不同秸秆还田量对土壤理化性质、小麦干物质积累及产量的影响研究

推荐 为解决秸秆焚烧带来的土壤与环境问题，研究人员以水稻-小麦轮作系统为对象，探讨不同秸秆还田量对土壤养分、小麦生长及产量的影响。结果表明，秸秆还田可提升土壤团聚体含量及根系活性，但不同处理对产量影响存在差异。该研究为优化秸秆还田策略以兼顾土壤改良与作物高产提供了理论依据，对农业可持续发展具有重要意义。

　　

论文解读
研究背景与意义
水稻和小麦作为全球重要粮食作物，其轮作体系覆盖了亚洲大片耕地。然而，传统秸秆焚烧处理导致土壤结构破坏、养分流失及环境污染。秸秆还田作为一种可持续管理措施，既能减少焚烧带来的危害，又能通过增加土壤有机质改善肥力。然而，不同秸秆还田量对土壤特性及作物产量的具体影响仍不明确。湖南农业大学的研究团队针对这一问题，系统评估了单季或双季秸秆还田对小麦生长及产量的调控机制，旨在为优化秸秆管理策略提供科学依据。

研究方法
本研究依托湖南农业大学望城综合试验站，采用长期定位试验设计，设置四种处理：不还田（R0）、仅小麦秸秆还田（RW）、仅水稻秸秆还田（RR）及双季秸秆还田（R2）。通过测定土壤团聚体分布、pH值、微生物生物量碳（MBC）、脲酶活性等指标，并结合小麦干物质积累动态与产量构成分析，揭示秸秆还田的生态效应。

研究结果
土壤团聚体与结构特性
秸秆还田显著提升了≤0.5 mm粒径团聚体含量，其中RW处理增幅达125%（表3）。R2处理使>5 mm大团聚体比例降低48.44%，表明秸秆还田促进微团聚体形成，改善土壤孔隙结构。

根系活性与土壤酶活性
RW处理在拔节期提升根系活性19.77%，而RR和R2处理则分别降低8.93%和10.15%（图2A-B）。脲酶活性呈现“S”型变化，RW在拔节期达峰值，R2则在开花期最高（图2H），反映秸秆分解与微生物活性的动态平衡。

土壤养分与碳库变化
秸秆还田显著提高有机质（OM）、全氮（TN）、有效磷（AP）及速效钾（AK）含量（表4）。R2处理使OM增加35.39 g kg^-1，TN增加0.47 g kg^-1，表明双季秸秆输入强化了土壤养分库。

干物质积累与产量
RW处理在开花期增加干物质积累25.38%，而RR和R2分别减少11.97%和7.38%（图3B）。产量方面，RW使小麦增产3.76%，而RR和R2分别减产2.82%和0.78%（表5），揭示秸秆还田量与产量的非线性关系。

研究结论与讨论
研究表明，RW通过优化土壤团聚体结构、提升MBC及脲酶活性，促进干物质向籽粒分配，实现产量提升。然而，过量秸秆还田（如R2）因前期氮竞争抑制幼苗生长，导致穗数减少。该结果强调秸秆还田需匹配作物需肥规律，未来研究应关注秸秆降解菌剂开发以协调碳氮平衡。论文为秸秆资源化利用提供了量化依据，对推动农业绿色转型具有实践价值。