水稻秸秆还田研究进展

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摘要 论述了秸秆还田对水稻生长、产量及稻米品质的影响，在分析水稻秸秆还田存在的问题的基础上，进一步探讨了水稻秸秆还田未来的发展趋势。

关键词 水稻；秸秆还田；影响；问题；展望

中图分类号 S141.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）21-0256-02

水稻是我国重要的粮食作物，在粮食生产中占有极为重要的地位。长期以来，水稻产量的提高除了选育高产优良品种之外，还要归功于化肥的使用。目前，我国已成为化肥施用量较大的国家。化肥施用过量且不均衡，不仅造成了农产品品质的下降，还造成了严重的环境污染。作物秸秆作为一种数量巨大的有机肥源，含有大量的氮、磷、钾及其他微量元素，进行秸秆还田可以减少化肥的施用量，改良土壤，减少环境污染，提高农作物产量和品质，对实现现代农业可持续发展具有重大意义。

1 秸秆还田对水稻生长的影响

秸秆还田在水稻生育前期会抑制水稻生长，原因主要有2个：一是秸秆的碳氮比较高，还田后导致土壤中的微生物活动增加，使土壤中的一部分氮被固持[1-6]，而此时秸秆还没有完全分解，推迟了养分的释放，秸秆中的氮素不能被水稻吸收，所以在水稻苗期造成氮素供应不足，抑制了苗期的生长[7]，因此，在秸秆直接还田时应施用一定量的无机氮肥。二是秸秆还田后会分解产生一些有毒物质，如有机酸、芳香酸等，这些有毒物质在积累到一定程度后会对水稻的根系生长产生抑制作用[8-11]。但也有研究认为稻草还田可以促进根系生长，增加立苗期的根系数量，一次分枝根数和二次分枝根数也都有所提高，在水稻移栽20 d后，白根数比不还田处理高9%[12-13]。

秸秆还田在水稻生长中后期，随温度的升高，秸秆腐烂加快，营养物质释放增多，对水稻的生长起到促进作用。王国忠等[14]研究发现水稻分蘖高峰随秸秆还田量的增加而增加；马宗国等[8]认为，稻草还田推迟水稻返青和分蘖期，返青推迟时间与还田量成正比，并且使分蘖数增加，分蘖高峰期基本不变，有效穗数增加。秸秆还田处理的光合势、叶面积指数和干物质积累在抽穗前均低于不还田处理，抽穗后则相反，抽穗期高效叶比例、高效叶面积及粒叶比均较大，养分吸收和积累以及养分的转运速率均有所提高[15]。秸秆还田还可以提高灌浆期间的光合速率和根系活力以及叶片ATP酶的活性，从而提高物质的转运能力，促进同化物向籽粒中运输[16]。

2 秸秆还田对水稻产量的影响

秸秆还田不仅可改善土壤的水、肥、气、热状况，还可改善土壤的生物效应及生态效应，有利于水稻的生长发育及产量的提高。徐祖祥[17]研究发现，连续进行秸秆还田可以使作物产量提高3.4%～9.6%。李孝勇等[18]研究表明，秸秆还田使水稻平均增产312～490 kg/hm2，增幅达5.00%～7.85%。彭英湘等[19]研究发现稻草还田可以增加水稻产量，早稻稻草还田可增加产量6.85%，晚稻稻草还田可增产8.17%。钱素文等[20]报道每100 kg秸秆还田可使水稻增产279 kg/hm2。王国忠等[12]研究发现，随秸秆还田量的增加，水稻产量有增加的趋势，秸秆还田量为5 400 kg/hm2时产量最高，比未还田处理增产6.6%。王玄德等[21]通过定位试验发现，随稻草还田时间延长，水稻产量逐年增加。

水稻产量构成因素主要有单位面积穗数、每穗颖花数、结实率和千粒重。多数研究认为，秸秆还田对水稻千粒重影响不明显，但可以提高每穗的颖花数、结实率。有研究报道，随秸秆还田量的增加单位面积穗数呈减少趋势，需要在水稻生育前期增加施氮量来增加单位面积穗数[19]。以翻耕埋田方式进行稻草还田可以提高每穗实粒数，稻草施入量以3 t/hm2左右为佳。秸秆还田还可以提高成熟期的经济系数，提高磷素积累量和氮、磷、钾素的籽粒生产效率。

3 秸秆还田对稻米品质的影响

秸秆还田对稻米品质影响研究的报道较少，马宗国等[8]研究发现，秸秆还田后的水稻籽粒饱满，透明度高，腹白变小，腹白率降低5%，整米率提高2%。不同秸秆还田方式对稻米食味品质影响不同，秸秆均匀还田处理的稻米食味品质变劣，埋入墒沟的处理则得到改善。秸秆还田可以提高稻米的出糙率、精米率和整精米率，降低恶白度和恶白率，提高蛋白质含量，降低直链淀粉含量。秸秆还田还可以增加淀粉谱的最高粘度和崩解值，降低消减值[19]。秸秆还田处理的稻米直链淀粉含量、食味评分和质量指数均略低于未还田处理。总之，秸秆还田可以使稻米的加工品质、外观品质、营养品质得到改善，对食味品质也有一定影响。

4 秸秆还田需注意的问题

秸秆还田作为一种秸秆利用的有效途径，既能提高作物产量，又能减少环境污染，但也存在一些不利影响。一是施用不当会影响作物的播种质量、出苗以及苗期生长。例如秸秆还田数量过大、粉碎程度不好、翻压质量不好、土壤含水量不足等都会影响秸秆的腐烂，秸秆还田数量过少则得不到应有的效果。多项研究表明，秸秆还田量以2 250 kg/hm2为宜，秸秆含水量在30%以上效果最好。二是秸秆中C/N比值高，秸秆分解缓慢，在作物生长前期，易发生微生物与作物的争氮现象，影响苗期的生长，因此在秸秆还田时应配施无机氮肥。三是秸秆中含有某些病菌，还田后增加了土壤中病菌的数量，使作物患病率增加。另外，秸秆还田后，土壤温度、湿度的升高，为病虫害的发生和流行创造了有利条件。因此，在秸秆还田过程中应使用无严重病害的秸秆，并及时防虫防病。四是作物秸秆还具有他感效应和自毒作用，他感效应即某种作物秸秆会对某些杂草及作物的生长产生抑制，自毒作用是作物残体对作物自身的生长有抑制作用。所以在秸秆还田时，应合理安排秸秆种类和覆盖作物。

5 展望

在资源匮乏、环境污染日益严重的今天，秸秆还田可以在培肥地力的同时，有效节约能源，降低化肥的使用，减少焚烧秸秆所造成的大气污染，并且能够提高作物产量，因此秸秆还田将是促进我国农业可持续发展的重要措施。目前，我国关于秸秆还田的文献报道以旱作秸秆还田为主，水田稻草还田研究较少。大多数研究都局限于秸秆还田对土壤性质和作物产量的影响，作物产量的形成是由多因素共同作用的结果，目前对秸秆还田影响作物产量的产生机制研究较少。

今后在秸秆还田的研究和实践生产中，首先应结合当地的土壤和气候条件，因地制宜，确定最合适的秸秆还田方式；其次要明确秸秆还田对水稻生长和产量的影响机制，确定合适的秸秆还田量，制定配套的栽培措施。未来秸秆机械粉碎还田和秸秆全量还田是重要趋势，相关农机具的研制、处理结果的研究、影响机制的研究都需要进一步的加强与完善。

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