秸秆还田培肥土壤的效应及机制研究进展

张 婷， 张一新，2， 向洪勇，2

(1.西交利物浦大学淮安新型城镇化发展研究院，江苏淮安 223005； 2.西交利物浦大学环境科学系，江苏苏州 215123)

随着我国人口数量日益增加，耕地面积逐年减少、耕地质量逐渐下降，人地矛盾越来越突出[1]。我国粮食安全正面临着日益严峻的挑战[2-3]。为保证粮食安全，我国在农业上会使用大量化肥，而过量使用化肥会导致我国土壤酸化、板结、结构破坏、养分失衡等地力衰退问题及水体污染问题[2，4-5]，因而迫切须要寻求在保障粮食安全前提下可改良土壤结构、改善土壤养分状况、减少化肥使用的新施肥措施。

秸秆作为农业生产的主要副产品，含有丰富的有机碳及大量的氮、磷、钾、硅等农作物生长所必需的营养元素，是一类重要的能直接利用的可再生生物资源[6]。我国是世界上秸秆产量最大的国家之一，平均利用率仅有32%，远低于美国68%、英国73%的秸秆还田量[7]。一方面大量秸秆的弃置会导致资源的严重浪费；另一方面秸秆田间地头的随意堆放会导致水体富营养化等水污染问题，秸秆的焚烧会导致雾霾等空气污染、土壤与微生物结构破坏等问题[8]。研究发现，秸秆还田不仅能够提高土壤养分含量，而且能够改良土壤结构，还具有一定的提高粮食产量的潜力[9-10]，同时还能增加农田土壤的固碳量，作为化肥的补充甚至替代品改善因化肥的过度使用导致的土壤酸化、板结、地力衰退等问题，为发展有机农业提供条件[11-12]。因而广泛推广实施秸秆还田对保障我国粮食安全、农业可持续发展、生态环境健康具有重要的意义。

本文综述了国内外关于秸秆还田培肥土壤的效应及其机制的研究进展，旨在为开展秸秆还田培肥土壤机制的深入研究提供参考。

1 秸秆还田对土壤的培肥效应研究

土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力，主要包括容重、团聚体组成等土壤物理性质，有机质、氮、磷、钾、pH值等土壤化学性质以及微生物、酶、动物等土壤生物学性质[13]。因此，秸秆还田的培肥效应也包括对土壤物理、化学、生物学性质的影响。

1.1 秸秆还田对土壤物理性质的影响

容重是土壤松紧状况的度量，其在一定程度上能够反映土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度等土壤通气透水条件，良好的土壤通气透水条件不仅能够促进土壤微生物的活动，而且能够增强土壤养分的转化与运移，从而促进作物生长。因此，土壤容重常用于农业生产中，是反映土壤物理性质的重要指标[14-15]。大量研究均发现，秸秆还田可以显著降低土壤容重，提高土壤孔隙度[16-18]，但其对容重的影响还与秸秆还田量[19]、化肥配合使用[18]有关。

团聚体作为反映土壤物理性质的另一个重要指标，可为土壤水分和养分储存提供重要的场所，在一定程度上团聚体数量越多，土壤养分水分含量越高，相反团聚体数量越少，土壤养分水分含量越低[20]。研究发现，秸秆还田对土壤团聚体具有显著影响[21-24]，但秸秆还田对土壤团聚体粒径分布的影响不大[25]。同时，秸秆还田主要通过使土壤中的细小土壤颗粒缔结成较大的微团聚体以改变土壤团聚体组成。一方面秸秆释放出的有机物质在微生物作用下形成腐殖质，能提高土壤胶结作用，有利于0.25～1.00 mm土壤微团聚体的形成；另一方面秸秆分解释放的有机物被矿物颗粒吸附、包被成团聚体内核，增加土壤团粒结构[26]。另外，秸秆还田对团聚体组成的影响还与秸秆种类有关[27-28]。

1.2 秸秆还田对土壤化学性质的影响

土壤有机质作为土壤质量和土地可持续利用的评价指标，不仅可以反映土壤肥力，而且可以反映区域土壤生态系统进化。大量研究表明，秸秆还田可以增加有机质积累[29-32]，提高土壤有机质含量[23，33-35]。一定范围内，土壤有机质含量随着秸秆还田量的增加而增加，但存在一个因耕作方式、土壤类型、气候条件而异的最佳还田量[36-38]。当秸秆还田量为 4 500～6 000 kg/hm2时，可稳定土壤有机质含量[39]。另外，耕作方式[40-41]、还田年限[42-43]、土层深度[44]、土壤类型[45]、化肥使用[46]均会影响秸秆还田对土壤有机质的影响。研究发现，秸秆还田后土壤有机质含量明显增加，在增加的有机质中主要是易氧化态有机质，有助于土壤养分供应的增强[47-48]。刘鹏程等研究也发现，高留茬处理增加的有机质中，易氧化形态的有机质占很大比例，大概在77%左右，由于增加的有机质主要是易氧化态有机质，从而导致土壤有机质的氧化稳定系数下降，土壤有机质的化学性增强，也对土壤养分供应的增强有利[49]。

秸秆除有较多的有机质外，还有一定数量的氮、磷、钾，因而也会对土壤氮、磷、钾含量产生影响。研究发现秸秆还田会显著增加土壤氮[50-52]、磷[53]、钾[54-55]含量。但这种增加作用与秸秆种类[56]、秸秆还田量[57]、化肥使用[57]、土壤肥力[58]、秸秆被翻埋的深度[59]有关。

土壤pH值作为土壤化学性质的重要方面，一方面会影响作物根系生长，另一方面还会影响土壤微生物、动物的生长繁殖及酶活性，进而影响土壤中养分的转化和循环[60]。有研究表明，秸秆还田后土壤pH值降低[61]。但也有研究发现，秸秆还田对土壤pH值的影响与土壤本来的pH值有关，在酸性土壤上稻草覆盖还田后，土壤pH值上升；而在碱性土壤上稻草覆盖后，土壤pH值下降[62]。

1.3 秸秆还田对土壤生物学性质的影响

1.3.1 秸秆还田对土壤微生物的影响 秸秆还田不仅改善了土壤的理化性质，为微生物的生长繁殖提供了良好的环境[63]，而且提高了土壤养分含量，为微生物提供了丰富的碳源、氮源[64]，因而也会对土壤微生物产生影响。大量研究发现，秸秆还田会增加土壤微生物的数量和活性[65-66]。秸秆还田对微生物的影响随着秸秆还田量的增加先增加后减少，即存在一个最佳还田量[67-68]。周文新等研究发现，在不同秸秆还田量处理中，在2/3稻秆还田量处理下增加微生物数量的效果最明显[68]。陈冬林等研究发现，翻耕条件下以2/3还田量处理的土壤微生物数量和活性较高，而少免耕条件下1/3还田量处理提高作用最显著[69]。因为秸秆中含有的养分大部分以难释放的有机形式存在，而以易释放的矿质形式存在的相对较少，短期内向土壤中释放的养分效果不明显，这样会导致土壤碳氮比(C/N)失衡，因此秸秆还田量过高会增加土壤 C/N 比，较高的C/N不利于微生物的生长繁殖，因而导致微生物的数量和活性降低[70]。秸秆还田还会影响土壤微生物群落结构。在甘肃陇中地区的试验表明，豌豆小麦轮作制度下，秸秆覆盖导致土壤细菌、真菌数量分别增加56.7%、12.5%，而放线菌数量减少28.2%[71]。

另外，秸秆还田对微生物的影响还与秸秆还田方式[34]、还田深度[72]、化肥配合使用[73]、耕作方式[69]有关。在西藏自治区中部的试验表明，与其他秸秆还田方式相比，秸秆覆盖和高茬还田对土壤微生物数量的增加效果最好[34]。土壤中微生物数量的变化还与还田秸秆在耕层土壤中的分布有关[72]。秸秆还田量为6 000 kg/hm2，有机肥施用量为4 500 kg/hm2，氮肥施用量为240 kg/hm2时，土壤中微生物的数量较单独秸秆还田增加显著，因为较高的C/N不利于微生物生长繁殖[73]。Kushwaha等发现，秸秆还田配合少耕比配合常规耕作和免耕拥有更高的土壤微生物量碳和微生物量氮[74]。Staley等认为，秸秆还田配合免耕比配合常规耕作增加了表层土壤31%的微生物量碳[75]。另外，秸秆还田对土壤微生物的影响还随还田时间而变化：短期内土壤微生物的变化主要由秸秆类型和还田方式决定；较长时间尺度上，其主要由秸秆还田引起的土壤理化性质的改变所决定[76-77]。尚志强等研究发现，不同秸秆还田后植烟土壤根际细菌和放线菌数量大小为麦秆还田>稻秆还田>无秸秆还田的处理，而根际真菌的数量大小为无秸秆还田处理>麦秆还田处理>稻秆还田处理[78]。然而与这些研究结果不同的是，Cao等认为由于细菌和放线菌对木质素的敏感度低于真菌，水稻秸秆还田后细菌和放线菌数量较低，而真菌数量较高[79]。也有研究认为，不同的秸秆类型可能通过其C/N差异而不是木质素含量来影响土壤微生物的群落演替[80]，但其内在机制有待未来进一步研究。刘建国等在长期的秸秆还田中发现，随着秸秆还田年限的增加，土壤微生物总数呈先减少后增加的趋势，土壤微生物在种群结构方面则表现为短期内真菌数量增加，土壤微生物总量下降，生物多样性指数较低，而秸秆还田10年以上，细菌数量增加，微生物总量增加，真菌所占比重下降，生物多样性指数增加[81]。

秸秆作为外源养分物质介入农田土壤后，土壤微生物区系发生了显著变化，目前的研究主要集中于土壤优势微生物种群数量、活度及微生物量碳氮对秸秆介入的响应，由于土壤是多种有机体并存的复杂动态生物系统，因此土壤微生物组成对秸秆介入的响应很难精确测定。随着土壤微生物研究技术和手段的改进，秸秆还田下土壤微生物学效应研究有待深入。揭示秸秆介入农田土壤后微生物组成及区系上的变化，有助于更加全面地评价秸秆还田后土壤肥力的变化特征。

1.3.2 秸秆还田对土壤酶的影响 土壤酶作为土壤组分中最活跃的有机成分之一，主要来源于土壤微生物、植物根系分泌及动植物残体分解，包括氧化还原酶类、水解酶类、裂合酶类和转移酶类，与土壤营养元素循环、植物营养等密切相关，是评价土壤肥力水平及土壤健康的重要指标[82]。陈强龙研究表明，玉米秸秆还田可显著提高土壤脱氢酶及过氧化物酶2种氧化还原酶的活性，对过氧化氢酶、多酚氧化酶这2种氧化还原酶活性则没有显著影响[83]。大量研究表明，作物秸秆还田可显著提高土壤荧光素二乙酸酯水解酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、β-葡糖苷酶、纤维素酶和脲酶等水解酶的活性[84-86]。

但秸秆还田对土壤酶活性的影响还与化肥配施、秸秆类型、土壤类型、秸秆还田量、耕作方式有关。Gaind等研究表明，水稻秸秆与化肥配施显著提高了土壤脱氢酶活性[87]。朱强根等研究表明，秸秆还田处理与试验初相比土壤过氧化氢酶活性有所下降[88]。褐潮土长期玉米秸秆还田结果表明，土壤磷酸酶和蔗糖酶的活性显著提高，但脲酶的活性有所下降[89]。旱地黄土长期定位试验则表明，秸秆还田显著提高了脲酶和碱性磷酸酶活性[90]。不同稻草量同一时期还田的结果表明，67%稻草还田处理的土壤纤维素酶、蛋白酶和脲酶都表现了最强的活性，而0%与100%稻草还田由于未能改善土壤的理化性质及微生物状况从而不利于土壤酶活性的提高[91]。此外，耕作方式及秸秆还田方式的不同对土壤酶活性的影响也有显著差异。与常规耕作相比，免耕条件下秸秆还田显著提高了0～10 cm土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性[61]，这是由于不同耕作方式对土壤的扰动程度不同，形成了不同的土壤环境，从而造成土壤酶活性的差异[92]。

1.3.3 秸秆还田对土壤动物的影响 土壤动物的存在和活动可以改善土壤生态环境、培肥土壤地力、增加植物可利用养分含量，因此，土壤动物的活动强弱也是表征土壤肥力水平的重要指标[93-94]。秸秆还田对土壤动物种群分布有明显影响。研究表明，秸秆还田能明显促进原生动物丰度，但不影响土壤原生动物丰度的季节性动态变化特征[88，95]。曹志平等研究表明，秸秆还田量和化肥配施均会影响秸秆还田对土壤动物的影响，蚯蚓种群数量随秸秆还田量的增加而增加，配施化肥能显著增加蚯蚓种群数量[96]。另外，秸秆还田对土壤动物的影响还因秸秆种类的不同而不同。研究表明，三叶草秸秆还田对原生动物的促进作用高于水稻秸秆[97]。

尽管大量研究已证实土壤动物是土壤肥力的重要组成部分，但由于研究手段的缺乏，目前关于秸秆还田对土壤动物影响的研究还较少，主要集中在少数几个土壤动物类群(如土壤线虫、弹尾类、蚯蚓等)，且多为描述性[98]。随着各种先进仪器和研究方法的进步，今后有待加强秸秆还田对土壤动物的影响，以全面认识秸秆还田对土壤的培肥效应。

2 秸秆还田培肥土壤的可能机制

秸秆还田培肥土壤实际上是秸秆在各种生物作用下将养分释放出来，增加土壤养分含量，同时又在另外一些生物的作用下，改变土壤的物理、化学、生物性质的过程，在此过程中土壤微生物、酶、动物发挥着重要的作用，因而把秸秆还田培肥土壤的机制分为微生物学机制、酶学机制和动物学机制。

2.1 微生物学机制

秸秆还田对土壤的作用开始于土壤微生物对秸秆的分解过程，进而土壤微生物作为地下食物网最初的分解者，参与了有机质的分解、腐殖质的形成，调控着秸秆还田后土壤中能量和养分循环等各个生化过程[99]。Weber等指出秸秆碎片上的水解反应大多开始于细菌黏附于秸秆之上并产生水解酶[100]。Tun等将秸秆施入土壤后利用电镜扫描在秸秆表面也发现了微生物的大量附着[101]。国内外已有较多文献报道了土壤微生物在秸秆腐解和营养元素释放过程中的作用[102]。

不同土壤微生物的生长环境、功能不同，因而其在秸秆分解的不同过程中发生着不同的变化，参与秸秆中特定物质的分解。Glissmann等在水稻土中混入秸秆培养一段时间后再将秸秆和土壤分开继续培养，随后分别测定秸秆和土壤中细菌和古菌的丰富度，发现在同一个样品、同样的时间点上，细菌的16S rRNA比例要高于古菌，特别是在秸秆样品中，细菌所占比例极高[103]。古菌虽然在秸秆的微生物群落中只占了很小一部分，但随着培养时间的延长而增加，而土壤中细菌所占比例则在培养28 d后降低。对16S rRNA进行定量化发现，秸秆样中微生物rRNA量的增加主要来源于细菌，在土壤样中，细菌rRNA量随着培养时间延长而下降，而古菌则基本保持稳定。结合甲烷、产甲烷中间产物和水解酶活等指标的测定，Glissmann等认为，秸秆施入土壤后，水解及最初的发酵反应是在秸秆上进行的，而产甲烷过程则主要在土壤中进行[103]。

秸秆还田增加了土壤微生物的碳源，刺激了微生物活性，大量增加了土壤细菌数量，真菌和放线菌的数量也有所增加，土壤微生物的多样性及生物缓冲性得以提高。此外，秸秆介入显著提高了微生物碳、氮含量，对于土壤有机质矿化、腐殖质形成和分解、营养元素循环具有积极作用，一定程度上提高了土壤肥力。

秸秆作为外源碳介入农田土壤后，土壤微生物区系发生了显著变化，目前的研究主要集中于土壤优势微生物种群数量、活度及微生物量碳氮对秸秆介入的响应，由于土壤是多种有机体并存的复杂动态生物系统，因此土壤微生物组成对秸秆介入的响应很难精确测定。随着土壤微生物研究技术和手段的改进，秸秆还田下土壤微生物学效应研究将有待深入。揭示秸秆介入农田土壤后微生物组成及区系上的变化，同时明确与土壤肥力提升关键生物过程相关微生物对秸秆还田的响应，将有助于阐明秸秆还田提升土壤肥力的微生物学机制。

秸秆还田对土壤微生物的影响复杂，受多种因素的影响。而不同微生物在秸秆分解、养分释放、培肥土壤的功能不同，因而导致不同秸秆还田方式可能导致不同的培肥效应。阐明不同秸秆还田过程中土壤微生物动态变化特征及机制，全面揭示不同微生物在秸秆还田中的作用，可为揭示秸秆还田的微生物学机制奠定基础，进而为制定合理的秸秆还田方式及人为干预措施提供指导。

2.2 酶学机制

土壤酶作为土壤组分中最活跃的有机成分之一，与有机质矿化分解、营养元素循环、能量转移、环境质量等密切相关[104]。目前已被鉴定出的约60种土壤酶活性表明，土壤酶活性与土壤质量大部分理化指标显著相关[105]。土壤脲酶和碱性磷酸酶活性与土壤养分之间呈显著或极显著相关关系，可以作为衡量土壤肥力水平的指标[90]。不同的酶参与秸秆培肥土壤的不同过程。土壤水解酶直接参与了秸秆的分解与养分释放，可分解聚多糖、蛋白质等大分子物质，形成简单、易吸收的小分子物质，对土壤生态系统中碳、氮、磷循环具有重要作用[106]；而土壤氧化还原酶则与秸秆养分释放后的有机质转化及腐殖质组分形成等密切相关[107]。脲酶与土壤供氮能力相关，酸性和碱性磷酸酶与磷素转化相关，纤维素酶、蔗糖酶、β-葡糖苷酶、芳基硫酸酯酶与土壤碳循环相关。总之，土壤酶不仅提高了秸秆还田后土壤速效养分的供应能力，而且有利于土壤全量养分的积累，从而加速土壤养分转化循环，有利于土壤肥力的提高。

秸秆还田的酶学研究目前主要集中于少数的几个酶，且由于土壤酶提取方法的不足导致秸秆还田的酶学研究较为粗浅。随着土壤酶学研究的发展，秸秆还田的酶学机制研究范围、内容有待进一步拓展与细化。深入研究土壤养分循环及有机质转化等关键过程相关酶活性对秸秆介入的响应，明确秸秆还田影响酶促反应的机制，全面揭示土壤酶对土壤肥力提升的贡献，将是秸秆还田条件下土壤酶学效应研究的发展趋势。

2.3 动物学机制

土壤动物是土壤养分的制造者之一，它能粉碎地面或地下的秸秆，并在土壤微生物作用下将碎片进一步分解成能被植物利用的营养物质，这些营养物质与土壤混合后即为肥沃的腐殖质[108]。蚯蚓作为土壤中最为重要的分解者，被称为“土壤生态系统工程师”，它能够通过一系列生命活动影响土壤，并对秸秆还田后有机物的分解做出重要贡献[109]。蚯蚓在土壤中的取食活动强烈影响着土壤的物理和生物化学性状，如破碎消化秸秆，使之与土壤矿物质颗粒混合，改善秸秆性质，从而为微生物的活动提供丰富有效的基质，改变土壤微生物的生存环境，增加微生物数量，进而加快秸秆分解和养分释放[110-111]。焦加国等指出蚯蚓活动在表面施加秸秆时对土壤微生物量碳都有显著的促进作用[112]。也有研究发现，在秸秆还田时辅以蚯蚓处理，可加快秸秆的腐解过程[113]。

2.4 三者生态关系及相互作用机制

尽管土壤微生物、酶、动物在秸秆还田培肥土壤中发挥着各自的功能，但三者相互联系、相互影响，共同参与秸秆还田培肥土壤过程。

土壤微生物可以与土壤动物间形成良性循环互动。土壤微生物对秸秆的分解为土壤动物提供了丰富的食物来源；而土壤动物的活动又可大大加速土壤中有机物料的降解，同时扩大微生物的生活空间，增加微生物数量；微生物数量的增加又能进一步促进土壤中有机物的加速分解[110-111]。还有研究表明，在有机物质量较低时，原生动物的捕食作用对细菌固持氮素的释放尤为重要[114]。也有研究认为，微型土壤动物通过选择取食、主动迁移和代谢分泌改变微生物群落结构，加速微生物周转，促进养分和激素释放，调控有机碳积累和稳定性，驱动微生物多样性和功能稳定性。土壤微生物与土壤酶的相互联系体现在土壤微生物是土壤酶的重要来源之一。土壤微生物的变化必然会对土壤酶产生影响，而土壤酶参与的土壤物理、化学性质的改变又会对土壤微生物产生影响，同样也会影响土壤动物[82]。土壤动物对土壤酶的影响体现在一方面它是土壤酶的来源之一，另一方面它对土壤理化性质的改变会对土壤酶活性产生影响，再一方面它可以通过影响微生物从而影响土壤酶[111]。

因此，在秸秆还田培肥土壤过程中，土壤微生物、酶、动物三者既有分工，又有协作，相互联系，相互影响，共同完成秸秆还田对土壤的培肥过程。因此，不考虑土壤微生物、酶、动物的相互联系就不可能全面揭示秸秆还田培肥土壤的机制。

3 研究展望

土壤肥力及其变化趋势是涉及到我国粮食安全、农村经济社会发展和农业可持续发展的重大问题之一。随着人口的不断增加，农业单位土地的承载力日益加重，单位土地上的粮食产出需要不断提高，这就迫切要求广泛推广秸秆还田措施，以培肥土壤，促进粮食持续稳产高产。虽然，国内外针对秸秆还田对土壤的培肥效应及其机制已开展了大量研究，并取得了一定进展，但至今仍不能因地制宜制定合理的秸秆还田措施及配套农艺措施，以充分发挥秸秆还田培肥土壤的功能。今后还应重点在以下6个方面开展深入研究：(1)随着土壤环境的恶化，土壤肥力还应包含土壤中不含有毒物质或者含量在人体健康范围之内。土壤是由土壤颗粒、土壤微生物、土壤动物构成的有机体，有毒物质的存在可能威胁土壤微生物和动物，进而影响土壤的内稳态。而以往秸秆还田对土壤培肥效应的研究主要集中在土壤物理、化学、生物特征方面，因此，未来关于秸秆还田对土壤的培肥效应还应包括对土壤有毒物质的影响。(2)现代农业既要求土壤肥力较高，又要求生产力可持续，同时还要对生态环境友好、有利人体健康，因而秸秆还田的效果也应该是既能提高土壤速效养分含量以维持甚至提高作物产量，又能可持续、平衡地供给作物养分以保证农业可持续，还能减少农田CO2、CH4、NOx等温室气体排放以缓解温室效应，再者还能降低农田有毒物质的毒性以保证食品安全。因而，在制定秸秆还田方式和配套农艺措施时要综合考虑上述几个方面。(3)目前，秸秆还田的研究多集中在秸秆还田对土壤培肥效应的研究，由于研究的不足及秸秆还田对土壤培肥机制的复杂性，关于秸秆还田对土壤的培肥机制还缺乏系统性的阐述，未来有待加强该方面的研究。(4)由于土壤是多种有机体并存的复杂动态生物系统，因此土壤微生物组成对秸秆分解的介入很难精确测定。随着土壤微生物研究技术和手段的改进，秸秆还田下土壤微生物学效应研究将有待深入。揭示秸秆介入农田土壤后微生物组成及区系上的变化，同时明确与土壤肥力提升相关的关键微生物过程，将有助于阐明秸秆还田培肥土壤的微生物学机制。(5)秸秆还田的酶学机制研究目前主要集中于少数的几个酶，且由于土壤酶提取方法的不足导致秸秆还田的酶学机制研究较为浅显粗放。随着土壤酶学研究的发展，秸秆还田的酶学效应研究范围、内容有待进一步拓展与细化。深入研究秸秆养分释放及土壤有机质转化等相关过程的酶学机制，全面揭示土壤酶对土壤肥力提升的贡献，将是秸秆还田条件下土壤酶学效应研究的发展趋势。(6)秸秆还田对土壤肥力的提高是在土壤微生物、酶、动物的共同作用下完成的，三者相互联系，相互影响，共同参与秸秆还田培肥土壤的过程。三者之间的功能差别和联系有待通过长期田间定位试验深入研究，以阐明和完善秸秆还田培肥土壤的相关机制，为合理利用秸秆资源培肥土壤提供理论依据与技术支持。

参考文献：

[1]张福锁，马文奇. 肥料投入水平与养分资源高效利用的关系[J]. 土壤与环境，2000，9(2)：154-157.

[2]张福锁，崔振岭，王激清，等. 中国土壤和植物养分管理现状与改进策略[J]. 植物学通报，2008，24(6)：687-694.

[3]胡鞍钢，鄢一龙. 粮食安全“十三五”规划基本思路[J]. 清华大学学报(哲学社会科学版)，2015，30(5)：158-165.

[4]鲁彩艳，隋跃宇，史 奕，等. 化肥施用对黑龙江省黑土区近50年粮食产量的贡献率[J]. 农业系统科学与综合研究，2006，22(4)：273-275.

[5]詹 卉. 提高耕地质量和土壤肥力的政策思考[J]. 中国农业信息，2015，10(5)：3-4.

[6]高利伟，马 林，张卫峰，等. 中国作物秸秆养分资源数量估算及其利用状况[J]. 农业工程学报，2009，25(7)：173-179.

[7]李万良，刘武仁. 玉米秸秆还田技术研究现状及发展趋势[J]. 吉林农业科学，2007，32(3)：32-34.

[8]毕于运，王亚静，高春雨. 我国秸秆焚烧的现状危害与禁烧管理对策[J]. 安徽农业科学，2009，37(27)：13181-13184.

[9]Moreno-Cornejo J，Zornoza R，Faz A. Carbon and nitrogen mineralization during decomposition of crop residues in a calcareous soil[J]. Geoderma，2014，230-231(7)：58-63.

[10]潘剑玲，代万安，尚占环，等. 秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展[J]. 中国生态农业学报，2013，21(5)：526-535.

[11]郝翔翔，杨春葆，苑亚茹，等. 连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳含量及土壤肥力的影响[J]. 中国农学通报，2013，29(35)：263-269.

[12]Guo J H，Liu X J，Zhang Y，et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science，2010，327(5968)：1008-1010.

[13]黄昌勇. 土壤学[M]. 北京：中国农业出版社，2000.

[14]庄恒扬，刘世平，沈新平，等. 长期少免耕对稻麦产量及土壤有机质与容重的影响[J]. 中国农业科学，1999，32(4)：39-44.

[15]徐永刚，马 强，周 桦，等. 秸秆还田与深松对土壤理化性状和玉米产量的影响[J]. 土壤通报，2015，26(2)：428-432.

[16]孙 皓，刘群松. 大力推广秸秆还田改善农业生态环境[J]. 当代生态农业，1999(3)：47-49.

[17]李新举，张志国. 秸秆覆盖与秸秆翻压还田效果比较[J]. 国土与自然资源研究，1999(1)：43-45.

[18]Guo Z，Wang D Z. Long-term effects of returning wheat straw to croplands on soil compaction and nutrient availability under conventional tillage[J]. Plant，Soil and Environment，2013，59(6)：280-286.

[19]蒋邵农，刘传桃，陈 琦，等. 稻草还田量对土壤肥力和水稻生产的影响[J]. 湖南农业科学，2001(2)：29-30.

[20]王清奎，汪思龙. 土壤团聚体形成与稳定机制及影响因素[J]. 土壤通报，2005，36(3)：415-421.

[21]吴 婕，朱钟麟，郑家国，等. 秸秆覆盖还田对土壤理化性质及作物产量的影响[J]. 西南农业学报，2006，19(2)：192-195.

[22]李爱宗，张仁陟，王 晶. 耕作方式对黄绵土水稳定性团聚体形成的影响[J]. 土壤通报，2008，39(3)：480-484.

[23]马永良，师宏奎，张书奎，等. 玉米秸秆整株全量还田土壤理化性状的变化及其对后茬小麦生长的影响[J]. 中国农业大学学报，2003，8(增刊1)：42-46.

[24]Malhi S，Lemke R. Tillage，crop residue and N fertilizer effects on crop yield，nutrient uptake，soil quality and nitrous oxide gas emissions in a second 4-yr rotation cycle[J]. Soil and Tillage Research，2007，96(1)：269-283.

[25]Limon-Ortega A，Govaerts B，Sayre K D. Crop rotation，wheat straw management，and chicken manure effects on soil quality[J]. Agronomy Journal，2009，101(3)：600-606.

[26]田文科，顾克礼，唐正元，等. 超高茬麦套稻高产栽培技术讲座 第六讲 超高茬麦套稻秸秆自然还田与肥水运筹技术[J]. 上海农业科技，1998(6)：62-64.

[27]Raimbault B，Vyn T. Crop rotation and tillage effects on corn growth and soil structural stability[J]. Agronomy Journal，1991，83(6)：979-985.

[28]Martens D A. Plant residue biochemistry regulates soil carbon cycling and carbon sequestration[J]. Soil Biology and Biochemistry，2000，32(3)：361-369.

[29]Duiker S，Lal R. Crop residue and tillage effects on carbon sequestration in a Luvisol in central Ohio[J]. Soil and Tillage Research，1999，52(1)：73-81.

[30]Zhang M，Sparrow S，Lewis C，et al. Soil properties and barley yield under a twenty-years experiment of tillage，straw management and nitrogen application rate in the sub-arctic area of Alaska[J]. Acta Agriculturae Scandinavica Section B—Soil and Plant Science，2007，57(4)：374-382.

[31]王立刚，李维炯，邱建军，等. 生物有机肥对作物生长，土壤肥力及产量的效应研究[J]. 土壤肥料，2004(5)：12-16.

[32]Gupta R K，Sidhu H S. Nitrogen and residue management effects on agronomic productivity and nitrogen use efficiency in rice-wheat system in Indian Punjab[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems，2009，84(2)：141-154.

[33]汪金平，何圆球，柯建国，等. 厢沟免耕秸秆还田对作物及土壤的影响[J]. 华中农业大学学报，2006，25(2)：123-127.

[34]蔡晓布，钱 成，张 元，等. 西藏中部地区退化土壤秸秆还田的微生物变化特征及其影响[J]. 应用生态学报，2004，15(3)：463-468.

[35]张 鹏，李 涵，贾志宽，等. 秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳含量及土壤碳矿化的影响[J]. 农业环境科学学报，2011，30(12)：2518-2525.

[36]Chen G，Weil R R. Root growth and yield of maize as affected by soil compaction and cover crops[J]. Soil and Tillage Research，2011，117(11)：17-27.

[37]Egashira K，Han J L，Karim A. Evaluation of long-term application of organic residues on accumulation of organic matter and improvement of soil chemical properties in a clay terrace soil of Bangladesh[J]. Journal of the Faculty of Agriculture，Kyushu University，2003，48(1)：227-236.

[38]Thomsen I K，Christensen B T. Yields of wheat and soil carbon and nitrogen contents following long‐term incorporation of barley straw and ryegrass catch crops[J]. Soil Use and Management，2004，20(4)：432-438.

[39]何生保. 农作物秸秆还田的可持续发展探讨[J]. 农业机械，2001(1)：41.

[40]段华平，牛永志，李凤博，等. 耕作方式和秸秆还田对直播稻产量及稻田土壤碳固定的影响[J]. 江苏农业学报，2009，25(3)：706-708.

[41]陈尚洪，朱钟麟，刘定辉，等. 秸秆还田和免耕对土壤养分及碳库管理指数的影响研究[J]. 植物营养与肥料学报，2008，14(4)：806-809.

[42]马永良，崔四平. 玉米秸秆整株原位翻压还田技术研究[J]. 河北农业科学，2000，4(1)：1-8.

[43]张明亮. 桓台县麦套玉米机械化秸秆还田的考察[J]. 作物杂志，1999(6)：33-34.

[44]Tursic I，Husnjak S，Zalac S. Soil compaction as one of the causes of lower tobacco yields in the republic of Croatia[J]. Cereal Research Communications，2008，36：687-690.

[45]Turley D，Phillips M，Johnson P，et al. Long-term straw management effects on yields of sequential wheat (TriticumaestivumL.) crops in clay and silty clay loam soils in England[J]. Soil and Tillage Research，2003，71(1)：59-69.

[46]Liu E，Yan C R，Mei X R，et al. Long-term effect of chemical fertilizer，straw，and manure on soil chemical and biological properties in northwest China[J]. Geoderma，2010，158(3)：173-180.

[47]Tirol‐Padre A，Tsuchiya K，Inubushi K，et al. Enhancing soil quality through residue management in a rice‐wheat system in Fukuoka，Japan[J]. Soil Science & Plant Nutrition，2005，51(6)：849-860.

[48]Munkholm L J，Schjønning P，Rüegg K. Mitigation of subsoil recompaction by light traffic and on-land ploughing：Ⅰ. soil response[J]. Soil and Tillage Research，2005，80(1)：149-158.

[49]刘鹏程，丘华昌. 不同方式秸秆还田培肥土壤的模拟试验[J]. 土壤肥料，1994(6)：19-23.

[50]刘世平，聂新涛，张洪程，等. 稻麦两熟条件下不同土壤耕作方式与秸秆还田效用分析[J]. 农业工程学报，2006，22(7)：48-51.

[51]李孝勇，武 际，朱宏斌，等. 秸秆还田对作物产量及土壤养分的影响[J]. 安徽农业科学，2004，31(5)：870-871.

[52]洪春来，魏幼璋，黄锦法，等. 秸秆全量直接还田对土壤肥力及农田生态环境的影响研究[J]. 浙江农业大学学报，2004，29(6)：627-633.

[53]Kumar S，Pandey D，Rana N. Effect of tillage，rice residue and nitrogen-management practice on yield of wheat (Triticumaestivum) and chemical properties of soil under rice (Oryzasativa)-wheat system[J]. Indian Journal of Agronomy，2004，49(4)：223-225.

[54]谭德水，金继运，黄绍文，等. 不同种植制度下长期施钾与秸秆还田对作物产量和土壤钾素的影响[J]. 中国农业科学，2007，40(1)：133-139.

[55]吴 政. 一年三季秸秆还田培肥增效果研究[J]. 土壤肥料，1994(3)：10-11.

[56]高亚军，朱培立，黄东迈，等. 稻麦轮作条件下长期不同土壤管理对有机质和全氮的影响[J]. 土壤与环境，2000，9(1)：27-30.

[57]劳秀荣，孙伟红，王 真，等. 秸秆还田与化肥配合施用对土壤肥力的影响[J]. 土壤学报，2003，40(4)：618-623.

[58]van Asten P J A，van Bodegom P M，Mulder L M，et al. Effect of straw application on rice yields and nutrient availability on an alkaline and a pH-neutral soil in a Sahelian irrigation scheme[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems，2005，72(3)：255-266.

[59]谭德水，金继运，黄绍文，等. 长期施钾与秸秆还田对华北潮土和褐土区作物产量及土壤钾素的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2008，14(1)：106-112.

[60]梁东丽，李小平，谷 杰. 陕西省主要土壤养分有效性的研究[J]. 西北农业大学学报，2000，28(1)：37-42.

[61]罗珠珠，黄高宝，张仁陟，等. 长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤肥力质量的影响[J]. 中国生态农业学报，2010，18(3)：458-464.

[62]袁家富. 麦田秸秆覆盖效应及增产作用[J]. 中国生态农业学报，1996，4(3)：61-65.

[63]孟凡乔，吴文良，辛德惠. 高产农田土壤有机质、养分的变化规律与作物产量的关系[J]. 植物营养与肥料学报，2000，6(4)：370-374.

[64]Powlson D，Prookes P，Christensen B T. Measurement of soil microbial biomass provides an early indication of changes in total soil organic matter due to straw incorporation[J]. Soil Biology and Biochemistry，1987，19(2)：159-164.

[65]沙 涛，程立忠，王国华，等. 秸秆还田对植烟土壤中微生物结构和数量的影响[J]. 中国烟草科学，2000，21(3)：40-42.

[66]曾广骥，付尚志，金 平. 有机物料对提高土壤肥力的效应分析[J]. 黑龙江农业科学，1988(3)：35-39.

[67]谭周进，李 倩，陈冬林，等. 稻草还田对晚稻土微生物及酶活性的影响[J]. 生态学报，2006，26(10)：3385-3392.

[68]周文新，陈冬林，卜毓坚，等. 稻草还田对土壤微生物群落功能多样性的影响[J]. 环境科学学报，2008，28(2)：326-330.

[69]陈冬林，易镇邪，周文新，等. 不同土壤耕作方式下秸秆还田量对晚稻土壤养分与微生物的影响[J]. 环境科学学报，2010，30(8)：1722-1728.

[70]韩新忠，朱利群，杨敏芳，等. 不同小麦秸秆还田量对水稻生长，土壤微生物生物量及酶活性的影响[J]. 农业环境科学学报，2012，31(11)：2192-2199.

[71]陈 蓓，张仁陟. 免耕与覆盖对土壤微生物数量及组成的影响[J]. 甘肃农业大学学报，2005，39(6)：634-638.

[72]任万军，刘代银，吴锦秀，等. 免耕高留茬抛秧对稻田土壤肥力和微生物群落的影响[J]. 应用生态学报，2009，20(4)：817-822.

[73]许仁良，王建峰，张国良，等. 秸秆、有机肥及氮肥配合使用对水稻土微生物和有机质含量的影响[J]. 生态学报，2010，30(13)：3584-3590.

[74]Kushwaha C，Tripathi S，Singh K. Variations in soil microbial biomass and N availability due to residue and tillage management in a dryland rice agroecosystem[J]. Soil and Tillage Research，2000，56(3)：153-166.

[75]Staley T，郎印海. 耕作方式对土壤微生物生物量影响的研究[J]. 水土保持科技情报，2001(1)：12-13.

[76]Azmal A K M，Marumoto T，Shindo H，et al. Changes in microbial biomass after continuous application of azolla and rice straw in soil[J]. Soil Science and Plant Nutrition，1997，43(4)：811-818.

[77]Ocio J，Brookes P，Jenkinson D. Field incorporation of straw and its effects on soil microbial biomass and soil inorganic N[J]. Soil Biology and Biochemistry，1991，23(2)：171-176.

[78]尚志强，徐 刚，许志强，等. 秸秆还田对烤烟根际微生物种群数量的影响[J]. 内蒙古农业科技，2011(5)：63-66.

[79]Cao N Y，Wang P，Kong C H. Effects of lignin from allelopathic and non-allelopathic rice straws onEchinochloacrus-galli and soil microorganisms[J]. Allelopathy Journal，2008，22(2)：397-402.

[80]张成娥，王栓全. 作物秸秆腐解过程中土壤微生物量的研究[J]. 水土保持学报，2000，14(3)：96-99.

[81]刘建国，卞新民，李彦斌，等. 长期连作和秸秆还田对棉田土壤生物活性的影响[J]. 应用生态学报，2008，19(5)：1027-1032.

[82]张咏梅，周国逸，吴 宁. 土壤酶学的研究进展[J]. 热带亚热带植物学报，2004，12(1)：83-90.

[83]陈强龙. 秸秆还田与肥料配施对土壤氧化还原酶活性影响的研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2009.

[84]黄继川，彭智平，于俊红，等. 施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤酶活性和微生物的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2010，16(2)：348-353.

[85]甄丽莎，谷 洁，高 华，等. 秸秆还田与施肥对土壤酶活性和作物产量的影响[J]. 西北植物学报，2012，32(9)：1811-1818.

[86]Deng S，Tabatabai M. Effect of tillage and residue management on enzyme activities in soils：Ⅲ. phosphatases and arylsulfatase[J]. Biology and Fertility of Soils，1997，24(2)：141-146.

[87]Gaind S，Nain L. Chemical and biological properties of wheat soil in response to paddy straw incorporation and its biodegradation by fungal inoculants[J]. Biodegradation，2007，18(4)：495-503.

[88]朱强根，朱安宁，张佳宝，等. 保护性耕作下土壤动物群落及其与土壤肥力的关系[J]. 农业工程学报，2010，26(2)：70-76.

[89]孙瑞莲，赵秉强，朱鲁生，等. 长期定位施肥对土壤酶活性的影响及其调控土壤肥力的作用[J]. 植物营养与肥料学报，2003，9(4)：406-410.

[90]邱莉萍，刘 军，王益权，等. 土壤酶活性与土壤肥力的关系研究[J]. 植物营养与肥料学报，2004，10(3)：277-280.

[91]肖嫩群，张杨珠，谭周进，等. 稻草还田翻耕对水稻土微生物及酶的影响研究[J]. 世界科技研究与发展，2008，30(2)：192-194.

[92]Bergstrom D，Monreal C，Tomlin A，et al. Interpretation of soil enzyme activities in a comparison of tillage practices along a topographic and textural gradient[J]. Canadian Journal of Soil Science，2000，80(1)：71-79.

[93]张 一，陈 鹏. 吉林省东部山地主要土壤类型及土壤动物[J]. 东北师大学报(自然科学版)，1984，2：82-92.

[94]张志罡，孙继英，胡 波，等. 土壤动物研究综述[J]. 生命科学研究，2006，10(4)：72-75.

[95]曹志平，陈国康，张 凯，等. 不同土壤培肥措施对华北高产农田原生动物丰度的影响[J]. 生态学报，2005，25(11)：2992-2996.

[96]曹志平，乔玉辉，王宝清，等. 不同土壤培肥措施对华北高产农田生态系统蚯蚓种群的影响[J]. 生态学报，2004，24(10)：2302-2306.

[97]王 彗，桂 娟，刘满强，等. 稻草和三叶草分解对微型土壤动物群落的影响[J]. 土壤学报，2015，52(5)：1124-1134.

[98]Catt J A，Henderson I F. Rothamsted experimental station-150 years of agricultural research the longest continuous scientific experiment?[J]. Interdisciplinary Science Reviews，1993，18(4)：365-378.

[99]薛菁芳，高艳梅，汪景宽，等. 土壤微生物量碳氮作为土壤肥力指标的探讨[J]. 土壤通报，2007，38(2)：247-250.

[100]Weber S，Stubner S，Conrad R. Bacterial populations colonizing and degrading rice straw in anoxic paddy soil[J]. Applied and Environmental Microbiology，2001，67(3)：1318-1327.

[101]Tun C C，Kimura M. Microscopic observation of the decomposition process of leaf blade of rice straw and colonizing microorganisms in a Japanese paddy field soil during the cultivation period of paddy rice[J]. Soil Science and Plant Nutrition，2000，46(1)：127-137.

[102]Rogers B，Tate R. Temporal analysis of the soil microbial community along a toposequence in pineland soils[J]. Soil Biology and Biochemistry，2001，33(10)：1389-1401.

[103]Glissmann K，Weber S，Conrad R. Localization of processes involved in methanogenic degradation of rice straw in anoxic paddy soil[J]. Environmental Microbiology，2001，3(8)：502-511.

[104]肖小平，汤海涛，纪雄辉. 稻草还田模式对稻田土壤速效氮、钾含量及晚稻生长的影响[J]. 作物学报，2008，34(8)：1464-1469.

[105]Nannipieri P，Pankhurst C，Doube B，et al. The potential use of soil enzymes as indicators of productivity，sustainability and pollution[J]. Soil Biota：Management in Sustainable Farming Systems，1994：238-244.

[106]曹 慧，孙 辉，杨 浩，等. 土壤酶活性及其对土壤质量的指示研究进展[J]. 应用与环境生物学报，2003，9(1)：105-109.

[107]裴鹏刚，张均华，朱练峰，等. 秸秆还田的土壤酶学及微生物学效应研究进展[J]. 中国农学通报，2014，30(18)：1-7.

[108]尹文英. 土壤动物学研究的回顾与展望[J]. 生物学通报，2001，36(8)：1-3.

[109]Decaöns T，Rangel A，Asakawa N，et al. Carbon and nitrogen dynamics in ageing earthworm casts in grasslands of the eastern plains of Colombia[J]. Biology and Fertility of Soils，1999，30(1/2)：20-28.

[110]Görres J H，Savin M C，Amador J A. Soil micropore structure and carbon mineralization in burrows and casts of an anecic earthworm (Lumbricusterrestris)[J]. Soil Biology and Biochemistry，2001，33(14)：1881-1887.

[111]陶 军，张树杰，焦加国，等. 蚯蚓对秸秆还田土壤细菌生理菌群数量和酶活性的影响[J]. 生态学报，2010，30(5)：1306-1311.

[112]焦加国，朱 玲，李辉信，等. 蚯蚓活动和秸秆施用方式对土壤生物学性质的动态影响[J]. 水土保持学报，2012，26(1)：209-213.

[113]Lavelle P，Martin A. Small-scale and large-scale effects of endogeic earthworms on soil organic matter dynamics in soils of the humid tropics[J]. Soil Biology and Biochemistry，1992，24(12)：1491-1498.

[114]Koller R，Robin C，Bonkowski M，et al. Litter quality as driving factor for plant nutrition via grazing of protozoa on soil microorganisms[J]. FEMS Microbiology Ecology，2013，85(2)：241-250.