我国农作物秸秆还田的研究进展

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近年来，我国粮食产量倍增，导致作物秸秆量不断增加，每年产量高达7亿吨以上。秸秆作为农业废弃物是可再生资源，含有氮、磷、碳、钾、镁等多种元素，具有较高的利用价值。目前，秸秆处理多是焚烧，对大气环境破坏性极大。研究表明，秸秆还田可改善土壤有机质含量、土壤结构和培肥土壤。

1.显著增大土壤中的酶活性

西北半干旱区小麦秸秆还田与秸秆不还田相比，秸秆还田可显著增大过氧化氢酶、土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶的活性。秸秆还田与覆膜相结合，可改善单纯秸秆还田低温时土壤的酶活性；秸秆还田与灌溉处理结合，可显著改善还田土壤深度10厘米和20厘米处的4种酶活性。在西北半干旱地区进行小麦秸秆还田，采用覆膜+灌溉处理+秸秆还田，可显著改善土壤中脲酶、土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性。

2.粮食作物研究多，经济作物研究少

农业发达国家均重视土地的生态农业和用养结合，美国秸秆还田量占生产量的68%，英国占73%。日本推进秸秆分解菌技术制作秸秆肥料促进秸秆有效还田，已在20多个国家应用。我国秸秆还田历史悠久，但还田率仍较低。我国研究主要集中于北方小麦、玉米，南方主要集中于水稻、小麦，干旱半干旱区域多，湿润半湿润区域少，如华北平原，黄土高原的干旱、半干旱区域秸秆还田技术研究较多，粮食作物研究多，经济作物研究少，如玉米、小麦、水稻等秸秆还田研究较多。

3.还田方式

秸秆还田方式不当，可影响播种质量，如出苗、苗齐、苗壮不良，还可导致秸秆成为病害的来源。有的将秸秆直接还田，利用土壤微生物、添加腐熟剂实现养分还田，有的通过秸秆田外堆肥沤肥、食用菌菌渣还田、畜禽过腹还田等，不同的经济因素、生态条件和农林牧业情况决定秸秆还田方式。

4.增加土壤碳库的输入

秸秆作为有机物料，施入土壤后通过微生物分解增加土壤碳库的输入，8%～35%的有机碳以有机质形式输入土壤碳库。学者预测施氮肥、秸秆还田、免耕措施等3种方法的土壤固碳潜力，结果显示秸秆还田的固碳潜力最佳。采用秸秆含氮量和政府问气候变化专门委员会推荐的方法和参数估算，欧洲每年还田秸秆1.32×108吨，土壤固碳潜力提升6.5TgC/年。在总结我国大量试验结果的基础上，估算随秸秆还田的持续应用，我国土壤碳库水平可从9.76Tg提升到34.4Tg。目前，很多学者利用土壤碳库管理指数研究秸秆还田对土壤有机碳的影响，大量研究结果趋于一致，认为秸秆还田可显著提高土壤碳库管理指数。

5.增加盐碱地土壤细菌多样性和物种丰度

通过典型的盐碱地玉米田，在玉米吐丝期利用高通量测序对土壤细菌测序，结合生物信息学分析，研究未开垦盐碱地、非盐碱地连作玉米田、玉米秸秆还田盐碱地种植玉米田等下耕层土壤细菌群落结构、多样性和丰富度。结果表明，在已知菌属中鞘氨醇单胞菌属和pontibacter是未开垦盐碱地和玉米秸秆还田盐碱地种植玉米田的优势菌属；非盐碱地连作玉米田的优势菌属为链霉菌属、类诺卡氏属和鞘氨醇单胞菌属。玉米秸秆还田对盐碱地土壤细菌多样性的影响较大，2年玉米秸秆还田盐碱地物种丰度和土壤细菌多样性与未开垦盐碱地相比均有上升，并出现降解有机物料和农药的菌属。玉米秸秆还田后，可使盐碱土壤细菌多样性和丰度均增加，可能是玉米秸还田后能切断上下层土壤的联系，避免盐分表聚和水分上移。

玉米秸秆还田能为土壤微生物提供碳源，且秸秆自身也含有大量微生物，提高土壤细菌多样性。玉米秸秆还田盐碱地和未开垦盐碱地的土壤中鞘氨醇单胞菌属和pontibacter为优势菌属；连作玉米田优势菌属为链霉菌属、类诺卡氏属和鞘氨醇单胞菌属。