研究背景：
作物产量、SOC、N2O及水稻田CH4排放对秸秆还田的响应并不一致。然而现有研究多聚焦于秸秆还田影响的单一维度，缺乏对增产效应、固碳能力与减排效益的系统性评估。不同作物对碳氮需求存在差异，因此对秸秆还田的响应可能各不相同。既往Meta分析或将所有作物合并分析，或仅区分水旱作物，而秸秆还田对不同旱地作物的影响差异至今尚未明确。
气候条件、土壤特性及管理措施等多种因素均可影响作物产量、SOC、N2O及水稻田CH4对秸秆还田的响应。然而既往管理措施多是针对秸秆还田对所有作物产生的单方面效应所制定。究竟何种管理措施最有利于协调增产、固碳与减排之间的关系尚需厘清，特别是不同作物最优管理措施间的差异仍有待探究。
水稻、小麦和玉米是中国三大主要粮食作物。然而，小麦和玉米田是中国耕地N2O的主要排放源，而水稻田则是CH4排放的主要贡献者。在进一步提高作物产量和SOC的同时，实现秸秆资源化利用并减少温室气体排放，是中国农业可持续发展的关键所在。
研究内容:
本研究以'秸秆还田'或'作物残体'与'产量'、'SOC'、'N2O'、'CH4'为关键词，从中国知网和Web of Science数据库收集2022年9月之前发表的相关文献。按照以下原则筛选符合要求的数据：（1）试验在中国农田开展，供试作物为水稻、小麦或玉米；（2）试验设置包含秸秆还田与不还田对照处理，且其他田间管理措施保持一致；（3）各处理设有明确重复次数；（4）文献中需包含SOC、N2O和CH4的明确测定数据，且同一指标的测定方法在不同处理间保持一致；（5）作物产量、SOC、N2O和CH4中至少有一项指标被直接观测或可根据文献提供数据计算得出；（6）观测时长至少覆盖一个完整作物生长季。经筛选最终获得369项研究的2269组观测数据。
鉴于水稻是中国CH4排放的主要来源，而旱作作物的CH4排放量较低甚至为负排放，本研究从文献中分别提取了秸秆还田与不还田处理组的以下数据：三大作物产量、SOC含量及N2O排放量、水稻CH4排放量的平均值与标准差；作物生长季的氮肥施用量与秸秆还田量；秸秆还田年限、还田方式及耕作方式；SOC与全氮含量
研究结论：
（1）秸秆还田对玉米产量和SOC的提升效应显著优于小麦和水稻。秸秆还田会显著增加玉米地的N2O排放，但对小麦地N2O排放无显著影响。尽管秸秆还田可降低水稻田N2O排放，却会导致CH4排放量增加。
（2）三种作物的最优管理策略存在差异。水稻、小麦和玉米的氮肥与秸秆最佳配比方案分别为：200-250 kg N ha-1配合>9000 kg ha-1秸秆还田、150-200 kg N ha-1配合>9000 kg ha-1秸秆还田、250-300 kg N ha-1配合>9000 kg ha-1秸秆还田。建议水稻和玉米的还田年限为5-10年，小麦还田年限以≤5年为宜。翻耕+翻压还田、旋耕+翻压还田以及免耕+覆盖还田分别成为水稻、小麦和玉米的最优耕作与还田方式组合。
期刊：Journal of Environmental Management
影响因子（2025）：8.4
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