秸秆还田对土壤质量影响研究进展_叶丽丽

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（责任编辑：高国赋

）

秸秆还田对土壤质量影响研究进展

叶丽丽1，王翠红1，彭新华2，王丽慧1

（1.湖南农业大学资源环境学院，湖南长沙410128；2.中国科学院南京土壤研究所，江苏南京210008）

摘要：为正确评价农业生产中秸秆还田的作用，本文从土壤肥力质量、土壤健康质量、土壤环境质量三个方面综述了秸秆还田

对土壤质量的影响，并展望了秸秆还田的前景。

关键词：秸秆还田；土壤肥力质量；土壤健康质量；土壤环境质量中图分类号：S141.4

文献标识码：A

文章编号：1006-060X （2010）19-0052-04

Effect of Straw Returning on Soil Quality

YE Li-li 1,WANG Cui-hong 1,PENG Xin-hua 2,WANG Li-hui 1

(1.College of Resources and Environment,HNAU,Changsha 410128,PRC;2.Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,PRC)

Abstract:In order to correctly evaluate t he effect of straw returning in agricultural production,the effect of straw

returning on soil quality was introduced from three aspects (soil fertility quality,soil health quality and soil environmental quality),and the prospects of straw returning were viewed.

Key words:straw returning;soil fertility quality;soil health quality;soil environmental quality 秸秆因含有一定的氮、磷、钾等多种元素，同时富含大量的纤维素、木质素和蛋白质等有机物质而一直受到农业科学工作者的高度关注，人们在秸秆

还田的技术、

作用以及产生的问题等方面进行了大量研究。早期研究表明，秸秆还田对于改善土壤结构、提高土壤养分等具有重要作用，因此世界一些发达国家已将秸秆还田作为农业生产中土壤培肥的一项有效措施来实施，甚至有的国家如日本还将此当作法律来执行。然而近十几年研究表明，秸秆还田可能带来如温室气体排放、土壤重金属污染等环境问题。我国是秸秆产量较丰富的国家，据不完全统计，我国秸秆年产量约7.9亿t 左右，约占全世

界的39.5%，但目前这些秸秆除小部分用作燃料、

造纸、畜牧饲料外，大部分秸秆被就地焚烧，还田率极低，仅占总产量的1/4。由此可见，我国的秸秆还

田措施有大量发展空间。

本文从近十年来提出的土壤质量概念，即土壤肥力质量、土壤健康质量以及土壤环境质量3个方面综述了由秸秆还田带来的影响，旨在为农业生产中实施秸秆还田措施提供一定参考。

1秸秆还田对土壤肥力质量的影响1.1

土壤物理指标

1.1.1土壤结构土壤结构是调控土壤物理、生物过程和土壤有机质分布的重要因素之一，土壤团聚体是土壤结构的基本单元。多数研究表明，秸秆覆盖还田具有良好的改土培肥、改善土壤结构、增加0.05～0.25mm 的粗粒级团聚体含量的作用。秸秆还

收稿日期：2010-07-24

作者简介：叶丽丽（1983-），女，四川内江市人，在读硕士，研

究方向为土壤物理。通讯作者：王翠红

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湖南农业科学2010，（19）：52~55Hunan Agricultural Sciences

田对土壤结构的改良作用得到了众多研究的证实。许绣云等[1]研究，长期配施稻草和NPK肥较单施NPK肥的处理，其土壤中1～0.05mm的微团聚体含量增加更快、粘粒分散率降低幅度更大，对水稻土结构有很好的改良作用。李小刚等[2]在土壤中添加玉米、小麦秸秆后进行室内恒温培养，3个月后测定土壤粘粒分散率，结果表明粘粒分散性减小，土壤结构趋于稳定；同时，添加秸秆对土壤结构稳定性的影响在结构测定的试验过程中能明显观察到，对照处理（不加秸秆）的结构体一加水立刻碎散，而添加秸秆处理在整个加水及浸泡过程中始终不碎散。添加秸秆都极显著的降低了土样粘粒的分散率。

1.1.2土壤容重和孔隙度秸秆的施用对降低土壤容重、增加孔隙度有积极作用。李新举等[3]对秸秆覆盖和秸秆翻压还田进行了比较研究，结果表明无论是秸秆覆盖还是秸秆翻压还田都能增加土壤孔隙度、减少土壤容重。周凌云等[4]在黄潮土麦田3a 秸秆覆盖还田试验结果表明，0～20cm耕层土壤容重由1.486g/cm3下降到1.463g/cm3，下降率为1.5%；总孔隙度由43.92%增加到44.79%，增加率为2%。许绣云等[1]施用有机物料对土壤物理性质的影响试验表明，施用稻草可增加土壤总孔隙度、降低土壤容重。

1.1.3土壤水分多数研究表明，秸秆还田在水分的利用等方面有正面作用。秸秆覆盖能提高土壤含水率，将蓄水、藏水、保水与土壤培肥融为一体，缓解了缺水矛盾，干旱时可减少土壤水分蒸发，土壤水分条件普遍得到改善。曲学勇等[5]在山东东营的小麦种植中发现，玉米秸秆还田条件下，土壤不同深度都保持了较高的含水量，土壤水分的有效性提高，有利于作物生长。秸秆还田减少土壤水分散失、增加土壤含水量的主要原因一是降低地温减少蒸发；二是秸秆施入土壤破坏了土体中毛细管的连续性，明显减少深层土壤水分的散失；三是减少土壤与大气接触面积，从而减少太阳辐射。乔海龙等[6]通过在土表下20cm处铺设3cm厚玉米秸秆隔层的土柱试验则表明，在灌溉水分入渗时，秸秆隔层阻碍了土壤重力水入渗，降低了土壤重力水由土壤上层向下层入渗的速率；在水分蒸发过程中，秸秆层隔断了土壤毛细管，使秸秆层以下土壤水很难通过土壤毛细管作用向地表运移并蒸发。秸秆深层覆盖可以使深层土壤水分的蒸散量减少2%～3%，对深层土壤的蓄水保墒有积极的作用。

1.2土壤化学指标1.

2.1土壤有机质众多研究表明秸秆的施用有增加土壤有机质含量、培肥地力的作用。新鲜腐殖质在土体内形成，能促进土壤团粒结构的形成，有利于提高土壤养分调节能力。有机质的含量是土壤肥力的一个重要指标。土壤有机质的数量和质量影响着土壤的性质，因此土壤有机质在土壤质量的构成因素中占首要位置，而且一般认为土壤有机质含量与土壤质量存在正相关关系。刘玉涛等[7]对麦秆还田进行研究，证实麦秆还田和根茬还田均可提高土壤中有机碳的储量。陈尚洪等[8]试验表明，在一年两熟水旱轮作条件下连续的秸秆还田提高了土壤有机碳含量，且秸秆还田旋耕比免耕更能提高土壤有机碳含量。段华平等[9]研究表明，秸秆还田处理比无秸秆还田处理稻田土壤有机碳含量平均提高了14.01%，耕作层（0~20cm）土壤碳密度平均提高了9.18%，并指出适当的耕作可提高土壤有机碳含量和耕作层有机碳密度。

1.2.2土壤氮磷钾秸秆还田能促进作物对氮、磷、钾的吸收利用，其主要原因是秸秆还田可提高土壤全N、P、K，以及速效N、P、K含量。李全起等[10]研究了秸秆覆盖和灌溉相结合条件下冬小麦-夏玉米一年两熟农田耕层土壤速效养分含量的动态变化，结果表明，秸秆覆盖可明显提高耕层土壤速效磷、速效钾的含量。徐泰平等[11]研究了冬小麦－夏玉米轮作区秸秆还田对紫色土坡耕地养分流失的影响，结果表明，与单施化肥相比，秸秆配施NPK肥还田能减少泥沙量和地表径流量，增加渗漏径流量，并显著减少N、P的流失，减幅达到60%～76%。秸秆还田易造成C/N增大，微生物之间的氮素竞争，不利于土壤肥力的提高，因此，长期秸秆与化肥（特别是氮肥）配合施用是提高土壤肥力的有效措施。

1.3土壤生物学特性

众多研究表明秸秆还田能提高土壤酶活性，促进土壤微生物的生长，其原因在于秸秆还田可在短时期内补充有机质，增加微生物数量及活性。在小麦－玉米轮作的周期内，土壤表层过氧化氢酶、转化酶、脲酶和磷酸酶活性均表现为秸秆还田处理高于对照，秸秆直接还田有助于提高生物活性[12]。谭周进等[13]在湖南第四纪红土红壤水稻田中实施秸秆还田，研究表明，新鲜秸秆还田能够在初期刺激土壤微生物活性。稻草还田条件下，土壤中4类主要微生物（好气性细菌、厌气性细菌、真菌、放线菌）数量和微生物活度比无稻草还田处理高。张成娥等[14]研究表明，不同的秸秆（玉米、水稻、马铃薯、苜蓿）

第19期叶丽丽等：秸秆还田对土壤质量影响研究进展53