作者：張葉葉，莫非，韓娟，溫曉霞，廖允成

單位：西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院;山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院

卷期：《土壤學(xué)報(bào)》2021年第58卷第6期

土壤有機(jī)質(zhì)是農(nóng)田肥力的基礎(chǔ)與核心，對(duì)作物產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)環(huán)境，甚至地球碳循環(huán)意義重大。作物秸稈作為農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫(kù)的重要外部補(bǔ)充，其還田過(guò)程對(duì)土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)和碳庫(kù)平衡具有顯著影響。激發(fā)效應(yīng)是一種因新鮮有機(jī)質(zhì)輸入而導(dǎo)致土壤本底有機(jī)質(zhì)礦化速率發(fā)生改變的現(xiàn)象。秸稈還田導(dǎo)致的土壤有機(jī)質(zhì)分解激發(fā)，不僅涉及到秸稈資源化高效利用，還直接關(guān)系到農(nóng)田土壤碳庫(kù)的平衡及其功能，因此備受科學(xué)界關(guān)注。盡管對(duì)外源有機(jī)質(zhì)輸入引起的土壤有機(jī)質(zhì)激發(fā)效應(yīng)的理論研究已取得了較大進(jìn)展，但如何結(jié)合最新的理論結(jié)果到秸稈還田固碳減排的生產(chǎn)實(shí)踐中仍面臨著較大的挑戰(zhàn)，這主要?dú)w結(jié)于對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)分解激發(fā)效應(yīng)的發(fā)生特點(diǎn)和規(guī)律，及其背后的土壤、氣候、管理等相關(guān)的驅(qū)動(dòng)因子和過(guò)程還未完全明確。

據(jù)此，本文首先對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解激發(fā)效應(yīng)發(fā)生的理論研究進(jìn)展(包括：共代謝理論、氮礦化理論、化學(xué)計(jì)量比和微生物殘?bào)w再利用)(圖1)進(jìn)行了系統(tǒng)綜述。其次，結(jié)合已有的研究證據(jù)和理論假設(shè)進(jìn)一步概述了秸稈還田過(guò)程中影響激發(fā)強(qiáng)度和方向的潛在驅(qū)動(dòng)因素，如：秸稈類型和數(shù)量、還田方式、水肥管理、土壤屬性、氣候因子等。

a)共代謝理論;b)氮礦化理論;c)化學(xué)計(jì)量比理論與微生物殘?bào)w再利用理論

圖1激發(fā)效應(yīng)發(fā)生的理論過(guò)程模式圖

不同作物來(lái)源的秸稈因其質(zhì)量差異(如氮濃度、木質(zhì)素和可溶性組分含量、C?N等)，往往導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)激發(fā)強(qiáng)度不同。如較低C?N的秸稈輸入，通過(guò)提供更易利用的養(yǎng)分，能夠更大程度地刺激微生物活性，在此過(guò)程中，土壤有機(jī)質(zhì)中不易被利用的組分也因微生物活性增加而被分解和利用，最終導(dǎo)致土壤碳激發(fā)增強(qiáng);作物秸稈還田引起的土壤有機(jī)質(zhì)激發(fā)受耕作方式(如傳統(tǒng)翻耕，少、免耕等)的顯著影響。頻繁深耕導(dǎo)致團(tuán)聚體有機(jī)碳可利用性提高，顯著增加其礦化，并伴隨著激發(fā)效應(yīng)的增強(qiáng)。

最后，從秸稈還田的高效性、農(nóng)田碳庫(kù)的可持續(xù)和農(nóng)業(yè)環(huán)境的友好性出發(fā)，對(duì)秸稈還田土壤有機(jī)質(zhì)分解激發(fā)的潛在研究方向進(jìn)行了展望，并就秸稈還田改善土壤碳庫(kù)的優(yōu)化措施提出了建議。