾，所以常會錯過小麥最佳種植時期(11月15-20日)，因為延遲播種1天將減產1%的產量，相當於每公頃減少26.8 kg。因此印度地區已嘗試改變小麥播種前的耕作方式來降低晚播的原因，縮減直接或間接對產量的干擾。

(一)不同耕作方式對小麥產量的差異
以整地及不整地，搭配2種氮肥施用方式(120及150 kg ha-1)的試驗中，發現耕作方式及氮肥管理之組合會隨著播種時間及栽培季節的改變影響小麥產量，整體而言，不整地耕作的小麥產量都低於慣行整地，不整地耕作搭配高氮肥使用所得到的產量相當於整地搭配低氮肥，但是這樣的差異若遇上延後播種將可能讓產量降低，最多減少13%。由於延後播種可能讓小麥在成熟階段遭遇高溫，不利穀粒充實而減產，提早播種則有助產量增加。儘管延後播種雖不利產量，但是以整地耕作配合高氮肥的補充能顯著降低減產的威脅。耕作方式可能改善產量外，耕作與氮肥之複合效應也影響小麥產量的變化。利用整地、低整地及不整地搭配兩種氮肥以瞭解對產量的差異，發現不論氮肥用量多寡，低整地的穀粒產量顯著高於整地及不整地，雖然年度間的試驗呈現不顯著，但整體產量仍以低整地較高。此外，耕作方式與氮肥用量間呈現顯著的交感作用，顯示低整地配合150 kg ha-1的高氮肥可促進產量提升。
針對耕作方式對小麥產量的討論多數集中於播種前的處理，有研究者認為水稻插秧前的耕作也可能影響小麥產量。在水稻插秧前以水田及旱田整地，各利用迴轉犁與耙犁作為機具，合計4種水稻耕作方式，及水稻收獲後小麥播種前以不整地、低整地、壟作與整地等4種小麥植床耕作處理，總計8種處理，藉以釐清對小麥產量造成的影響。試驗顯示產量最高的組合為水稻採用旱田耙犁加上小麥以低整地耕作的處理，可獲得6.47 t/ha，次高產量為水稻以水田迴轉犁加上小麥以整地耕作之組合，產量最低為水稻任一處理配合小麥的壟作栽培，由此可知，低整地及整地仍是有助小麥產量的耕作方式。小麥對於不同耕作方式的表現差異反應在產量上，姑且不論各種耕作處理使用何種農機具，單純以耕作對產量的影響來說，不整地雖然可減少準備小麥植床的時間而不至於晚播，但產量卻不盡理想。為了解決整地可能造成晚播的原因，較整地減少耕犁次數的低整地耕作可能是較為可行的替代方式，除了減少因多次耕犁而影響小麥播種外，也有助提升穀粒產量。

(二)不同耕作方式使小麥產量變動之因素
不同耕作方式可能改變小麥生長的微環境，包括土壤構造、土壤資源利用效率及植體發育的差異等，最終影響小麥產量的變動。耕作首先影響的是土壤理化性質，由總體密度(bulk density)可以瞭解土壤的通氣性及土壤水的流動與固持，總體密度高代表土壤密實及保水，總體密度低則表示土壤疏鬆而易排水，各種耕作處理會使土壤總體密度及滲透率(infiltration rate)發生不等程度的變化。不整地耕作平均總體密度為1.68 Mg m-3，高於整地及低整地之1.66及1.6 Mg m-3，由於慣行整地經由多種耕犁機具的操作以翻動土壤，使表土疏鬆利於種植，因此總體密度較低，相對地也具有較高的水分滲透率，而不整地的土壤未經翻轉較為夯實，使總體密度較高，水分較不易由表層往土壤深處滲透，低整地則介於兩者中間。整地及低整地使土壤結構較為鬆散而具高的水分滲透性，有助於小麥根系發展及截取水分，促進小麥生長發育，可能是產量造成差異的原因之一。因此進一步分析小麥根系在不同耕作土壤中的分布，發現小麥根系在整地及不整地土壤中的密度具有顯著差異，約有25-50%的根系集中於0-0.6 m的土壤層，其中整地耕作的根系密度多於不整地，分別有8.4及6.6 mg cm-2，可能使整地處理之小麥生長較不整地為佳。小麥根系在整地與不整地土壤中的差異，也反應於氮的利用效率。以施用120及150 kg ha-1氮肥而言，整地耕作具有較高的氮素吸收，相對也貢獻於氮素利用效率上，大約有16.7-19.2 kg grain kg-1 N，較不整地處理高出1.4-2.5 kg grain kg-1 N。整地之所以會有較高的氮素利用效率，源自於土壤中有較深且廣的根系發育，協助獲取更多土壤資源，以供給生長。
不同耕作方式在土壤構造及資源利用效率上有所差異，自然表現於後期穀粒成熟時的產量構成要素之多寡。分析穗重、穗長、每穗粒數及千粒重可知，皆以低整地最高，其次為整地耕作，最低者為不整地，此趨勢正是3種耕作方式在產量間的差距。因此耕作對產量造成的影響從最基礎的土壤結構至作物本身生長上的差異，可以瞭解在選擇耕作方式時，對土壤與作物所產生的系統性影響及關連。

三、不同耕作方式之經濟效益評估
若單純以作物經濟收量的高低選擇耕作方式，可能會忽略初期建置所支出的成本，而使獲利減少，因此在規劃農作物種植前就需瞭解各種資源投入與經濟效益間的比例，降低栽培期間的可能風險，才能獲得最佳的利潤。
針對水稻-小麥的不同耕作方式的經濟效益來看，連續不整地投入的能源及人力相對較少，因此有較高淨收益(net income)，收益成本比率(益本比benefit cost ratio, B:C ratio)大於1代表獲利大於成本，連續不整地的B:C ration為2.97，顯著較其他耕作處理高。若以除草劑施用效應檢視不同耕作方式的益本比，耕作處理配合除草劑的施用是可得到較高的益本比，但單純以耕作處理分析效益，以不整地的5.5益本比顯著高於其他耕作方式，低整地的5.2次之，慣行之整地處理則最低，由此可知，雖然慣行整地的產量相對較高，但栽培過程的高能源及資材投入，則削減了可能的獲利。
進一步分析不同耕作方式投入參數間的差異，在整地耕作平均花費在播種時間、勞力需求、燃料消耗、能源支出及播種費用上，都較低整地及不整地為高，因此採用低整地及不整地能較整地在播種時間上節省58-67%，相對減少46-59%的播種費用，降低能源支出達64-70%，是相對環保及節能的操作方式。以淨值而言，傳統慣行整地耗費較多的能源支出，雖然可獲得相對較好的產量，但比較淨效益後，未必是最佳選擇，不整地投入能源較少，同樣也令產量表現不如整地者佳，而低整地在能源與收益間介於整地與不整地間，權衡能源支出與產量收益間的優劣後，似乎能作為稻麥輪作系統的耕作方式。

四、參考文獻
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