摘要
我国作为农业大国，拥有丰富的秸秆资源，但秸秆资源大量过剩、利用率低等问题日益严重。秸秆还田是解决这一问题最简单快捷的方式之一，具有良好的生态和经济效益。然而，秸秆还田后腐解速度慢造成秸秆大量堆积，影响下一季播种出苗。大量研究表明，在秸秆还田中配施腐解剂能显著加快秸秆腐解，促进秸秆养分释放，改善土壤肥力条件，最终提高作物产量。基于此，综述了当前腐解剂在作物秸秆促腐还田中的应用现状，重点分析了腐解剂的应用效果及其影响因素，并对未来腐解剂的研究方向做出了展望，以期为作物秸秆资源的高效利用及实现农业绿色可持续发展提供理论支撑和研究参考。
Abstract
As a leading agricultural nation，China possessed abundant crop straw resources. However，issues such as excessive surplus and low utilization rates of crop straw resources had become increasingly serious. Returning crop straw to the field was one of the simplest and quickest ways to address these problems，offering both ecological and economic benefits. Nevertheless，slow decomposition of crop straw after field return caused a large amount of straw accumulation，impacting the sowing and seedling emergence in the next season. Extensive research indicated that incorporating decomposers during crop straw return could significantly accelerate straw decomposition，enhance nutrient release，improve soil fertility conditions， and ultimately increase crop yield. Based on this，the current status of the application of putrescibles in the promotion of crop straw rotting in the field was summarized. Emphasis was placed on analyzing the effectiveness of decomposer application and its influencing factors. Additionally，future research directions for decomposers were discussed，aiming to provide theoretical support and research references for the efficient utilization of crop straw resources and the realization of sustainable agricultural development.
中国作为农业大国，拥有丰富的秸秆资源[1]。自 20 世纪 50 年代以来，我国便积极推广秸秆的综合利用，包括秸秆还田、养畜、沤肥、生物燃料及就地焚烧等[2]。尽管秸秆焚烧被认为是最简便的处理方式之一，但焚烧会导致土壤板结程度加剧，对作物生长不利，同时产生大量的气体和颗粒污染物，严重影响空气质量和人体健康。近年来，政府陆续出台一系列秸秆禁焚政策，采用疏堵结合的行政手段加强管制，但其效果有限[3]。因此，发展环境友好、便捷高效且低成本的秸秆处理方式，既关乎大气环境质量，也是解决作物秸秆资源大量过剩问题的迫切需要[4]。
秸秆还田作为一种简单经济的秸秆资源化利用方式，具有良好的生态和经济效益，近年来受到广泛应用[5]。一方面，秸秆还田能释放秸秆中丰富的氮、磷、钾等养分，提升土壤肥力，改善土壤理化性质，减少土壤水分的无效蒸发[6]；另一方面，还田后的秸秆能增加土壤有机质含量、改善微生物群落多样性和酶活性，有助于提高作物产量，增加农民收益。然而，由于我国农田多采用一年两熟甚至三熟的种植制度，这种紧凑的种植制度意味着作物秸秆在成熟收获后需要迅速处理。而秸秆中木质素嵌入纤维素和半纤维素结构，形成了致密且稳定的异质网络结构[7]，导致秸秆腐解缓慢，影响下轮整地载苗作业，温室气体排放增加，病原菌和害虫卵滋生，最终影响下茬作物产量与品质[8]。
大量研究表明，在秸秆还田中配施腐解剂能促进秸秆快速分解，提高土壤有机质矿化和腐殖化[9]，增加微生物相对丰度，有效缓解秸秆腐解过慢对土壤环境和作物生长的不利影响[10]。基于此，本研究概述了腐解剂促进秸秆腐解的作用机制，系统总结了应用腐解剂对作物养分和产量、土壤微生物与酶、土壤有机碳库变化 3 个方面的影响。进一步概述了影响腐解剂效果的多种因素，包括秸秆还田模式、施肥管理、温度和湿度条件。最后，从腐解剂的类型、应用对象和影响因素等角度，深入剖析了应用秸秆腐解剂面临的挑战，并对未来潜在的研究方向进行了展望，以期为实现作物秸秆资源高效利用提高理论支撑和研究参考。
1 腐解剂腐解作物秸秆的作用机制
作物秸秆是指各类作物收获后剩余留在田间的茎叶或藤蔓部分，主要由纤维素（35%～50%）、半纤维素（20%～35%）、木质素（15%～25%） 及微量的果胶、氮化合物、有机酸、脂肪、蜡质等物质组成[11]。其结构由木质素、半纤维素和纤维素通过碳链交联而成[12]，三者致密且稳定的结构增强了植物细胞壁的刚性，限制了微生物纤维素酶和半纤维素酶的可及性，阻碍了秸秆的分解。通常，市面上已成型售卖的秸秆腐解剂是一种能加速秸秆分解的微生物菌剂，通常由芽孢杆菌、放线菌、木霉等多种微生物复合制成。研究表明，添加秸秆腐解剂可以促进秸秆主要成分迅速转化为腐殖质等富碳化合物，将秸秆中的固定营养物质转化为易被植物吸收的形式。同时加快了秸秆释放氮、磷、钾等养分，从而改善土壤养分供应不足和肥力低下问题[13-14]，有助于提升农田生态系统的土壤生产力和可持续性[15]。目前常见腐解剂的作用机制主要包括细菌、放线菌、真菌等微生物主导的生物降解过程和变价元素如锰和铁等氧化还原循环介导的非生物降解过程。
1.1 生物过程
土壤微生物不仅参与维持土壤健康、可持续性和生产力的过程，也是作物残留物降解、转化和利用过程中的重要驱动因素[15]。一些特定微生物，如纤维素分解菌、木质素分解菌等，能与土壤及作物秸秆中残存的微生物相互作用，有效参与底物的分解过程[16]。由于具有不同的生命特征和代谢功能，各类微生物介导秸秆降解的途径存在不同。例如细菌利用分泌的过氧化物酶和漆酶等破坏木质素的分子链结构，将其转化为易分解的分子化合物[17]。细菌酶催化木质素分子的多种裂解反应，包括对芳香环的去甲基化和氧化等过程[18]。相比之下，真菌一方面能分泌多种胞外酶参与木质素等化合物的降解，例如木质素过氧化物酶，利用过氧化氢和藜芦醇作为电子供体和辅因子来氧化酚类和非酚类化合物[19]，这个过程包括一个氧化和两个还原反应。首先，三价铁（Fe3+）被氧化，同时，H2O2 被还原为水，形成高活性的氧代铁卟啉自由基阳离子（Fe4+=O+）。随后，该自由基被两个连续的单电子还原生成（Fe4+=O），完成催化循环[18，20]。另一方面，真菌还能针对秸秆的韧皮部进行处理，导致秸秆蜡质层逐渐脱落[21]，为其他微生物的入侵创造条件。真菌对生长环境的要求较高，在不利条件下，放线菌能耐受更高的温度和 pH 值，以孢子的形式存活[22]。放线菌虽然少参与纤维素的降解，但它们易于利用半纤维素，在一定程度上可以改变木质素的分子结构[23]，并可以利用木质素衍生的化合物生成细胞降解酶，从而进一步促进木质素的降解。
研究表明，施用外源微生物菌剂可通过改变本土微生物的群落结构，增强本土微生物降解秸秆的能力。Zhang 等[23]将恶臭假单胞菌和伊沃菲不动杆菌组合的复合细菌制剂用于降解低温土壤中的玉米秸秆。结果显示，复合菌剂的应用显著增加了细菌的丰富度和多样性，改变了驱动秸秆降解关键微生物分类群的网络结构和种类，促进了生态网络中的良性相互作用，从而提高了玉米秸秆的降解率。土壤微生物群的结构与所处的环境条件紧密相关， Said-Pullicino 等[24]研究表明，秸秆降解显著提高了土壤氮的矿化和利用率，秸秆分解释放的有机酸可激活无机磷，并提高土壤养分的有效性。这些养分和其他代谢产物驱动着土壤中相应微生物聚集，进而改变了微生物区系的丰度[25]，而微生物丰度的改变是影响秸秆降解的主要因素之一。因此，微生物菌剂对秸秆降解率的影响不是单一因素主导的过程，这与多种微生物种之间相互作用的变化密切相关。
1.2 非生物过程
研究表明，包括金属在内的微量元素通常具有生物活性，可以刺激或抑制木质素分解酶的活性[26]。其中锰、铜、锌等重金属元素是真菌新陈代谢所必需的，例如在白腐真菌中，铜和锰直接参与木质素的降解过程。铜作为漆酶催化中心的辅助因子参与木质素的降解[27]，锰则直接参与了木质素的分解过程。
一些研究表明，通过氧化 Mn2+ 物种，特别是形成配体稳定的 Mn3+-L 配合物，能够促进生物大分子（如木质素）的降解。Perez 等[28]发现，真菌过氧化物酶将 Mn2+ 氧化为 Mn3+ 的过程与木质素化合物模型的降解过程耦合。当被配体螯合稳定时，这些 Mn3+-L 配合物被认为是木质素类似物强有力的氧化剂，能够作为一种高活性氧化剂攻击陆源有机物的顽固性木质素成分[29]。同时，相比于木质素氧化酶，Mn3+ 离子半径足够小，更易穿过木质素的大分子结构。Keiluweit 等[30]发现，锰的氧化和糖类物质的相对损失与芳香族化合物的氧化转化过程密切相关，具有分解能力的真菌首先在植物凋落物层中吸收和积累还原性 Mn2+，再将其转化为氧化态 Mn3+，Mn3+ 有助于各种酚类化合物的氧化。此外，锰过氧化物酶（MnP）在木质素降解的初始阶段发挥着重要作用，Mn2+ 作为底物触发 MnP 的产生[18]。Mn2+ 被 MnP 氧化为活性更高的 Mn3+，再穿过木质素外层，将木质素苯环上的酚醛基团氧化[31]，破坏其较稳定的结构，加速木质素的分解。
一些阳离子的存在也被认为是增强木质素降解酶活性，促进麦草中木质素降解的有效助力[32]。例如 Ca2+ 扮演着次级信使的角色，参与稳定细胞膜、形态发生和信号转导的过程，并同时影响着木质素分解酶的生产或其活性调节[33]。除上述提到的金属元素外，Schmidt 等[34]发现，凋落物中的硅浓度还会影响真菌和无脊椎动物分解者的活动，这对控制水稻秸秆分解率有重要作用。
图1腐解剂腐解作物秸秆的作用机制
注：Lac 为漆酶；MnP 为锰过氧化物酶；LiP 为木质素过氧化物酶。
2 腐解剂腐解作物秸秆的应用
上述对腐解剂作用机制的认识为进一步探讨腐解剂在秸秆促腐还田增产中的应用效果提供了一定的理论基础。研究表明[4]，在秸秆还田中施加腐解剂可以加快秸秆的降解速度，提高秸秆资源利用率，同时促进土壤微生物的代谢活动和相关酶活性的增加，提高土壤有机碳质量并改善土壤生化性质。本节将重点阐述腐解剂对作物养分和产量、土壤微生物与酶、土壤有机碳库 3 方面的影响，旨在为实际农业生产中施加腐解剂提供参考依据。
2.1 对作物养分和产量的影响
作物秸秆含有丰富的营养元素，是一种宝贵的天然有机肥，秸秆还田能够缓解土壤氮、磷、钾元素比例失调的矛盾，提升土壤肥力，有利于作物增产增质优化[35]。然而，我国农作物种植接茬时间紧、秸秆预腐时间短，影响了秧苗根系生长，作物难发苗易僵苗[36]，最终导致作物减产。在秸秆还田中施用腐解剂可以辅助调控秸秆腐熟过程，秸秆分解产生的各种有机酸能显著提高土壤中养分的有效性，增强植物的生理代谢活动[37]，提高作物产量。
在还田初期，秸秆带入的微生物会与作物竞争土壤中的矿质氮，而土壤本身的供氮水平有限[38]。这可能导致秸秆还田一年内对作物氮素累积的促进作用较轻微，甚至可能出现反作用，导致作物减产。张媛媛等[39]发现，与常规施肥相比，施用腐解剂将水稻产量提高了 10.65%。这是因为添加腐解剂可以引入有机质和微生物，加速秸秆的分解过程，释放大量矿质氮，改善土壤的供氮能力，极大地为水稻生长提供了更多的营养氮素。腐解剂在土壤氮素固定与释放以及微生物氮动态变化中扮演着关键角色，协调土壤氮素供应，提升肥料的利用效率[40]。然而，不同作物秸秆养分含量存在差异，如油料和豆科作物秸秆的粗蛋白和粗脂肪含量高于小麦和水稻等粮食作物秸秆。同一腐解剂对不同类型秸秆的分解效率和养分释放效果可能有所不同。陈银建等[41]发现施用腐解剂后，油菜、水稻、玉米秸秆的速效氮释放率分别提高 2.48、4.10、1.72 个百分点，速效钾释放率分别提高 0.81、0.73、 0.28 个百分点，有效磷释放率分别提高 0.71、0.68、 0.29 个百分点。秸秆中钾含量较高且多以可溶性离子态存在，腐解剂促进秸秆腐解，提高土壤有机质含量，进而增强了土壤对速效钾的吸附作用[42]。秸秆腐解前期，无机磷迅速释放，但有机磷与木质素胶结，成为秸秆骨架的一部分，不能及时释放。腐解剂促进微生物分解秸秆中的有机磷化合物，增加了磷素的可利用性，特别是在免耕覆盖还田条件下效果更为显著[43]。
腐解剂通过促进秸秆有效养分的释放，缩短了秸秆腐解周期，为作物生长提供了更多营养，进而提高作物产量[44]。薛颖昊等[45]选用 4 种腐解剂进行水稻季麦秸腐解试验，均实现了水稻增产，增产幅度为 2.8%～6.6%。Moon 等[46]按不同比例施用枯草芽孢杆菌和哈茨木霉菌剂作为秸秆生物腐解剂，显著促进了水稻拔节期至抽穗期根系生长，进而提高水稻有效穗数 6.97%～11.54% 和总颖花数 9.67%～15.23%。此外，Liu 等[47] 发现，腐解剂与氨肥联合施用进一步提高了水稻生长的多项指标，水稻分蘖数、地上生物量、叶面积指数、根长分别显著提高 8%、27%、12%、17%，水稻平均产量达到 10856 kg/hm2。因此，秸秆还田配施腐解剂能改善土壤养分状况，提高作物产量，对于实现秸秆资源利用，保障土地可持续具有重要意义。
2.2 对土壤微生物与酶的影响
土壤微生物和土壤酶是土壤生态系统的重要组成成分，对维持土壤生态系统健康与稳定具有重要作用[48]。土壤微生物种群数量直接关系着土壤有机质分解和矿质元素转化[49]，土壤酶活性反映了土壤各种生物化学过程的强度和方向[50]。研究表明，施用腐解剂能加速秸秆释放养分，促进微生物对土壤养分的利用。另外，腐解剂中的有益微生物在土壤中定殖，与土壤微生物相互作用。有助于提升土壤肥力，抑制病原菌生长，增强作物抗病性。Han 等[51]通过分析微生物丰度的变化，发现施用秸秆腐解剂增加了土壤中部分有益菌、固碳菌和秸秆降解菌的丰度，在小麦生长的不同时期发挥着重要作用。H16 sp. 与土壤碳固存有关，其丰度在抽穗期和成熟期分别上升了 14.5% 和 16.3%。 Mortierella sp. 是一种能够降解纤维素和木质素的微生物，其丰度在抽穗期和成熟期分别上升了 11.1% 和 43.1%，进一步对秸秆转化和土壤养分含量起作用。Wang 等[52]研究发现，秸秆还田加腐解剂和秸秆直接还田处理在操作分类单元（OTUs）存在显著差异，腐解剂处理显著提高了子囊菌门和单子菌门的丰度。子囊菌已被证实在维护土壤健康中是干旱生态系统的重要驱动因子。这些真菌在土壤稳定性、植物生物量分解及植物内生相互作用中扮演重要角色。Zheng 等[53]比较 3 种腐解剂效果发现，含地衣芽孢杆菌的腐解剂效果最好。地衣芽孢杆菌能产生一种高效的纤维素酶，其腐熟后的玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素含量分别减少 35.42%、17.47% 和 20.19%[54]。这些变化促进了土壤生态系统的健康与平衡，有利于养分积累和作物生长。
底物中金属离子的存在是影响生物降解过程的重要因素之一[55]。重金属对土壤微生物生长、渗透和养分利用具有重要作用[56]，并对木质素分解酶、过氧化物酶、漆酶等胞外酶活性具有调控效应。例如，铜和铬能显著增强 Pleurotus ostreatus 液体培养中的漆酶活性[57]，锰则能诱导几种白腐真菌液体培养物中锰过氧化物酶（MnP）的表达[55]。秸秆降解受到铜、锰、铅等微量元素的影响，这种影响主要取决于元素的可利用性，而不是其在基质中的总量[58]。例如，MgSO4、FeSO4 等化学物质可以提高水稻秸秆酶解还原糖浓度[59]，Mg2+ 和 Ca2+ 可以将玉米秸秆的产糖量分别提高 5.9% 和 4.8%[60]。Sun 等[61]研究表明，外源锰肥可以增强成熟水稻幼苗分解后期 MnP 的活性。且 MnP 活性对锰肥施加的响应与秸秆腐解后期木质素分解对锰肥的正响应完全一致。试验证实，在 Mn、H2O2 和丙二酸钠存在的条件下，MnP 能催化酚类 β-1 和 β-O-4 木质素亚结构的 Cα-Cβ 裂解、Cα-氧化和烷基-芳基裂解，进一步促进秸秆腐解[62]。 Wang 等[63]发现，Fe3+ 能显著提高纤维素酶活性，可能因为 Fe3+ 可以活化纤维素酶，改变酶蛋白构象和非生产性酶吸附中的活性酶数量，并能作为桥梁，连接纤维素酶活性位点与底物的结合。此外， Akimkulova 等[64]在稀酸预处理过的小麦秸秆中发现，Mg2+ 能抑制木质素对纤维素酶的无效吸附，提高酶解效率。总之，尽管锰、铁、镁等微量金属元素在多种酶功能中的作用已获证实，其在秸秆还田中的实际应用仍需深入探究。
2.3 对土壤有机碳库的影响
土壤有机碳是衡量土壤肥力和持水能力的重要指标。依据存在形态和稳定性，有机碳可被划分为活性有机碳、缓效性有机碳和稳定性有机碳[65]。活性有机碳具有较短的转化周期，易氧化分解和矿化[66]，被认为是土壤微生物的重要能量来源，其变化对土壤养分供应和循环会产生重要影响[67]。缓效性有机碳介于动植物残体和腐殖化有机物之间，是活性有机碳向惰性有机碳转化的过渡形态[68]。惰性碳与细粒矿物质紧密结合，不易被微生物分解或植物利用，可以在土壤中长期存在，对提高作物产量、改善作物品质和提升土壤肥力具有重要作用[69]。直接还田的秸秆，由于自身强烈的矿化作用，短期内对土壤有机碳储量的提升效果有限[70]。秸秆腐解剂的添加能够促进秸秆有机成分的分解，有利于土壤中各类有机碳的积累。
郎冬梅等[71]研究发现，小麦秸秆还田配施纤维素降解菌剂显著促进活性碳向惰性碳的转化，提高了土壤活性碳库组分占比。相较于秸秆直接还田，配施纤维素降解菌剂的处理使微生物量碳 / 总有机碳（MBC/SOC）、溶解性有机碳 / 总有机碳（DOC/SOC）、易氧化有机碳 / 总有机碳（ROC/ SOC） 分别提高 25.35%、14.64%、12.89%。纤维素降解菌通过促进易分解有机碳的释放，为 SOC 矿化提供更多底物，增强了 SOC 活性，相应的碳库管理指数提升了 26.53%。土壤团聚体是有机质转化、养分迁移的主要场所，其稳定性对土壤碳库的保护和固持具有重要作用。研究表明，与秸秆还田配施化肥相比，添加腐解剂将水稻土 >2.00 mm 粒径大团聚体占比提高了 4.72～5.4 个百分点，将 <0.25 mm 粒径微团聚体占比降低了 4～4.35 个百分点，有效增强了土壤团聚体稳定性[72]。吴泽璐等[73]施加腐解剂后，水稻田的土壤碳库活度指数、碳库指数及碳库管理指数分别显著提高了 11.1%、11.8% 和 24.4%，这表明腐解剂刺激了土壤碳素活跃程度，促进了土壤有机质的更新与活化。除了腐解菌剂外，金属元素也被证实存在类似的效果。姜振辉等[74]的分析表明，秸秆还田中配施铁和锌元素分别将土壤 CO2-C 累计释放量提高了 9.3% 和 12%，将惰性有机碳分解速率分别降低了 45.8% 和 54.2%。一方面，添加铁和锌可能通过增强微生物酶作用降解秸秆木质素，为腐殖质的形成提供了更充足的前体物质[75]，对腐殖化速度的提升效果优于矿化。另一方面，微生物从秸秆中获取了更多的分解底物，加速释放 CO2-C，并减少对土壤稳定性有机碳的分解，进而使得更多有机碳固持于土壤中。尽管锰在土壤中的含量较低，但其可能对土壤有机碳的循环过程产生重要影响[76]，特别是循环速度更快、反应活性更高的活性锰。Possinger 等[77]发现，表层土壤中锰浓度、木质素丰度及氨基酸 / 木质素都与土壤有机碳持久性相关，且土壤微生物也向更容易降解木质素的方向转变。
综上所述，腐解剂的应用通过促进秸秆降解和有机碳转化，显著提高土壤活性有机碳含量和质量，从而达到改善土壤肥力和提升作物产量的效果。
3 腐解剂腐解作物秸秆的影响因素
秸秆还田能有效改善土壤多种理化性质，包括土壤容重、持水性、紧实度、孔隙状况等物理性质，以及土壤 pH、有机质含量、速效养分含量等化学性质。由于农作物种植区域的气候条件和耕种模式的多样性，各类腐解剂施用的土壤物理、化学环境存在差异。这些差异性对腐解剂的实际应用效果将产生不同程度的影响。本节综述了秸秆还田模式、施肥管理、温度和湿度条件对腐解剂腐解秸秆的影响。
3.1 秸秆还田模式对腐解剂腐解效果的影响
目前常见的秸秆还田模式主要有 6 种（表1）。不同还田模式下，秸秆与土壤的接触程度存在差异，刘海静等[78]发现，在翻压还田和覆盖还田两种模式下施加腐解剂，小麦秸秆组分的腐解发生了显著变化。翻压模式下，施用复合菌剂使秸秆中纤维素、半纤维素、木质素降解率分别提升了 24.95%、 12.67%、17.61%；而覆盖模式下，上述 3 种组分降解率分别提升了 26.52%、22.90%、11.24%。这表明，在秸秆翻压还田模式下，腐解菌剂对纤维素和木质素的降解能力较强，而在覆盖还田模式下，对纤维素和半纤维素的降解效果更显著。Wang 等[79] 在免耕、深松 + 深旋耕和旋耕 3 种还田模式下施用腐解剂，发现各处理将秸秆分解至 50% 所需时间分别为 148、74、60.4 d。达到 50% 秸秆碳释放所需时间分别为 152、73.7、58.8 d。此外，旋耕配施腐解剂处理的 SOC 和 DOC 含量也更高。说明在 1 年的分解周期内，旋耕模式下配施腐解剂对秸秆碳释放和土壤碳富集有显著影响。这可能是因为在旋耕还田模式下，秸秆与土壤充分混合，减少了光照对秸秆的直接照射，有利于保留秸秆水分，改善土壤透气状态，为微生物提供了适宜的温度和湿度条件。
表1不同秸秆还田方式的实际操作
综合现有研究表明，不同秸秆还田模式下腐解剂的作用效果存在差异，秸秆纤维素、半纤维素和木质素的分解比例有所变化，土壤有机碳、微生物量碳和可溶性有机碳等的含量也表现出差异[51]。总体而言，无论采用哪种秸秆还田模式，腐解剂的添加都能促进秸秆有益元素的快速转化，加速分解者对秸秆有机组分的分解，增加土壤中各种形态碳的含量。
3.2 施肥管理对腐解剂腐解效果的影响
肥料是作物产量的关键影响因素之一，腐解剂是秸秆还田的重要助力。合理的施肥方式结合腐解剂的应用，能够优化二者作用效果。研究显示[80]，秸秆腐解剂配合适宜的氮肥管理减缓了秸秆与作物争氮的负面影响，促进作物生长。陈浩等[81] 发现，不同氮肥施用比例下配施同一种腐解剂对水稻产量的提升效果存在差异，氮基追肥比例为 6∶2∶2 和 7∶2∶1 下的水稻产量分别提高了 16.55% 和 17.80%。这表明常规施肥下，将氮肥施用比例向前调控能促进水稻有效分蘖的形成。这一差异同样出现在张电学等[40]开展的麦稻轮作大田试验中，即利用氮肥调节秸秆碳氮比（C/N）为 25∶1 对小麦增产效果优于 C/N 为 35∶1 条件下的处理组。在试验第 2 年，C/N 为 25∶1 和 35∶1 下小麦和水稻产量分别为 6520.5、8022.0 和 6435.0、7995.0 kg/hm2。腐解剂对秸秆氮素转化和土壤有机质提升的积极作用弥补了少氮环境下作物的养分需求，从而实现稳产、增产的作用[82]。除了外源施肥的影响，腐解剂效果在不同的水肥管理下也表现出显著差异。刘蕊等[83] 的研究显示，小麦秸秆氮素、磷素、钾素释放率皆以常规水肥管理配施腐解剂处理最高，分别为 84.8%、82.7%、91.5%，显著高于滴灌 + 缓控释肥和水肥一体化处理。尽管腐解剂显著提升了秸秆养分释放量，但对作物产量的影响在不同水肥管理模式下差异并不一致。霍俊豪等[84]的试验表明，在水肥一体化管理下配施腐解剂对玉米产量无显著影响。可见，施用秸秆腐解剂对秸秆促腐的作用固然是明显的，但搭配适宜的外源肥料施用和水肥管理对提升作物产量同样重要。这些发现对于提高秸秆资源利用率和减少化肥施用量都具有重要意义。
3.3 温度和湿度条件对腐解剂腐解效果的影响
秸秆还田后的腐解很大程度上是微生物主导的生物化学过程。温度影响微生物细胞的物理和生物化学反应速率，而湿度则决定了秸秆还田后可溶性底物的扩散，从而影响微生物对底物的利用效率[85]。杨欣润等[44]通过整合分析证明，稻麦轮作制下秸秆还田的干湿条件变化导致了腐解剂促腐效果出现差异。秸秆腐解菌剂在旱地（效应值 1.17～2.61）对还田秸秆的促腐效果显著高于水田 （效应值 0.253～1.12）。这可能是因为淹水环境下，土壤好氧微生物活性受抑制，呼吸强度降低，分解秸秆有机碳的速率较低。而旱地环境良好的好气条件下，土壤大小空隙比例适中，充足的氧气和水分供微生物呼吸，有利于其加速分解秸秆。此外，张志毅等[86]发现，低温条件下腐解剂促腐效果不明显。而在水稻季，腐解前期较高的气温和土壤湿度导致腐解剂促腐效果提前至 40 d，累积腐解量提高 0.35%～6.39%。这种温度导致的差异性与胡立峰等[87]的发现一致，随着温度的降低，4 种腐解剂的促腐速率分别从最初的 12.1%、18.27%、14.30% 和 1.37% 变为 7.65%、15.85%、14.89% 和 3.1%。且在平均温度高于大田的温室中腐解剂的效果更为显著，这可能与微生物胞外酶对温度变化的敏感性有关。
总之，施用腐解剂能有效促进秸秆腐解，提高作物产量。然而，这种效应的显著性会因种植区域温度和湿度条件的差异而有所不同。因此，在生产实践中需要考虑温度和湿度条件的影响，进行相应的试验和调整，以确保选择适合的腐解剂，达到最佳的促腐和增产效果。
4 结论与展望
近年来，学者们针对腐解剂在秸秆促腐还田中的作用机制、应用效果及其影响因素等方面开展了广泛研究。秸秆还田作为避免秸秆资源浪费最高效、简单的方式，能有效提高土壤肥沃度，增加作物产量，优化农田生态环境，在未来农业发展中具有重要的实际价值。腐解剂的施用在加快秸秆还田腐解、促进秸秆养分释放等方面已经取得显著成效。然而，腐解剂在作物秸秆还田的实际应用中仍然存在一些局限性，在未来的研究中应重点关注以下几个方面：
（1）拓展秸秆还田的研究对象：当前对腐解剂应用效果的研究主要集中在水稻、小麦、玉米三大粮食作物上，未来应扩展研究到其他农作物和蔬果园的应用，以广泛了解腐解剂在不同作物系统中的适用性和效果。
（2）综合研究腐解剂的影响因素：目前对腐解剂效果的影响因素的研究还不够全面，只在研究性文献中得到了部分提及，应加大对腐解剂内在影响因素的试验研究，如腐解菌剂中酶活性、菌株稳定性等。未来的研究需要考虑腐解剂在不同条件下的效果，以及如何优化腐解剂在不同条件下的应用。
（3）深入探索腐解剂的作用机理：秸秆腐解是一个涉及微生物、化学和物理因素相互作用的复杂动态变化过程。未来的研究需更深入地探讨腐解剂作用过程中有机质、微生物和矿物之间的交互作用机理，以及这些生物-非生物耦合过程如何影响作物生长和土壤健康。
（4）微量元素类产品的开发与应用：目前腐解剂产品主要以微生物菌剂为主，对于微量元素如铁、锰等制成腐解剂产品应用的研究报道较少。未来应针对这些微量元素进行实地研究，研发更多的化学制剂投入秸秆还田的应用中。
综上所述，随着对腐解剂技术的深入研究和实践应用，秸秆还田作为可持续农业发展的关键策略将会得到更广泛的推广和应用。未来的研究将继续在理论探索和实践创新方面努力，以推动腐解剂技术在农业生产中的进一步应用和发展。