張婧 陳慶鋒 劉偉 李青 高新國 馬君健

摘要：秸稈綜合利用和鹽堿地改良是目前農(nóng)業(yè)研究的主要挑戰(zhàn)之一。本文綜述了秸稈還田對鹽堿地的影響，主要從秸稈不同還田方式、還田量等對土壤理化性質、土壤微生物及酶活性、作物生長特性和產(chǎn)量影響等角度進行綜述?？傮w而言，秸稈還田可以使鹽堿地土壤容重降低，抑制鹽堿地土壤水分蒸發(fā)，降低土壤鹽分含量，改善土壤養(yǎng)分供應，增加微生物數(shù)量和酶活性，提高作物產(chǎn)量等。目前秸稈還田改良鹽堿地室內(nèi)試驗較多，連續(xù)多年大田試驗較少，室內(nèi)試驗無法模擬野外鹽堿地受當?shù)赝寥佬再|、氣候等多因素影響情況，使得研究結果在實際應用中效果較差。此外，鹽堿地改良是一項復雜工程，實際應用中要綜合治理，及時調整和完善改良措施，使其能有效推廣到農(nóng)業(yè)實際生產(chǎn)中。

關鍵詞：秸稈還田;鹽堿地;土壤質量;作物生長;研究進展

中圖分類號：S156.4+4;X712 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2022）11-0013-10

收稿日期：2021-08-05

基金項目：山東省重大科技創(chuàng)新工程（編號：2019JZZY010723）;山東省泰山學者青年專家經(jīng)費（編號：tsqn201812086）;齊魯工業(yè)大學（山東省科學院）科教產(chǎn)融合創(chuàng)新試點工程（編號：2020KJC-ZD13）。

作者簡介：張 婧（1983—），女，山東濟南人，碩士，工程師，主要從事環(huán)境污染修復研究。E-mail：J.Zhang@qlu.edu.cn。

通信作者：劉 偉，博士，高級工程師，主要從事環(huán)境生物學研究。E-mail：ll_liuwei@163.com。

鹽堿地（或鹽堿土、鹽漬土）包括鹽化土壤、堿化土壤、鹽土和堿土，其特征是鹽堿成分較高，抑制植物生長，甚至使植物無法成活。據(jù)統(tǒng)計，全世界鹽堿地面積為9.543 8億hm，我國鹽堿地總面積約有9 913萬hm，主要分布在東北、華北、西北以及沿海地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，世界上近20%的灌溉土地正受到土壤鹽堿化的威脅，土壤高鹽度已嚴重威脅農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

我國秸稈年產(chǎn)量在7億t以上，主要秸稈有小麥、水稻、棉花等，秸稈富含N、P、K等營養(yǎng)元素，目前有近5億t秸稈被廣泛用于生產(chǎn)肥料、燃料、工業(yè)原料、飼料等，尚有2.45億t左右的秸稈被棄置亂堆、焚燒。未利用秸稈帶來了資源浪費及環(huán)境污染問題，秸稈處置問題迫切需要解決。

近年來，國內(nèi)外研究人員針對秸稈改良鹽堿地進行了大量的研究，并取得了一定成果。秸稈還田使未利用秸稈資源得到利用，同時還可以改善土壤質量、實現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)。本文將從秸稈還田方式、還田量以及秸稈還田對土壤及作物生長情況等產(chǎn)生的影響進行總結，旨在為秸稈還田改良鹽堿地的研究和推廣提供參考。

1 秸稈還田利用方式

秸稈還田改良鹽堿地試驗一般選擇當?shù)胤N植作物的秸稈，包括棉花、小麥、水稻、玉米及蘆葦秸稈等。秸稈還田利用方式主要有直接還田、間接還田和綜合利用。

直接還田主要包括秸稈表層覆蓋還田、秸稈翻壓還田及秸稈深層填埋等。秸稈直接還田研究方向主要集中在秸稈不同填埋深度及不同填埋量對鹽堿地土壤水鹽運移及理化特性、作物生長、土壤微生物數(shù)量、土壤酶活性等的影響，還有部分研究比較覆秸稈、覆沙、施加脫硫石膏、施加粉煤灰、覆地膜等不同方式，以及將不同改良方式進行組合，探討其對鹽堿地的改良效果。

間接還田是將秸稈處理后再還田的一種方式。間接還田主要包括漚制還田、堆腐還田及過腹還田。秸稈間接還田研究方向主要為腐熟或發(fā)酵秸稈、生物炭、糞便等還田后對鹽堿地土壤理化性質、土壤微生物及作物生長等產(chǎn)生的影響。

綜合還田是將秸稈直接還田與間接還田相結合的一種還田方式。綜合還田研究方向主要為秸稈與腐熟或發(fā)酵秸稈、動物糞便等以不同比例配施還田對土壤理化性質、土壤微生物和作物生長等產(chǎn)生的影響。

2 秸稈還田對鹽堿地土壤理化性質的影響

2.1 秸稈還田對鹽堿地土壤物理性質的影響

土壤物理性質制約土壤肥力水平，良好的土壤物理性質有利于作物扎根和根系的延伸，同時土壤物理性質也與土壤的化學性質及生物學性質關系密切。土壤物理性質包括土壤結構、容重、水分、孔隙度、團聚體組成等。鹽堿地土壤容重高、結構粘滯、團粒結構少、透水透氣性較差。秸稈還田改變了土壤物理結構，使土壤容重降低，孔隙度增加，促進了土壤團聚體的形成，提高了土壤蓄水保水能力。

2.1.1 秸稈還田對土壤水分的影響

秸稈表層覆蓋使上層土壤水分蒸散速度減慢，抑制了土壤表面水分蒸發(fā)散失，秸稈深埋能夠改善土壤結構，阻止水分下滲，限制深層土壤水分蒸發(fā)。Cao等研究發(fā)現(xiàn)，在土壤滲透方面，秸稈覆蓋滲透率高于秸稈深埋，秸稈深埋會阻礙水分下滲，但就減少土壤水分蒸發(fā)而言，初期秸稈覆蓋好于秸稈深埋，但后期由于秸稈深埋限制了深層土壤的蒸發(fā)消耗，使得秸稈深埋好于秸稈覆蓋。趙永敢等研究認為，在植物生長不同時期，受降雨影響，秸稈表層覆蓋和填埋對土層含水量變化產(chǎn)生不同影響。Zhao等研究表明，秸稈覆蓋+秸稈填埋大大增加了0～40 cm深度土壤含水率，使其在向日葵生長季節(jié)土壤含水率大于秸稈填埋，但由于填埋秸稈層阻礙了深層土壤水向上供給，使得隨后季節(jié)秸稈覆蓋+填埋處理土壤含水率小于秸稈覆蓋，后期降水量增加，秸稈填埋層阻止水分下滲，有效保存雨水，使土壤含水量增加，含水量大于秸稈覆蓋。李芙榮研究表明，秸稈填埋深度越深，土壤含水率越高，原因是秸稈填埋深度較淺時，會阻斷土壤毛細管的連續(xù)性，使表層土壤水分更容易蒸發(fā)消耗，而填埋深度深時，對土壤孔隙度和滲透性的改善作用更加顯著，使得土壤含水率更高。王靜等研究表明，秸稈還田+腐熟劑較秸稈還田處理土壤含水量提高了1.88%～10.80%。原因可能是腐熟劑的添加加速了秸稈分解，增加了土壤有機質，改善土壤結構，降低土壤容重，從而提高了土壤保水能力。

不同秸稈還田量對土壤水分的影響不同。王曼華等研究認為，秸稈表層覆蓋量越大，對水分蒸發(fā)抑制越顯著，秸稈覆蓋量與填埋量之比為2∶1時，抑制土壤水分蒸發(fā)效果最好。孫博等研究表明，秸稈覆蓋量越多，土壤蒸發(fā)量越小，當秸稈覆蓋量達0.75 kg/m時，秸稈抑制土壤水分蒸發(fā)效果趨于穩(wěn)定。

2.1.2 秸稈還田對鹽堿地土壤容重、土壤孔隙度及其他物理特性的影響

秸稈還田可以降低土壤容重，增加土壤孔隙度及土壤滲透系數(shù)。李芙榮研究認為，在降低土壤容重和提高土壤孔隙度方面，秸稈表層覆蓋+深層填埋效果優(yōu)于秸稈表層覆蓋和秸稈深層填埋，原因是秸稈覆蓋能夠降低降水對地表的沖刷，減輕陽光暴曬，減少地表徑流，從而能夠減少破壞表層土壤，秸稈深層填埋對秸稈層以上的土壤剖面有疏松效果，從而改善土壤結構。宋楠等研究表明，秸稈還田量越多，土壤容重越低，孔隙度越高，土壤緊實度也有降低趨勢。鄭悅還通過對比試驗表明，還田量相同條件下，秸稈還田土壤容重低于生物炭還田，這可能與秸稈體積較大、透水速度較快有關。另外，王靜等研究表明，在降低土壤容重方面，秸稈還田+腐熟劑處理優(yōu)于秸稈直接還田。

土壤大團聚體所占比例高是土壤肥沃的標志之一。秦都林等研究認為，秸稈還田使表層土大于5 mm土壤大團聚體含量顯著增加，小于 0.25 mm 土壤微團聚體含量顯著降低，原因是秸稈還田提高了土壤有機質，促使土壤中微團聚體向大團聚體轉化。何瑞成等研究認為，土壤中施加顆粒秸稈、牧草及羊糞等處理后，使粒徑大于 0.25 mm 的水穩(wěn)性團聚體含量增加，提高了土壤水穩(wěn)性團聚體的穩(wěn)定性，改善了水穩(wěn)性團聚體的形態(tài)，原因可能是秸稈等還田后，為土壤提供碳源，使有機碳含量增加，利于土壤團聚體形成，此外秸稈等還田后提高了微生物數(shù)量及活性，間接促進水穩(wěn)性團聚體的形成和穩(wěn)定性。王靜等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田+腐熟劑增加了大于0.25 mm土壤風干團聚體含量，降低了小于0.25 mm風干團聚體含量。楊華等研究發(fā)現(xiàn)，接種土著微生物+半腐熟玉米秸稈+牛糞處理土壤團聚體形成效果好于外源微生物+腐熟有機肥，產(chǎn)生了0.62%的>2 mm大團聚體，同時使0.25～2 mm團聚體的形成比例增加，原因可能是半腐熟秸稈的添加，為微生物代謝提供了物質基礎，微生物分解有機質，促進了團聚體的形成。

秸稈還田對鹽堿地土壤物理性質改善主要機理是秸稈還田抑制土壤水分蒸發(fā)，起到保水效果，同時秸稈還田可以疏松土壤，提高土壤孔隙度及通氣性，降低土壤容重及土壤緊實度，提高土壤有機質，促進土壤大團聚體的形成，從而提高了土壤結構的穩(wěn)定性。

2.2 秸稈還田對土壤化學性質的影響

2.2.1 秸稈還田對土壤鹽分調控作用

秸稈還田能夠抑制鹽分向土壤表層聚積，降低土壤鹽分含量，對增進土壤脫鹽和控制土壤返鹽有良好效果。秸稈不同還田方式對土壤鹽分的空間分布影響不同，秸稈表層覆蓋降低水分蒸發(fā)，減少土壤鹽分表聚，其抑鹽效果主要在土壤表層，秸稈深層填埋能抑制秸稈層以下鹽分向上運移，但造成了秸稈上層鹽分運移加快，對表層積鹽現(xiàn)象改善效果不佳，甚至表層含鹽量略高于秸稈表層覆蓋。秸稈表層覆蓋結合深埋處理可以阻斷水分蒸發(fā)，從而有效抑制秸稈下層鹽分向上運移，同時也能抑制鹽分向表層運移。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋可以顯著降低0～20 cm土層含鹽量，但20～40 cm土層含鹽量有所增加，原因可能是秸稈覆蓋可以保存水分，減少地表徑流，促進水分下滲，將表層土壤中積累的鹽分淋洗到更深的土層中。同時研究還發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋+填埋方式下土壤表層含鹽量低于秸稈覆蓋。秸稈填埋可使土壤表層鹽含量降低12.1%～56.4%，原因可能是秸稈填埋層阻止水分下滲，延長了水分在填埋層以上的停留時間，促進了可溶性鹽離子交換和吸收，使土壤中鹽分充分溶解，提高了淋鹽效率，溶解后的鹽分隨水下移到填埋層以下。此外，填埋層切斷了土壤毛細管，減少水分蒸發(fā)，從而防止地下水和深層土壤中的溶解鹽上升到土壤表層。王曼華等研究表明，從抑鹽效果方面來看，上蓋地膜+下埋秸稈>上蓋秸稈+下埋秸稈>地膜覆蓋>秸稈深埋，地膜覆蓋由于在地表形成不透氣阻隔層，使水分蒸發(fā)減少，同時秸稈填埋層阻礙了深層土壤鹽分隨水上移，使地表土壤鹽分含量降低，但是地膜覆蓋容易對土壤造成污染，秸稈雙層覆蓋可能是一種更好的鹽堿地改良方式。

秸稈不同還田量對土壤抑鹽效果不同，大多數(shù)研究認為秸稈還田量越大，對土壤抑鹽效果越好，且表層土的脫鹽率好于深層土，具體見表1。其機理可能是秸稈覆蓋抑制土壤表層水分蒸發(fā)，秸稈覆蓋量越小，土壤水分蒸發(fā)量越大，其累積含鹽量也越大，秸稈覆蓋量增加，高返鹽率土層逐漸下移，鹽分表聚性逐漸減弱，同時秸稈填埋可以切斷土壤毛細管，填埋量越大，從深層土壤中上升的水越少，而且秸稈層一旦干燥，沒有有效的水力連接，大多數(shù)鹽分進入深層土壤后，往往不會再返回表層土壤。但也有部分研究認為，秸稈還田量越大，土壤含鹽量越高，其機理尚未可知。因此，應進一步研究秸稈還田量與土壤鹽分含量的關系。

在相同秸稈還田量對土壤脫鹽效果方面，不同研究有所差異，這可能與當?shù)赝寥罈l件、氣候條件、地下水等有關。

有部分學者研究灌溉與秸稈填埋共同作用對鹽堿地土壤脫鹽效果的影響。盧闖等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈填埋+常規(guī)春灌水量和秸稈填埋+90%常規(guī)春灌水量處理脫鹽效果都比較好，鹽分淋洗深度可以達到50～60 cm，缺水地區(qū)可以選擇秸稈填埋+90%常規(guī)春灌水量處理。Pang等研究發(fā)現(xiàn)，灌溉微咸水（或咸水）+秸稈覆蓋處理具有較好的脫鹽效果，表層土鹽分增幅顯著低于只灌溉微咸水（不覆蓋秸稈）處理，與覆蓋處理相比，不覆蓋處理樣點表層土壤鹽分平均增加了20%。上述研究結果對淡水缺乏地區(qū)農(nóng)田灌溉具有指導意義，但是上述研究缺乏長期連續(xù)試驗，需從農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展角度進一步加強試驗研究。

不同秸稈還田方式對土壤的抑鹽效果不同。徐國鳳等研究認為，秸稈和羊糞還田均可以降低土壤全鹽含量，但是羊糞處理降鹽效果更顯著，原因可能是試驗種植的夏玉米生長周期短，秸稈未能完全腐解，土壤養(yǎng)分提高較小，而羊糞的施加顯著增加了土壤養(yǎng)分，改善了土壤結構，降鹽效果較好。王靜等研究認為，秸稈還田配施不同秸稈腐熟劑對降低全鹽量效果優(yōu)于秸稈直接還田，原因可能是秸稈還田+腐熟劑，使秸稈腐熟速度加快，土壤養(yǎng)分增加，使土壤物理性質得到改善，從而降鹽效果較好。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)，生物炭施用顯著降低了0～40 cm土層鹽含量和Na+濃度，其機理可能是生物炭具有多孔性、較大的比表面積及較強的羥基吸附能力，施用生物炭可以增加鹽、鈉的淋溶量，生物炭中富含Ca、Mg，能夠代換土壤膠體吸附的Na+。此外，生物炭的添加還阻礙了土壤返鹽。

2.2.2 秸稈還田對鹽堿地土壤pH值的調控作用

李芙榮等研究認為，秸稈還田可以降低土壤pH值，其機理可能有以下幾種情況：（1）交換性鈉被其他離子交換淋洗到深層;（2）秸稈在腐解過程中，能夠產(chǎn)生有機酸，中和土壤堿性鹽類;（3）秸稈還田可以疏松土壤，增加土壤氣體與空氣的交換，加快作物根系生長，呼吸作用產(chǎn)生的CO溶于水產(chǎn)生H+，此外根系分泌物也會降低pH值;（4）秸稈還田增加了土壤微生物數(shù)量，提高了土壤酶活性，改善了土壤生物性狀，從而降低其pH值。但秦都林等研究表明，秸稈還田有降低土壤pH值的趨勢，但還未達到顯著差異水平。因此，還需要對秸稈還田對鹽堿地pH值的影響方面進行深入研究。

不同秸稈還田方式對土壤pH值的降低效果不同。徐國鳳等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈和羊糞還田均可以降低土壤pH值，其中羊糞處理土壤pH值降低效果顯著，原因可能是施加羊糞后，在土壤微生物及土壤酶活性影響下，產(chǎn)生了大量有機酸，使土壤pH值下降。徐娜娜研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵秸稈對土壤pH值降低效果優(yōu)于直接添加秸稈，原因是發(fā)酵秸稈的添加提高了土壤微生物數(shù)量及微生物活性，提高土壤呼吸強度，使土壤中HCO-以CO的形式排出，降低了土壤pH值。

2.2.3 秸稈還田對鹽堿地土壤養(yǎng)分的影響

秸稈中含有大量的碳、氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，其還田后可以改善鹽堿地土壤養(yǎng)分供應，提高土壤有機碳、有機質和養(yǎng)分含量。Duiker等研究發(fā)現(xiàn)，土壤有機碳含量與秸稈施用量存在正線性相關關系。Huo等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過4年秸稈填埋還田使0～40 cm土層有機碳含量提高10.78%，0～60 cm 土層平均可溶性有機碳（DOC）提高37.45%。秦都林等研究表明，秸稈旋耕還田顯著提高了0～20 cm土層土壤有機質、速效鉀含量，降低了0～20 cm土層速效磷含量，對20～60 cm 土層含量無顯著影響，原因可能是秸稈還田為土壤提供了豐富的C、N、P、K等營養(yǎng)物質，提高了土壤有機質含量、土壤微生物及酶活性，增加了土壤中有效養(yǎng)分含量。速效磷含量降低的原因可能是棉花秸稈中磷含量比較低，秸稈腐解釋放到土壤后被土壤顆粒吸附固定，此外秸稈還田導致作物長勢變好，增加了對養(yǎng)分的需求，導致土壤中速效磷含量降低。土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量有顯著提高，原因可能是秸稈還田改善了土壤環(huán)境，減弱了降雨的淋洗作用，此外秸稈還田為土壤異養(yǎng)微生物活動提供碳源，促進土壤氮的礦化作用，進而增加了土壤中硝態(tài)氮及銨態(tài)氮含量。

不同秸稈還田方式對土壤肥力的影響不同。徐國鳳等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈、生物有機肥和羊糞還田均可以提高土壤表層養(yǎng)分含量，但是羊糞、生物有機肥處理效果顯著，原因可能是還田時間較短，秸稈尚未完全腐解。葛云等研究表明，秸稈粉碎填埋+秸稈覆蓋、秸稈覆蓋、秸稈粉碎填埋處理土壤有機質分別提高了60.14%、59.76%、40.02%。陳曉東等研究發(fā)現(xiàn)，正常秸稈、顆粒秸稈等都可以提高鹽堿地土壤腐殖質含量，顆粒秸稈在提高各結合形態(tài)腐殖質含量方面優(yōu)于其他處理，原因可能是顆粒秸稈經(jīng)粉碎和高溫、高壓處理，其較正常秸稈更容易腐解。

關于施加發(fā)酵秸稈與未發(fā)酵秸稈對土壤養(yǎng)分的影響，目前的研究結論并不完全統(tǒng)一。如韓劍宏等研究玉米秸稈與污泥以不同比例混合發(fā)酵、以不同量施加到鹽堿地后，鹽堿地中有機質、速效磷、速效鉀、速效氮含量均比施加未發(fā)酵秸稈高，原因可能是施加未發(fā)酵秸稈，其腐解過程中需要養(yǎng)分;但是速效氮含量對比未施加前原土含量有所降低，速效磷含量變化不大，原因可能是，微生物利用秸稈腐解產(chǎn)生的N作為營養(yǎng)物質，另外秸稈中P含量較低，對土壤磷含量的作用不明顯。徐娜娜研究發(fā)現(xiàn)，施加纖維素降解菌的發(fā)酵秸稈比未發(fā)酵秸稈土壤有機質、全鉀、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效鉀等顯著增加;而周曉飛研究則表明，施加纖維素降解菌的發(fā)酵秸稈比未發(fā)酵秸稈土壤有機質、速效磷含量顯著增加，速效鉀變化不大，速效氮部分處理增加、部分處理降低。王靜等研究發(fā)現(xiàn)，施加秸稈+腐熟劑比施加未發(fā)酵秸稈土壤有機質、全氮、堿解氮含量顯著增加，但速效磷、速效鉀含量降低。

3 秸稈還田對鹽堿地土壤微生物及酶活性的影響

3.1 秸稈還田對鹽堿地土壤微生物數(shù)量的影響

秸稈還田能夠增加鹽堿地土壤微生物數(shù)量，調節(jié)土壤中微生物群落結構，顯著增加土壤微生物群落的豐富度及其對碳源的利用能力等。何瑞成等研究發(fā)現(xiàn)，施加顆粒秸稈、秸稈、牧草、羊糞等處理與原土相比，其細菌、真菌、放線菌數(shù)量分別提高了73.82%～142.41%、87.95%～256.92%、7.81%～59.75%，其機理可能如下：（1）秸稈還田為微生物生長提供了大量的C、N作為能源，提高了鹽堿地的C/N，促進了微生物的生長和繁殖，提高其活性;（2）秸稈還田降低土壤容重，增加土壤孔隙度，改善了土壤結構、微生物生存環(huán)境，利于微生物繁殖和生長。此外，李鳳霞等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后土壤細菌及真菌所占微生物總數(shù)比例均有所增加，但放線菌比例有所降低，具體原因尚不明確。

范富等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田量越大，土壤中細菌、真菌及放線菌的數(shù)量越多;秸稈填埋深度越深，土壤中細菌、真菌及放線菌的數(shù)量越少。原因可能是秸稈還田為微生物生長提供碳、氮等元素，改善土壤結構，同時適宜的填埋深度保證空氣流通，有利于細菌、真菌及放線菌生長。

Li等研究發(fā)現(xiàn)，與秸稈覆蓋+填埋及秸稈填埋相比，地膜覆蓋+秸稈填埋可顯著提高鹽堿地土壤細菌、真菌及放線菌數(shù)量，提高了細菌群落多樣性，原因是地膜覆蓋+秸稈填埋提高了表層土壤溫度，降低了土壤鹽分含量，改善了微生物生長環(huán)境。

3.2 秸稈還田對鹽堿地土壤微生物生物量碳氮及土壤呼吸強度的影響

土壤微生物量碳氮及土壤呼吸強度是反映土壤微生物活性的重要指標。何瑞成等研究發(fā)現(xiàn)，添加顆粒秸稈、正常秸稈、羊糞和牧草均可以顯著提高土壤微生物生物量碳氮，其中添加顆粒秸稈效果最顯著，使土壤微生物生物量碳、氮含量分別提高了63.21%、46.02%。徐娜娜研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，直接施加秸稈粉使土壤微生物生物量碳氮減少，但施加發(fā)酵秸稈使土壤微生物生物量碳氮增加，其中微生物生物量氮與對照差異顯著，原因是施加發(fā)酵秸稈后，提高了土壤轉化酶活性，使土壤中氮素增加。Huo等研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，地膜覆蓋+秸稈填埋、秸稈填埋處理在第1年可使0～60 cm 土壤微生物生物量碳含量分別提高102.65%、48.13%，第2年分別提高52.49%、24.63%，原因可能是秸稈還田為土壤提供碳源，促進微生物繁殖，地膜覆蓋使土壤水熱條件得到改善，也有利于微生物的增殖。但是地膜或秸稈連續(xù)使用下，土壤微生物生物量碳含量呈下降趨勢，這可能是由于土壤水分、鹽分、溫度等環(huán)境的變化，使得微生物數(shù)量減少，此外，隨著還田年限增加，土壤團聚體穩(wěn)定性增加，為顆粒有機碳提供更好的保護，使其更不容易被微生物利用。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)秸稈還田可以提高土壤呼吸強度。秸稈還田對鹽堿地土壤微生物生物量碳氮及土壤呼吸強度影響機理可能為：秸稈還田改善了土壤物理性狀，提高了土壤有機質含量，提高了土壤C/N，從而提高了微生物活性，促進植物根系生長，進而提高土壤微生物生物量碳、氮含量及促進土壤呼吸。

3.3 秸稈還田對鹽堿地土壤酶活性的影響

秸稈還田可對土壤酶活性產(chǎn)生影響。王雙磊研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田可以顯著提高0～20 cm土層蔗糖酶、脲酶及過氧化氫酶活性，但對20～60 cm土層無顯著影響，這可能與深層土壤微生物數(shù)量及動植物活體或殘體數(shù)量較少有關。何瑞成等研究發(fā)現(xiàn)，施加顆粒秸稈、正常秸稈、牧草、羊糞等處理與未施加有機物料相比，其過氧化氫酶、轉化酶、纖維素酶活性分別提高了11.42%～18.03%、19.11%～23.22%、69.01%～79.32%，其中顆粒秸稈處理效果最好，原因可能是：秸稈還田增加了微生物數(shù)量，提高了其活性，使微生物分泌物增加，另外施加顆粒秸稈使得土壤大小空隙分布均勻，提高了植物根系活力，從而提高土壤酶活性。韓劍宏等研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵及未發(fā)酵秸稈還田均可提高堿性磷酸酶、脲酶、纖維素酶和過氧化氫酶的活性，其中發(fā)酵秸稈效果最好，原因可能是：施加未發(fā)酵秸稈后，其腐解過程消耗部分養(yǎng)分，而發(fā)酵后的秸稈施加后可以直接作為有機肥料，為土壤微生物提供營養(yǎng)，也可以作為土壤酶的良好基質。

不同秸稈還田量對土壤酶活性影響不同。范富等研究發(fā)現(xiàn)，隨著秸稈還田量增加，脲酶、蛋白酶、淀粉酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶活性增強。薩如拉等研究發(fā)現(xiàn)，添加秸稈腐熟劑處理土壤酶活性一般高于未添加處理，其中秸稈還田量高時，堿性磷酸酶和纖維素酶活性較高，其機理可能是：秸稈還田量高的情況下，改變了土壤微生物群落結構，提高了大多數(shù)水解酶活性。

此外還有研究學者對比分析了秸稈還田與秸稈生物炭還田對土壤微生物和酶活性影響。田小平等研究發(fā)現(xiàn)，添加秸稈生物炭和秸稈均可以提高鹽堿地土壤微生物多樣性，其中添加秸稈效果較好，另外添加秸稈顯著提高了土壤β-葡萄糖苷酶和土壤脫氫酶的活性，而秸稈生物炭則有一定的抑制作用，其原因可能是：秸稈含有更多易被微生物降解的有機物，進而促進微生物生長，提高其酶活性，而生物炭中的碳結構穩(wěn)定，不容易被微生物利用，因此抑制了微生物生長，使酶活性降低。

綜上所述，秸稈還田提高酶活性機理可能有以下幾種情況：（1）秸稈還田可以調節(jié)土壤表層土溫，溫度低時產(chǎn)生增溫效應，溫度高時產(chǎn)生降溫效應，能夠為酶促反應提供適合的溫度。（2）秸稈還田可以提高土壤微生物數(shù)量及其活性，從而提高了包括土壤酶在內(nèi)的分泌物數(shù)量。

4 秸稈還田對鹽堿地作物生長特性及產(chǎn)量的影響

秸稈還田可以提高作物出苗率、產(chǎn)量、株高等。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)，與未填埋秸稈處理相比，秸稈填埋可使向日葵生物量提高4.9%～12.9%，種子產(chǎn)量提高11.6%～12.1%。秦都林等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田可顯著提高棉花籽棉、皮棉產(chǎn)量。李鳳霞等研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿地施加秸稈后，增加了苜蓿株高和干質量，并且隨著苜蓿生長年限的增加，產(chǎn)量也在增加，其機理主要是秸稈還田改善了土壤理化性質，提高了土壤養(yǎng)分含量，從而促進作物生長，提高其產(chǎn)量等。

作物生長與秸稈填埋量相關，秸稈填埋量越大，作物出苗率、產(chǎn)量等越大（表2）。范富等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈用量越大，大麥的出苗率越高，其平均株高及產(chǎn)量也越高，其原因是秸稈用量的增加，改善了鹽堿地土壤理化性質、肥力狀況，改善了作物生長環(huán)境。李斌等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田量越大，油菜根長和根體積也越大，原因可能是隨著秸稈還田量的增加，對土壤理化性質改善效果越明顯，從而更能促進作物生長。

不同秸稈還田方式對作物生長產(chǎn)生的影響不同。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋+填埋處理向日葵株高和葉面積指數(shù)大于秸稈覆蓋，原因是秸稈覆蓋+填埋處理對土壤理化性質改善效果更好。趙永敢等研究發(fā)現(xiàn)，上蓋地膜+下埋秸稈促進食葵生長發(fā)育，積累了較多干物質，其原因是上蓋地膜+下埋秸稈處理使食葵生長前期土壤水分含量充足，整個生長期土壤鹽分含量較低，為食葵生長提供了較好的環(huán)境;上蓋秸稈+下埋秸稈在生長前期可以促進食葵生長發(fā)育，效果不如上蓋地膜下埋秸稈顯著，后期長勢減緩，干物質積累減少，其原因是后期土壤鹽分含量上升，使凈光合速率降低，從而影響干物質積累;秸稈深埋在生育期內(nèi)土壤鹽分含量較高，后期土壤水分含量較低，凈光合速率較低，抑制了食葵生長，干物質積累較少。徐國鳳等研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿地施加羊糞及秸稈均可以提高玉米產(chǎn)量，其中羊糞可以增產(chǎn)15.2%，秸稈可以增產(chǎn)7.6%。何瑞成等研究發(fā)現(xiàn)，施加有機物料可以顯著提高水稻穗長、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、產(chǎn)量、結實率、千粒質量，施加牧草處理水稻穗長最長、結實率最高，施加顆粒型秸稈水稻有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、千粒質量及產(chǎn)量最高，均優(yōu)于施加正常秸稈、牧草以及羊糞，其原因可能是秸稈還田提高土壤微生物數(shù)量及其活性，微生物能夠分解土壤中微量營養(yǎng)元素，為作物提供養(yǎng)分，促進作物發(fā)育，增加其產(chǎn)量。

秸稈與有機肥、腐熟劑或菌肥配施處理可以提高作物產(chǎn)量等。馬飛等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈及有機肥施用可以顯著提高春小麥株高、穗干質量、葉干質量、莖干質量及總生物量，其原因可能是秸稈還田改善土壤理化性質，提供植物生長所需的養(yǎng)分，此外秸稈還田能提高植物光合速率，從而促進植物生長。秸稈+有機肥配施還田春小麥生長及總生物量顯著高于單獨秸稈還田和施用有機肥，其原因可能是生物肥中的微生物可以加快秸稈的腐熟，從而充分釋放秸稈中的養(yǎng)分。盧培娜等研究發(fā)現(xiàn)，腐熟秸稈還田、施加菌肥及腐熟秸稈+菌肥還田可以增加燕麥株高、根長，提高根系活力，促進干物質積累，提高燕麥葉片凈光合速率、蒸騰速率及燕麥葉片氣孔導度，提高燕麥葉片SPAD值，提高燕麥小穗數(shù)、千粒質量、籽粒產(chǎn)量和鮮干草產(chǎn)量，其中腐熟秸稈還田+1 500 kg/hm菌肥效果最好，其原因為腐熟秸稈還田后，產(chǎn)生的腐植酸為微生物提供了豐富的C、N，從而加速微生物礦化作用，提高土壤酶活性。

綜上所述，秸稈還田影響作物生長、提高作物產(chǎn)量，其機理為：秸稈還田改善了土壤理化性質，提高了土壤養(yǎng)分含量，使土壤微生物數(shù)量增加，提高了土壤酶活性，從而促進作物生長，提高其產(chǎn)量。

5 展望

通過對秸稈還田改良鹽堿地研究結果的概述，發(fā)現(xiàn)目前研究還存在一些不足之處，今后的研究應該注重以下幾個方面：（1）目前研究多為短期研究（<5年），且以室內(nèi)試驗為主，連續(xù)多年大田試驗較少。室內(nèi)試驗無法模擬野外鹽堿地受當?shù)赝寥佬再|、氣候等多因素影響情況，使得研究結果在實際應用中效果較差。另外，鹽堿地改良是一個漫長的過程，目前的短期研究無法反映土壤改良的后續(xù)效應。（2）鹽堿地水鹽運移是一個動態(tài)過程，應加強跟蹤監(jiān)測，同時根據(jù)不同土壤類型等，構建模型體系，綜合評價不同秸稈還田量及還田方式改良效果，篩選出最佳還田模式，以利于后期推廣應用。（3）目前秸稈還田對鹽堿地土壤理化性質影響機理研究不夠深入，應進一步加強研究。（4）秸稈還田后對鹽堿地土壤微生物等產(chǎn)生影響，從而影響土壤結構和功能，需要進一步開展秸稈還田-土壤微生物-作物生長相互作用等研究。（5）目前對于秸稈還田成本與經(jīng)濟效益研究較少，以后應研究多種有機物料如何配施，使改良效果最佳、經(jīng)濟效益最大。

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