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中国作物秸秆资源丰富,是重要的物质和能量载体。作物秸秆中富含氮、磷、钾的等营养元素,秸秆还田对改善农田土壤品质,提高作物产量意义重大。近几年来,随着中国粮食作物产量的大幅提高,作物秸秆产量也在不断增加。我国作物秸秆还田率却不足50%,与欧美发达国家仍存在一定的差距。不适宜的秸秆还田方式不仅会增加生产成本,而且会引起农田土壤病虫害的蔓延,在一定程度上限制了秸秆还田率的提高。此外,秸秆还田方式不同,农田温室气体排也会有所差异。因此,秸秆还田方式的合理与否对提高中国作物秸秆还田率和减少温室气体排放意义重大。本研究以长江中下游区稻麦轮作农田为研究对象,于2014年11月-2015年11月在江苏省南京市江宁区淳化镇青龙社区试验基地,通过田间小区试验,设置稻秆集中沟埋还田(RD)、稻秆旋耕还田(RR)、稻秆表层覆盖还田(RC)和稻秆不还田(CK)4个处理,研究稻秆不同还田方式对稻麦轮作农田土壤养分、碳库、温室气体排放和作物产量的影响,筛选合理的秸秆还田方式,旨在为该地区制定合理的秸秆还田方式提供理论依据。本研究主要试验结果如下:1.稻秆还田增加了土壤养分和土壤碳库含量,其中稻秆集中沟埋还田和稻秆旋耕还田增肥效果明显稻秆集中沟埋还田、稻秆旋耕还田和稻秆表层覆盖还田3种还田方式均能不同程度地增加稻麦轮作区农田土壤养分和碳库含量。与稻秆不还田相比,稻秆旋耕还田处理的麦田土壤全氮、速效钾、铵态氮、硝态氮、水溶性有机碳含量分别显著增加了35.11%、36.86%、11.76%、96.12%、17.50%(P<0.05);秆集中沟埋还田处理的麦田土壤硝态氮、微生物碳含量显著增加了 91.68%、127.90%(P<0.05)。稻秆旋耕还田处理的稻田土壤的全氮、速效钾、铵态氮含量分别显著增加了 38.10%、22.09%、70.72%(P<0.05);稻秆集中沟埋还田处理的稻田土壤易氧化有积机碳、水溶性有机碳和微生物有机碳含量分别显著增加了 81.50%、15.47%和68.36%(P<0.05)。2.同稻秆不还田相比,稻秆还田可以增加作物产量,其中稻秆集中沟埋还田增产效果明显稻秆集中沟埋还田、稻秆旋耕还田和稻秆表层覆盖还田3种还田方式均能不同程度地增加稻麦轮作区农田作物产量。与稻秆不还田相比,稻秆表层覆盖还田、稻秆旋耕还田和稻秆集中沟埋还田处理的小麦产量分别增加了 1.18%、13.27%和20.38%;稻秆表层覆盖还田、稻秆旋耕还田和稻秆集中沟埋还田处理的水稻产量分别增加了2.17%、3.69%和4.88%;与稻秆不还田相比,麦季稻秆表层覆盖还田、稻秆旋耕还田和稻秆集中沟埋还田处理的作物周年产量分别增加了 1.86%、6.70%和9.75%。3.同常规稻秆旋耕还田和表层覆盖还田相比,稻秆集中沟埋还田的CH4和N2O的周年累积排放量最低,降低了温室气体排放强度稻秆集中沟埋还田处理的CH4和N2O的周年累积排放总量均低于其他还田方式。与稻秆不还田相比,稻秆集中沟埋还田、稻秆旋耕还田和稻秆表层覆盖还田的全球增温潜势分别显著增加了 7334.89、3041.26和3007.20 kg·hm-2(以C02计)。在3种还田方式中,稻秆集中沟埋还田的温室气体排放强度最小。