種植綠肥與稻秸協同還田對單季稻田土壤有機碳庫和酶活性的影響

劉 威，耿明建，秦自果，張 智，魯君明，魯劍巍，曹衛東

（1. 湖北省農業科學院植保土肥研究所，農業農村部廢棄物肥料化利用重點實驗室，武漢 430064；2. 華中農業大學資源與環境學院，農業農村部長江中下游耕地保育重點實驗室，武漢 430070；3. 湖北省洪湖市大同湖管理區農業技術服務中心，洪湖 433221；4. 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，農業農村部植物營養與肥料重點實驗室，北京 100081）

0 引 言

作物秸稈還田利用是促進農田生態系統養分循環和農業可持續發展中的重要措施之一。江漢平原地處長江中游，是中國重要的糧食生產基地，作物秸稈資源十分豐富[1-3]。然而，目前由于秸稈還田的短期效果不好，農民出于省時省力方面的考慮在水稻收獲后焚燒秸稈的現象仍時有發生，不僅造成資源浪費，還污染環境，嚴重影響農業的可持續發展[4]。因此，探索因地制宜、合理有效且能被農民積極接受的秸稈還田方式十分必要[5]。綠肥的種植與利用具有生物固氮、改善土壤物理性狀和提高土壤養分含量等作用[6-9]，利用冬閑季節種植綠肥還田也是保持和提高稻田土壤質量的一種傳統有效農業措施[10]。近年來，隨著可持續發展理念的不斷完善，發展綠肥重新受到了越來越多的重視[11-12]，目前江漢平原單季稻區存在大量冬閑田適宜種植綠肥。

種植綠肥和秸稈還田作為中國南方稻田土壤培肥的2 種重要措施，前人研究多是側重兩者單獨利用對土壤肥力和作物產量的影響[13-15]。在當前農業機械化發展的必然趨勢下，稻秸全量覆蓋還田協同種植綠肥還田已成為南方稻區值得推薦的一種生產模式。在南方雙季稻種植模式下的研究表明，綠肥紫云英與稻秸協同利用可以提高雙季水稻產量[16-17]；與稻秸、綠肥單獨還田相比，連續多年采用稻秸高茬-綠肥紫云英聯合還田可以提高雙季稻田土壤有機質、全氮、微生物量碳氮及可溶性有機碳氮含量[18]。土壤有機碳和土壤酶活性是反映土壤肥力的重要指標[19-20]。國內外已有較多研究表明，秸稈還田或種植綠肥可以提高土壤的有機碳總量及活性有機碳含量，提高土壤的碳庫活度和碳庫管理指數[21-24]，但是較少關注綠肥與稻秸協同利用對南方單季稻區土壤有機碳庫以及土壤酶活性的影響。因此，本研究通過田間定位試驗，分析了單季稻田冬閑期稻秸全量覆蓋還田、原位焚燒還田、單種綠肥以及綠肥與稻秸協同利用等模式下土壤有機碳庫各組分含量、碳庫管理指數、土壤酶活性以及水稻產量的變化，旨在為江漢平原單季稻區建立農田可持續的土地管理和土地利用模式提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2010 年9 月至2013 年9 月在湖北省洪湖市大同湖管理區農場（30°05′N，113°45′E）進行。該地區地處江漢平原東南部，屬亞熱帶濕潤性季風氣候。種植模式為一季中稻-冬閑，其中冬閑期為每年10 月至翌年5月，長達8 個月。3 a 試驗期間的年平均氣溫分別為17.2 ℃、17.5 ℃和17.8 ℃，年降水量分別為1 130、1 208和1 217 mm，詳見文獻[25]。試驗土壤為長江沖積物發育的潮土，肥力均勻，試驗前測定0～20 cm 土層土壤基本理化性質為：pH 值7.84，有機質31.93 g/kg，全氮1.97 g/kg，堿解氮111.84 mg/kg，有效磷5.22 mg/kg，速效鉀101.69 mg/kg，土壤容重1.22 g/cm3。

1.2 試驗設計

試驗共設6 個處理，包括水稻不施肥，冬閑期稻秸不還田、不種綠肥空白對照（CK0），以及水稻常規施肥條件下，冬閑期稻秸不還田、不種綠肥對照（CK1）、稻秸全量覆蓋單獨還田（RSM）、稻秸原位焚燒還田（RSB）、單種綠肥（GM）和稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用（RSM+GM）。其中RSM+GM 處理為當地水稻機械化收割后的田間模擬狀況，稻秸覆蓋面積與種植綠肥的面積約各占一半，覆蓋幅寬為40～50 cm。小區田埂40 cm寬，25 cm 高，單排單灌。每個處理3 次重復，各小區面積為20 m2（5 m×4 m），隨機排列。

為保持試驗一致性，每年稻秸還田量均為8.65 t/hm2（為當地平均稻秸產量）。供試綠肥品種為“弋江籽”紫云英，在水稻收獲后按照30 kg/hm2的播種量均勻撒播，整個冬閑季不施用化學肥料。所有試驗小區在水稻種植的前兩周（每年5 月初）進行灌水、翻耕，將小區內稻秸或綠肥翻壓入土10～15 cm 并混勻。供試水稻品種為“皖稻79”，采用穴盤旱育秧，移栽秧齡為30 d，移栽密度為16.7 cm×20 cm，每穴2 株苗。除CK0外，各處理水稻全生育期的化肥用量均為N 165.0 kg/hm2，P2O545.0 kg/hm2和K2O 75.0 kg/hm2，氮肥、磷肥及鉀肥品種分別用尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%）。其中氮肥的50%基施，25%作分蘗肥，25%作穗肥；鉀肥的50%用作基肥，50%用作穗肥；磷肥全部基施。其他田間管理措施與當地大田生產一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 植株測產及養分含量分析

于每年綠肥翻壓期（5 月初），分小區刈割后，測定地上部鮮草產量。并同時隨機采集各小區綠肥混合鮮樣1.0 kg，帶回實驗室105℃下殺青30 min，75 ℃烘干后粉碎，濃H2SO4-H2O2消煮，流動注射分析儀測定其N、P 含量，火焰光度計法測定K 含量[26]。于每年水稻成熟期（9月份下旬）按小區實收測產。測產方法如下：首先人工齊地割取各小區的水稻，采用半喂式小型脫谷機脫粒后直接測量小區鮮谷質量，并分取稻谷1.0 kg 烘干后計算含水率，再按照13.5%標準含水率折算作為稻谷實際產量。

1.3.2 土壤酶活性測定

于每年水稻收獲后（9 月份下旬），每個小區按“S”型取樣法隨機選取5 點，用土鉆采集0～20 cm 土層土壤樣品，混合均勻帶回實驗室，自然風干、過篩后待測。采用高錳酸鉀滴定法測定土壤過氧化氫酶活性，采用苯酚鈉比色法測定脲酶活性，采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶活性[27]。過氧化氫酶活性以20 min 后每克土壤消耗0.1 mol/L KMnO4的毫升數表示（mL/g）；脲酶活性以24 h 后每克土壤中銨態氮的毫克數表示（mg/g）；蔗糖酶活性以24 h 后每克土壤中葡萄糖的毫克數表示（mg/g）。

1.3.3 土壤有機碳庫指標測定

采用重鉻酸鉀容量法測定土壤總有機碳（total organic carbon，TOC）含量。采用Blair 等[28]提出的333 mmol/L 高錳酸鉀（KMnO4）氧化法測定活性有機碳（Active Organic Carbon，AOC）含量，即稱取過0.25 mm篩的含15 mg 左右碳的風干土樣于100 mL 的離心管中，加入333 mmol/L KMnO425 mL，在25 ℃條件下振蕩1 h，離心5 min（4 000 r/min），取上清液用蒸餾水按1:250稀釋，然后將稀釋液在分光光度計565 nm 比色測定。根據KMnO4濃度的變化求出樣品的活性有機碳含量（氧化過程中1 mmol/L KMnO4消耗0.75 mmol/L 或9 mg C）。土壤穩態有機碳含量（Stable Organic Carbon，SOC）為測定土壤總有機碳含量與活性有機碳含量的差值。土壤碳庫管理指數（Carbon Pool Management Index，CPMI）是表征土壤碳庫變化的指標，計算方法如下[21-22,28]：

碳庫管理指數（CPMI，%）為碳庫指數（Carbon Pool Index，CPI）與碳庫活度指數（Activity Index，AI）乘積的100 倍。其中，碳庫指數（CPI）為樣本土壤總有機碳（TOC）含量與參考土壤總有機碳（TOC）含量的比值；碳庫活度（Activity，A）為樣本土壤活性有機碳（AOC）含量與穩態有機碳（SOC）含量的比值；碳庫活度指數（AI）為樣本碳庫活度（A）與參考土壤碳庫活度（A）的比值。本研究中以試驗前基礎土壤作為參考土壤，其土壤總有機碳含量為 18.25 g/kg，活性有機碳含量為2.71 g/kg，穩態有機碳含量為15.54 g/kg，碳庫活度為0.17。

1.4 數據分析

試驗數據在Microsoft Excel 2010 軟件中整理、計算與繪圖，采用SPSS16.0 軟件進行方差分析及Person 相關分析，用Duncan 法進行多重比較（a=0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同處理下的綠肥生物產量和還田養分量

2011—2013 年翻壓前測定GM 和RSM+GM 處理的綠肥產量及養分積累量情況如表1 所示，可以看出，冬閑期稻秸覆蓋還田后對綠肥產量和養分含量有一定影響。RSM+GM 處理在2011 和2012 年的綠肥產量顯著低于GM 處理（P＜0.05），但在2013 年與GM 處理相差不大，3 a 平均綠肥鮮草產量分別較GM 處理顯著降低了17.9%（P＜0.05）。RSM+GM 處理3 a 里的綠肥植株氮、磷及鉀養分含量略高或顯著高于GM 處理，C/N 比略低或顯著低于GM 處理，但是RSM+GM 與GM 處理間3 a 平均綠肥植株氮、磷及鉀養分積累量差異不顯著。

表1 不同處理下綠肥生物量、養分含量、累積量及C/N 比 Table 1 Biomass yield, nutrient content, accumulation and C/N of green manure under different conditions

2.2 冬閑期不同處理對土壤酶活性的影響

表2 可以看出，3 a 里，CK0處理的3 種土壤酶活性均是最低。CK0處理1 a 后的土壤蔗糖酶活性顯著低于CK1（P＜0.05），3 a 后土壤脲酶活性顯著低于CK1（P＜0.05），3 a 里的過氧化氫酶活性與CK1無顯著差異（P＞0.05）。說明不施肥短期內對土壤蔗糖酶和脲酶活性影響顯著，其中以土壤蔗糖酶活性的變化更為敏感。

除CK0外的其他處理比較可見（表2），冬閑期種植綠肥及稻秸不同利用模式對土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性有顯著影響。與CK1相比，RSB 處理2 a 后顯著提高了過氧化氫酶（P＜0.05），3 a 后顯著提高了蔗糖酶活性（P＜0.05），3 a 里對土壤脲酶活性無顯著影響（P＞0.05）。

與RSB 處理的情況有所不同，RSM、GM 以及RSM+GM 處理短期內對3 種酶活性均有一定影響。其中，RSM 處理在1 a 后較CK1顯著了土壤蔗糖酶活性（P＜0.05），2 a 后顯著提高土壤脲酶活性高于 CK1（P＜0.05），3 a 后顯著提高了過氧化氫酶活性（P＜0.05），可見土壤蔗糖酶活性變化對冬閑期稻草覆蓋還田的響應更為敏感，其次是脲酶。與CK1相比，GM 處理1 a后顯著提高了脲酶活性（P＜0.05），對土壤過氧化氫酶和蔗糖酶活性無顯著影響（P＞0.05）；2 a 后顯著提高了過氧化氫酶活性（P＜0.05），對土壤脲酶和蔗糖酶活性無顯著影響（P＞0.05）；3 a 后的土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性均顯著高于CK1（P＜0.05）。與CK1相比，RSM+GM 處理 1 a 后顯著提高了土壤脲酶活性（P＜0.05），2 a 后顯著提高了土壤蔗糖酶和過氧化氫酶活性（P＜0.05），可見土壤脲酶活性變化對冬閑期稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用的響應更為敏感，其次是蔗糖酶和過氧化氫酶。

表2 不同處理下土壤酶活性 Table 2 Soil enzyme activities under different treatments

3 a 里均以RSM+GM 處理3 種土壤酶活性相對高一些，并且RSM+GM 處理在第3 a 的土壤過氧化氫酶活性顯著高于RSM 和GM 處理（P＜0.05），土壤蔗糖酶活性顯著高于GM 處理（P＜0.05）以及土壤脲酶活性顯著高于RSM 處理（P＜0.05）。由此可見，稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用模式對于短期內提高土壤酶活性的綜合效果更佳。

2.3 土壤酶活性的影響因素

由表3 可知，稻秸覆蓋、種植綠肥及試驗年份對土壤過氧化氫酶和脲酶活性有顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）的影響。此外，稻秸覆蓋還對蔗糖酶活性有極顯著影響（P＜0.01），稻秸覆蓋與種植綠肥的交互作用也對蔗糖酶活性有顯著影響（P＜0.05）。而稻秸覆蓋、種植綠肥以及試驗年份之間的交互作用對土壤過氧化氫酶和脲酶活性的影響均不顯著（P＞0.05）。

表3 冬閑期稻秸覆蓋、種植綠肥、年份及其交互作用對土壤酶活性的影響 Table 3 Effects of rice straw mulching, green manure planting, year and their interactions on soil enzyme activities

2.4 冬閑期不同處理對土壤有機碳組分含量的影響

圖1 可知，3 a 里的土壤總有機碳含量均是CK0處理為最低，而RSM+GM 處理為最高。隨著試驗年限的延長，冬閑期不同處理對土壤總有機碳含量的影響表現有所不同。與CK1相比，RSM+GM 和RSM 處理3 a 后顯著提高了土壤總有機碳含量（P＜0.05）；而GM 處理較CK1有增加土壤總有機碳的趨勢，RSB 處理較CK1略有降低土壤總有機碳的趨勢，差異不顯著（P＞0.05）。

CK1與CK0處理3 a 里的土壤活性有機碳含量變化不大（圖1）。隨著試驗年限的延長，冬閑期不同處理對土壤活性有機碳含量有不同影響。其中，RSB 處理雖然在第1 a 較CK1顯著提高了土壤活性有機碳含量（P＜0.05）；但后2 a 的土壤活性有機碳含量有所降低，與CK1無顯著差異（P＞0.05）。GM、RSM 和RSM+GM處理3 a 里的土壤活性有機碳含量均顯著高于CK1處理（P＜0.05），且RSM 與RSM+GM 處理在后2 a 的土壤活性有機碳含量顯著高于GM 處理（P＜0.05）。

各處理3 a里的土壤穩態有機碳含量有較大的變化波動，但從整體上來看，較試驗前土壤均有不同程度的增加（圖1）。第1 年，各處理之間的土壤穩態有機碳含量均無顯著差異（P＞0.05）；第2、3 年，RSB、RSM、GM和RSM+GM 處理的土壤穩態有機碳含量顯著低于CK1處理（P＜0.05），其中RSM 處理土壤穩態有機碳含量為最低，顯著低于RSM+GM 處理除外的其余處理。綜上可見，冬閑期稻秸全量覆蓋和種植綠肥還田均有利于提高土壤總有機碳含量，主要是顯著增加其活性組分的結果。其中冬閑期稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用和稻秸全量覆蓋單獨還田模式對于增加土壤總有機碳和活性有機碳含量的作用效果相差不大，都明顯要好于單種綠肥還田模式。

圖1 不同年份不同處理下土壤有機碳組分含量的變化 Fig. 1 Changes of soil organic carbon component contents under different treatments in different years

2.5 冬閑期不同處理對土壤碳庫管理指數的影響

由表4 可知，與試驗前土壤相比，CK1和CK0處理3 a的碳庫指數、碳庫活度、碳庫活度指數及碳庫管理指數均有所降低，RSB 處理3 a 里各指標的變化較小，而RSM、GM 和RSM+GM 處理在第2 年開始有提高各指標的趨勢。RSM 和RSM+GM 處理3 a 的碳庫指數、碳庫活度、碳庫活度指數及碳庫管理指數相差不大（P＞0.05），且在后2 a 的碳庫活度、碳庫活度指數及碳庫管理指數均顯著高于GM 處理（P＜0.05）。可見冬閑期稻秸全量覆蓋單獨還田或稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用模式對于提高土壤碳庫管理指數的效果要好于單種綠肥還田模式。

2.6 冬閑期不同處理對水稻產量的影響

由表5 可知，冬閑期不同處理對水稻產量影響不同。與CK1相比，GM 及RSM+GM 處理連續3 a 顯著提高了水稻產量（P＜0.05），增幅分別為6.88%、11.67%、8.56%和6.00%、13.40%、7.06%。RSM 處理3 a 水稻產量略高于CK1處理3.87%～5.35%，差異不顯著（P＞0.05）。RSB處理的水稻產量在2011 年較CK1處理下降了4.82%，在2012 和2013 年分別增加了4.37%和4.45%，3 a 間的差異均不顯著（P＞0.05）。由此可見，冬閑期單種綠肥還田模式或稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用模式對于短期內提高水稻產量具有更加積極的作用。

表4 不同年份不同處理對土壤碳庫管理指數的影響 Table 4 Effects of different treatments on soil organic carbon pool index in different years

表5 2011—2013 年冬閑期不同處理下的水稻產量Table 5 Rice yield of different treatments under fallow seasons from 2011 to 2013 kg·hm-2

2.7 各指標的相關性分析

由表6 可知，土壤總有機碳、活性有機碳和碳庫管理指數之間呈極顯著正相關（P＜0.01），而穩態有機碳與活性有機碳、碳庫管理指數之間均呈極顯著負相關（P＜0.01），表明土壤有機碳庫組分之間存在密切的轉化關系。土壤總有機碳、活性有機碳、碳庫管理指數與土壤3 種酶活性之間亦呈極顯著正相關（P＜0.01）。除穩態有機碳外的其他指標與稻谷產量均呈現極顯著正相關（P＜0.01），說明這些指標均能夠較好的作為反映土壤肥力變化的指示指標。

表6 土壤有機碳庫、酶活性與水稻產量之間的相關分析（n=54） Table 6 Pearson’s correlation analysis of soil organic carbon pool, enzyme activities and rice yield (n=54)

3 討 論

土壤有機碳庫是全球碳循環的主要組成部分，已有眾多研究表明，種植翻壓綠肥或秸稈還田直接向土壤中輸入外源有機質，能夠顯著增加土壤有機碳含量[22-24]。本研究表明，與不還田相比，冬閑期稻秸焚燒還田模式3 a對土壤總有機碳含量影響不大。相比之下，冬閑期種植綠肥、稻秸覆蓋還田或兩者協同還田模式均有利于提高單季稻田土壤總有機碳含量，主要是顯著增加其活性組分的結果。原因可能是由于綠肥和秸稈中均含有較多易被微生物分解的糖類、淀粉等物質，而不易分解的纖維、木質素等物質較少，有利于土壤活性有機碳組分的快速提高[29]。本研究中，與不還田相比，冬閑期稻秸覆蓋與種植綠肥協同還田模式的土壤總有機碳和活性有機碳含量增幅最大，且在第1 年已經達到顯著性差異水平，這可能與還田有機物量的增加有關[23]，也可能由于兩者聯合還田的有機物料碳氮比更加協調[18]，適宜土壤微生物活動，利于土壤有機碳轉化和積累。

土壤碳庫管理指數是土壤有機碳與參考土壤有機碳的比值乘以土壤有機碳庫活度指數的數值[28]，其數值變化可直接用來反映農業管理措施導致土壤質量下降或上升的程度[29-31]。許多研究表明，土壤碳庫管理指數的數值上升表明土壤肥力提高，反之則土壤肥力下降[20-21]。曾研華等[32]在南方雙季稻區的研究表明，稻秸還田處理模式的土壤總有機碳、活性有機碳及土壤碳庫管理指數均高于稻秸燒灰還田和稻秸不還田處理模式。蘭廷等[22]研究表明，與冬閑對照處理相比，冬閑期種植綠肥短期內可顯著提高雙季稻田的土壤碳庫管理指數，有利于提高土壤肥力。本研究表明，與不還田相比，冬閑期稻秸焚燒還田模式僅在第1 年顯著提高了碳庫活度和碳庫管理指數，而在第2、3 年無影響，表明該模式不利于單季稻田土壤培肥，這與前人的研究結論一致[32]。本研究表明，不同于稻秸焚燒還田，冬閑期稻秸覆蓋全量還田或種植綠肥可以成為固定單季稻田土壤碳素的有效措施，有利于提高土壤有機碳庫和改善土壤肥力。其中，冬閑期稻秸覆蓋還田模式以及稻秸覆蓋與種植綠肥協同還田模式短期內對于提高土壤活性有機碳庫方面較單種綠肥模式更具積極意義。此外，本研究中各處理模式在不同年份的土壤碳庫管理指數各指標的變化波動較大，3 a 里整體呈現先增加后降低的變化趨勢，可能受到還田年限、不同年份的氣候條件及田間水分狀況的不同等影響[33]。因此，對于長期種植綠肥與稻秸協同還田利用對于土壤有機碳庫各組分含量以及碳庫管理指數的影響還有待于進一步定位觀測和機理探討。

土壤酶直接參與土壤中物質的轉化、養分釋放和固定過程，對土壤肥力的形成也具有重要作用[19]。本研究表明，冬閑期不同處理模式在不同年份對幾種土壤酶活性的影響有所不同。與其他利用模式不同，稻秸焚燒還田處理對土壤脲酶活性無顯著影響，僅在第3 a 顯著提高了過氧化氫酶和蔗糖酶活性。相比之下，冬閑期稻秸覆蓋還田模式1 a 能顯著提高土壤蔗糖酶活性，種植綠肥以及稻秸覆蓋還田+種植綠肥協同還田模式在1 a 里可顯著提高脲酶活性。本研究中，與不還田相比，冬閑期稻秸單獨覆蓋還田、種植綠肥以及稻秸覆蓋與種植綠肥協同還田處理3 a 后均可以顯著提高土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性，其中稻秸覆蓋與種植綠肥協同還田模式3 a后土壤酶活性在幾種模式中相對高一些，這與王璐等[34]研究結論一致，其原因可能是由于還田有機物的增加，為土壤酶提供更多、更豐富的酶促基質[34]；另一方面，由于綠肥與稻秸還田配合后進一步改善了土壤理化性質[35]，可為土壤微生物生長提高良好的環境，并刺激了相關土壤微生物大量繁殖和活度提高[36]。此外，也有研究表明，有機物還田能夠提高土壤腐殖質含量，而腐殖質能夠通過離子交換、離子鍵或共價鍵等與土壤酶結合，從而增加對土壤酶的固定[37]。本文僅分析比較了3 種常規土壤酶活性的變化情況，有關綠肥與稻秸協同還田對其他種類土壤酶活性的影響及其作用機制還有待于深入研究。

4 結 論

本文通過3 a 田間定位試驗，研究了南方單季稻田冬閑期種植綠肥及稻秸不同利用模式下土壤有機碳組分、碳庫管理指數、土壤酶活性的變化以及與水稻產量的關系，主要結論如下：

1）相比于冬閑期稻秸移除不還田，不論是稻秸全量覆蓋單獨還田、原位焚燒還田、單種綠肥或是稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同利用模式均有利于提高土壤酶活性，其中以稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同利用模式效果更好，1 a 后可顯著提高土壤脲酶活性，2 a 后顯著提高土壤過氧化氫酶和蔗糖酶活性，3 a 后的土壤過氧化氫酶和蔗糖酶活性增幅均是最大。

2）相對于冬閑期稻秸移除不還田或稻秸原位焚燒還田，單種綠肥、稻秸全量覆蓋單獨還田以及稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田的模式對于提高土壤總有機碳、活性有機碳含量和碳庫管理指數均具有非常積極的作用，其中稻秸全量覆蓋單獨還田以及稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用模式的效果優于單種綠肥模式。

3）相比于冬閑期稻秸移除不還田，稻秸全量覆蓋單獨還田和原位焚燒還田處理模式3 a對水稻產量無顯著影響，而冬閑期單種綠肥和稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同還田利用模式連續3 a 顯著提高了水稻產量，增幅分別為6.88%～11.67%和6.00%～13.40%。水稻產量與土壤酶活性、活性有機碳和碳庫管理指數之間呈極顯著正相關關系。從土壤培肥、增產和可持續利用秸稈資源等方面綜合考慮，江漢平原單季稻種植區優先推薦稻秸全量覆蓋與種植綠肥協同利用模式。