秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合（(5) - 全国流通经济杂志社投稿

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秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合（(5)

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3.2.5 施肥模式农作物秸秆具有巨大的肥料替代潜力，在全部的化肥投入中，全量秸秆还田能够替代全部的钾肥投入、28.77%的磷肥投入及24.25%的氮肥投入；在有效利用的化肥中，全量秸秆还田能够替代全部的有效钾肥、有效磷肥及90%的有效氮肥，也就是说，秸秆移除在一定程度上造成了土壤养分损失[76]。本研究结果表明，不施肥或不施氮肥时能够获得较高秸秆还田增产效应，尤其是不施肥时的增产效应显著高于其他施肥方式，但整体的产量水平显著降低[77]，这与前人的整合（Meta）分析结果一致[78]。就不同的氮肥水平而言，对于养分含量充足的肥沃土壤来说，无论农作物秸秆是否还田，适度减少氮肥施用并未对土壤的化学性质及微生物群落结构产生显著影响，不会改变土壤原有的生态系统功能[79]；同时，适度减少氮肥投入在维持高产的同时显著降低了N2O等温室气体的排放量[80]。也有研究表明，随着施氮量的增加，秸秆还田的增产效应也随之增加，而氮肥偏生产力降低，这可能与秸秆还田的深度有关[81]。考虑到高施氮量时生产成本的提高以及潜在的环境污染风险，秸秆还田配施低量氮肥应该是更为合理的农业生产方式[82]。此外，秸秆还田时需要施入钾肥，以缓解土壤中钾的耗竭、提高土壤的钾肥力，维持作物高产[83]。

3.2.6 还田年限本研究表明，秸秆还田对总体农作物的增产效应在年际间的增长趋势显著，可能是由于耕地资源的开发、农业生产技术的改良以及育种科学发展提供了优质的种质资源[84]，产量潜力更高的农作物种子配套先进的农业生产技术能够获得更高的产量。随着还田年限的增加，秸秆还田的增产效应也随之显著提高，这与前人的整合（Meta）分析结果一致[78]。相关研究表明，秸秆还田对土壤有机质的影响是一个长期的过程，短时间内很难发生显著的变化[85]，长期秸秆还田后，各土层的土壤养分明显改善，尽管土壤中的有机质积累量减少，但总含量始终稳定在较高水平[86]。因此，长期秸秆还田的增产效应会更加显著。此外，Li等[87]的研究还发现长期秸秆还田还能够获得更高的经济效益，是维持作物高产最有效的方式。

3.2.7 秸秆还田量本研究结果表明，不同的秸秆还田量对秸秆还田的增产效应没有显著影响，以50%—100%的农作物秸秆产量进行还田获得的增产水平相对较高。与全量秸秆还田相比，半量秸秆还田显著提高了耕层土壤孔隙度、降低了土壤容重，有利于根系在深层土壤中的生长延伸，改善了深层土壤根系密度及根系结构，产量水平略高于全量秸秆还田[88]，同时显著降低了田间温室气体的排放量，保证了土壤的可持续性[89]。也有研究表明，全量秸秆还田显著提高了土壤养分及土壤酶活性，同时提高了农作物产量及水分利用效率，增产效应显著高于半量秸秆还田，但更高的秸秆还田量没有进一步提高产量水平[90]。此外，小麦秸秆半量、全量还田均显著降低了水稻中Cd向上的转运能力，降低了水稻地上部分Cd累积量（P＜0.05）。总体而言，全量秸秆还田在全生育期土壤中DGT提取态Cd含量显著低于半量还田，解毒效果更好[91-92]。研究结果发现，不同的秸秆还田量在促进早、晚稻分蘖的效果上具有差异，在早稻季低量还田优于高量，而在晚稻季则相反。究其原因可能是早、晚稻生育期间的温度差异而致[93]。

3.3 本研究的不足之处

本研究通过整合（Meta）分析方法对秸秆还田下农作物的产量特征进行了定量分析，分析结果在一定程度上证明了秸秆还田具有显著的增产效应，与绝大多数的田间试验结果一致，仅有极少数的田间试验研究发现秸秆还田不存在显著的增产效应、甚至会降低农作物产量。同时，本研究也存在一定的局限性。秸秆还田的增产效应受各种因素的影响，包括但不仅限于本研究中所讨论的，可能的影响因素还有很多，比如农业生产中使用的不同小麦品种、玉米品种、还田秸秆的长度、土壤的基础肥力等，文献中涉及的相关数据较少不易提取，需要更多的田间试验结果，因此本研究中并未讨论；本研究充分考虑了全国范围内秸秆还田的产量效应，对于宏观上认识秸秆还田的增产作用具有一定意义，但与全国范围内不同区域的实际情况或特定作物种类缺乏联系，进一步的分析研究需要与实际生产问题结合，考察不同区域内秸秆还田的增产效应。此外，本研究只收集整理了中文文献，缺少高质量的英文文献。

4 结论

全国范围内，农作物秸秆还田具有显著的增产效应，增产率达到8.06%。不同试验地区秸秆还田的增产效应没有显著差异，东南地区较高，西北地区较低。在年平均气温为5—10℃、年平均降水量达到800— 1 200 mm的酸性壤土（pH＜6.5）中，秸秆还田对农作物的增产率相对较高；在气候干旱地区采用免耕、在农作物秸秆产量丰富地区采用翻耕更能发挥秸秆还田的增产效应；在牺牲部分产量的情况下可以适当减少氮肥的施用量，能够兼顾经济与环境效益；合理的还田量为半量还田，不还田的剩余秸秆可以作饲料或生产其他能源物质；长期秸秆还田能够获得更高的增产效应。