1988－2018年中国水稻秸秆资源时空分布特征及还田替代化肥潜力

刘淑军，李冬初，黄 晶，马常宝，王慧颖，于子坤，曲潇林，张 璐，韩天富，都江雪，柳开楼，张会民※

（1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室，北京 100081；2.中国农业科学院衡阳红壤实验站/祁阳农田生态系统国家野外试验站，祁阳 426182；3.农业农村部耕地质量监测保护中心，北京 100125； 4.江西省红壤研究所，南昌 330046）

0 引 言

水稻是中国主要粮食作物之一，在中国粮食生产中占有举足轻重的地位[1]。水稻秸秆含有较为丰富的氮磷钾养分和多种有机物质等，是一种重要的有机肥资源，还田后向土壤输入养分，可实现化肥的部分替代，达到化肥减施的目的。李继福等[2]研究稻田不同土壤供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥的效果，结果表明，秸秆还田配施钾肥提高了 7.7%～12.6%水稻产量，在秸秆还田条件下，高钾土壤田块和中钾土壤田块可比推荐钾肥用量分别减少49.1%和20.0%。田雁飞[3]研究秸秆还田和减量施肥对双季稻产量和土壤养分的影响，结果发现秸秆还田配施化肥可减少约10%～15%的氮、磷、钾化肥用量，对水稻产量和土壤养分影响不明显。王保君等[4]研究秸秆还田和氮肥减量对稻田土壤养分和水稻产量的影响，结果表明，在相同供氮水平下，秸秆还田下纯氮减施30 kg/hm2比秸秆不还田下常规施氮处理（270 kg/hm2）水稻产量提高22.8%。吴玉红等[5]研究稻油轮作中两季作物秸秆还田与化肥配施对作物产量及经济效益等的影响，结果显示与秸秆不还田下常规施化肥处理比较，秸秆还田下氮、磷、钾肥减量15%可维持作物稳产，秸秆还田2 a后对油菜产量的提升作用逐渐增强。据研究，秸秆还田还能为土壤中的微生物提供碳源[6]，提升土壤肥力[7]和农田养分利用率[8]，改善土壤质量[9-10]，实现作物增产[11-12]，随着还田时间的延长，增产效应越明显[13]。

中国的水稻秸秆资源丰富，近年来中国的水稻秸秆年产量约为2亿t左右[14-17]。随着作物产量的不断提高，秸秆资源量逐渐增加，大量秸秆被丢弃和焚烧，据统计中国每年被焚烧或丢弃的秸秆约占秸秆资源总量的15.6%[18]。不仅浪费秸秆资源，还引起水体富营养化[19]、增加温室气体排放[20]、破坏农田生态环境[21-22]等。秸秆“用则利，弃则害”，有关秸秆资源的数量和开发利用问题已成为学术界的研究热点，此类研究主要集中在以下几个方面：秸秆及养分资源量、秸秆利用现状、秸秆还田的养分归还等，但研究范围仅为某个区域或某个年份[23-26]，在国家尺度上研究不同年份水稻秸秆资源量和还田替代化肥潜力的报道较少。并且多数论文中的数据来自官方统计年鉴数据和文献资料，目前估算秸秆资源量普遍使用草谷比[27-28]，草谷比的选取是影响秸秆资源量和养分资源量估算结果的关键因素，此种方法所得到的秸秆产量和养分资源量会因为不同研究者对草谷比的选取不同而造成结果的差异[15,29]，谢光辉等[28]采用水稻草谷比0.97估算中国1999年的水稻秸秆产量为1.92×108t，总养分量为512.6×104t，朱建春等[30]采用水稻草谷比1.00估算中国 1999年的水稻秸秆产量为 1.98×108t，总养分量为528.7×104t，两者秸秆产量相差约600万t，总养分量相差16万t。因此本研究以农业农村部近30 a来（1988—2018年）在全国主要稻作区长期定点监测的水稻秸秆产量数据为基础，准确计算中国的水稻秸秆资源量和养分资源量，并系统地探讨和分析中国的水稻秸秆资源量、秸秆还田养分替代化肥潜力的时空变化特征，以期为不同地区水稻秸秆资源合理高效利用和水稻秸秆还田条件下化肥合理施用提供数据支持和理论参考。

1 材料与方法

1.1 监测点概况

本研究基于农业农村部全国稻作区水稻土监测数据库。因西北地区仅有陕西省的数据，且开始的年份为2004年，不具代表性，故去除陕西省的 2个点；华北地区的山东省仅有2017年的数据，河南一个省代表整个华北地区代表性不强，故去除河南和山东省的18个点；华南地区的福建和海南省，东北的辽宁省，因缺乏 1988—1998年的数据，故去除福建、海南和辽宁省的32个点。本研究将全国311个稻作区监测点，划分为5大区域（表1）。

表1 区域划分Table 1 Regions division

1.2 数据采集和分析

各监测点每年水稻成熟期收获时测湿水稻秸秆产量，风干后折算含水量，得到风干水稻秸秆产量（Wm），根据各省市和自治区的水稻播种面积计算得到每年的水稻秸秆资源量（WS），再根据其养分含量计算养分资源量，计算公式如下[29]：

式中WS为年水稻秸秆资源量，t；Wm为监测点年水稻秸秆产量，kg/hm2；A为各省市和自治区的水稻播种面积，hm2；Wi为水稻秸秆养分资源量，t；Ni为水稻秸秆养分含量，%；i=N、P、K。

各省市和自治区的单位耕地面积水稻秸秆还田替代化肥潜力的计算公式为[31]

式中Ai为单位耕地面积水稻秸秆还田的化肥替代潜力，kg/hm2；Ri为还田条件下水稻秸秆养分当季释放率，%；i=N、P、K。

本文涉及的1988—2018年的各省市和自治区的水稻播种面积和农用化肥施用折纯量来自于《中国农业统计年鉴（1989—2019年）》[32]，水稻秸秆的氮（N）、磷（P）、钾（K）养分含量参照全国农业技术推广服务中心数据[33]，分别为 0.83%、0.12%、1.72%。水稻秸秆还田的氮（N）、磷（P）、钾（K）养分当季释放率来自刘晓永等[34]研究数据，分别为47.2%、66.7%、84.9%。

1.3 数据处理

用Excel计算数据，利用Origin2020进行绘图和拟合。由于个别年份点位差异，本研究将31个年份划分为3个阶段，每10 a一个阶段（因1988—1998年监测点位的数据相对较少，该阶段包括11 a），分别为1988—1998年（1990s）、1999—2008年（2000s）、2009—2018 年（2010s）。1988—2018、1988—1998、1999—2008、2009—2018年的数值为各阶段的均值。全国和各区域水稻秸秆资源和养分资源量的标准误差采用误差传递公式进行计算[35]。

式中u，……，v为不同的计算结果，在本研究中代表各区域或各省市和自治区的水稻秸秆资源和养分资源量，t；X为不同计算结果之和；，，分别为X，u，v的标准误差的平方；∂X，∂u，∂v分别为X，u，v的偏微分。

2 结果与分析

2.1 水稻秸秆资源时空分布

1988—2018 年期间，全国的水稻秸秆年均资源量为1.59×108t，其中长三角、长江中游、华南、西南、东北的水稻秸秆资源量分别为 4.15×107、3.86×107、2.20×107、3.27×107、2.41×107t，秸秆资源主要分布在长三角、长江中游、西南，这些地区的水稻秸秆资源量占全国水稻秸秆资源总量的71.0%（图1）。长三角的水稻秸秆资源量最高，占全国水稻秸秆资源量的26.1%，其次为长江中游，占全国水稻秸秆资源量的24.3%，华南最低，占全国水稻秸秆资源量的13.8%。

图2为各区域水稻秸秆资源时间分布图，1988—1998、1999—2008、2009—2018年全国水稻秸秆年均资源量分别为 1.46×108、1.48×108、1.69×108t，近 30 a来水稻秸秆资源量持续增长，增长了15.75%。其中，东北的增幅最高，从1988—1998年的1.48×107t增长到2009—2018年的3.40×107t，增长了130.59%，其次为长江中游和长三角，分别增长了33.26%和6.28%，而华南和西南呈下降趋势。

将30 a水稻秸秆年均产量的年变化速率分为2个阶段进行计算（表2），第一阶段为1990s—2000s，第二阶段为2000s—2010s。全国第一阶段的水稻秸秆产量年变化速率为18.11×104t/a，各区域第一阶段的年变化速率从大到小依次为长江中游、东北、华南、长三角、西南；全国第二阶段的水稻秸秆产量年变化速率为211.47×104t/a，各区域第二阶段的年变化速率从大到小依次为东北、长江中游、长三角、西南、华南。

表2 各区域不同阶段水稻秸秆产量的年变化速率Table 2 Annual changing rate of rice stalk yield at different stages in different regions

2.2 水稻秸秆养分资源时空分布

1988—2018 年期间，全国的水稻秸秆NPK总养分年均量为425.00×104t，长三角、长江中游、华南、西南、东北的水稻秸秆 NPK 总养分量分别为 111.05×104、103.30×104、58.54×104、87.55×104、64.56×104t，秸秆NPK养分资源主要分布在长三角、长江中游和西南，这些地区的水稻秸秆养分资源量占全国总量的 20.6%～26.1%（图3）。

表3为不同区域水稻秸秆养分资源时间分布表，1988—1998、1999—2008、2009—2018年全国水稻秸秆NPK 总养分年均量分别为 390.59×104、395.44×104、452.09×104t，随年份的延长稳定增长，从时间变化来看，2009—2018年比1988—1998年增加61.50×104t。其中，较1988—1998年，2009—2018年的NPK总养分量以东北的增幅最高（增加了51.64×104t），其次为长江中游（增加了 27.09×104t），长三角的增幅最低（增加了6.71×104t），而华南、西南的水稻秸秆NPK总养分量呈下降趋势。

表3 不同区域水稻秸秆养分资源时间分布Table 3 Temporal distribution of rice stalk nutrient resources in different regions

1988—1998 年水稻秸秆N、P、K养分年均量分别为121.02×104、17.19×104、252.38×104t，其总量是同期（1988—1998年）全国化肥施用均量1 648.17×104t的23.70%；1999—2008年水稻秸秆 N、P、K 养分年均量分别为122.52×104、17.40×104、255.52×104t，其总量是同期（1999—2008年）全国化肥施用均量2 197.69×104t的17.99%；2009—2018年水稻秸秆 N、P、K 养分年均量分别为140.07×104、19.90×104、292.12×104t，其总量是同期（2009—2018年）全国化肥施用均量2 712.25×104t的16.67%。

同水稻秸秆年均产量年变化速率，30 a水稻秸秆N、P、K养分年均量的年变化速率也分为2个阶段进行计算（表4）。全国第一阶段的水稻秸秆养分年变化速率分别为 N 0.15×104、P 0.02×104、K 0.31×104t/a，各区域第一阶段的年变化速率从大到小依次为长江中游、东北、华南、长三角、西南；全国第二阶段的水稻秸秆养分年变化速率分别为 N 1.76×104、P 0.25×104、K 3.66×104t/a，各区域第二阶段的年变化速率从大到小依次为东北、长江中游、长三角、西南、华南。

表4 各区域不同阶段水稻秸秆N、P、K养分量的年变化速率Table 4 Annual changing rate of rice stalk nutrient at different stages in different regions

2.3 水稻秸秆还田替代化肥潜力

图4为1988—2018年不同区域单位耕地面积水稻秸秆还田的替代化肥潜力，全国水稻秸秆还田的氮、磷、钾肥年均可替代量分别为（28.90±0.14）、（5.80±0.03）、（180.46±0.52）kg/hm2，钾肥替代潜力高于氮、磷肥替代潜力。各区域单位耕地面积水稻秸秆还田替代化肥潜力以长三角最高，氮、磷、钾肥可替代量分别为（34.44±0.20）、（6.91±0.04）、（129.23±0.74）kg/hm2，其次为东北，氮、磷、钾肥可替代量分别为（29.07±1.12）、（5.84±0.22）、（109.07±4.20）kg/hm2，华南最低，氮、磷、钾肥可替代量分别为（25.80±0.23）、（5.18±0.05）、（96.83±0.87）kg/hm2。

表5为不同区域单位耕地面积水稻秸秆还田的化肥年均可替代量时间分布表，全国各阶段水稻秸秆还田的氮、磷、钾肥可替代量变幅分别为24.62～30.10、4.94～6.04、92.39～112.94 kg/hm2。从时间变化来看，2009—2018年的氮、磷、钾肥可替代量比 1988—1998年增加了 5.48、1.10、20.55 kg/hm2。5个区域的水稻秸秆还田氮、磷、钾肥可替代量均呈持续稳定增加，其中，长江中游的增幅最高，较1988—1998年，2009—2018年的氮、磷、钾肥可替代量增加了8.35、1.68、31.35 kg/hm2，其次为东北，较1988—1998年，2009—2018年的氮、磷、钾肥可替代量增加了5.42、1.09、20.33 kg/hm2，华南最低，较1988—1998年，2009—2018年的氮、磷、钾肥可替代量增加了2.60、0.52、9.75 kg/hm2。

表5 不同区域单位耕地面积水稻秸秆还田的化肥可替代量时间分布Table 5 Temporal distribution of synthetic fertilizers substitute potential through rice stalk incorporation in different regions

以各监测点的化肥氮（N）、磷（P）、钾（K）年均施用量为基础，计算水稻秸秆全量还田的化肥年均可替代量占化肥年均施用量的比例。30 a来全国水稻秸秆还田的氮、磷肥可替代量占化肥施用量的比例逐年增加，而钾肥呈先升后降趋势。水稻秸秆还田以钾肥可替代量占化肥施用量的比例最高，达到116.22%～122.62%，其次为磷肥，为11.83%～17.13%，氮肥最低，为10.88%～12.53%。除华南外，各区域水稻秸秆还田的氮、磷肥可替代量占化肥施用量的比例呈增长趋势，除东北外，各区域水稻秸秆还田的钾肥可替代量占化肥施用量的比例呈下降趋势。

3 讨 论

3.1 水稻秸秆及其养分资源时空分布

中国拥有丰富的水稻秸秆资源，随着化肥用量的增加和管理措施的完善，水稻秸秆产量逐年上升，毕于运等[36]估算1952年中国的水稻秸秆资源量为0.79×108t，到2008年达到2.22×108t，56 a间增长了1.81倍。冉继伟等[37]统计表明 1999—2018年中国秸秆总量呈稳步增长趋势，其中水稻秸秆资源量从1999年的1.5×108t增长到2018年的1.62×108t，20 a间增长了8%。本研究中近30 a来中国的水稻秸秆及总养分资源量也表现为增长，水稻秸秆及其总养分资源年均量均增长了15.75%。其中东北、长江中游和长三角呈增长趋势，东北的增幅最高，而华南、西南呈下降趋势。造成这一结果的原因可能是水稻播种面积的变化，据《中国农业统计年鉴》[32]的记载，东北的水稻年均播种面积从 1988—1998年的1.99×106hm2增长到2009—2018年的4.39×106hm2，30 a间增长120.38%，而西南的水稻年均播种面积从1988—1998年的5.25×106hm2降低到2009—2018年的4.09×106hm2，30 a间降低了22.06%。同时，从图2可以看出，第二阶段（2000s—2010s）东北的水稻秸秆资源增幅高于第一阶段（1990s－2000s），结合水稻年均播种面积分析，第一阶段水稻播种面积增幅为22.85%，第二阶段增幅为79.39%，因此，水稻播种面积的变化对秸秆及其养分资源的增减具有一定的影响[38]。

本研究中近10 a（2009—2018年）中国的秸秆资源和养分资源量出现大幅度的提升，第二阶段全国水稻秸秆资源年变化速率为211.47×104t/a，为第一阶段的11.7倍，第二阶段全国水稻秸秆养分资源年变化速率为N 1.76×104、P 0.25×104、K 3.66×104t/a，为第一阶段的11.7～12.5倍，其原因可能和两方面有关系，一是近10 a水稻播种面积的上升，1988—1998、1999—2008、2009—2018年全国的水稻播种面积分别为 22.36×106、20.53×106、22.09×106hm2，第一阶段水稻播种面积降低了8.16%，而近10 a，水稻播种面积比中间10 a提高了7.60%，在刘珍环等[39]的研究中也得到类似结论，1999—2008年间全国水稻播种面积减少，2003年为最低年份，2004年开始，在国家粮食直补、免除农业税等政策驱动下，全国水稻播种面积逐步上升。二是水稻单产的持续上升，据杨万江等[40]的统计，中国水稻单产从1961年开始总体上在小幅波动中不断提高，1961—1963年间年均水稻单产为2 377 kg/hm2，2008—2010年间年均水稻单产为6 561 kg/hm2，47 a间水稻单产增长了176.02%。本研究中前10 a水稻播种面积虽然较大，但是水稻单产低，因此水稻秸秆资源量较低，而近10 a，水稻播种面积逐渐回升到前10 a的数值，水稻单产也出现大幅度提升，两方面的原因使得近10 a中国的秸秆资源和养分资源量出现大幅度的提升。30 a来，各阶段不同区域的水稻秸秆及其养分资源年变化速率以长江中游和东北较高，华南和西南较低，徐志宇等[41]研究近30 a中国主要粮食作物空间格局变化，结果表明，近30 a来，东北和长江中游的水稻产量总体呈增加趋势，其中东北地区增长迅速，而华南和西南地区水稻产量总体呈下降趋势。可见，各区域水稻产量的变化趋势不同，导致区域间水稻秸秆及其养分资源年变化速率存在差异。

中国各区域因水稻种植制度、气候条件、水稻品种和管理措施等因素的差别，水稻秸秆资源及养分资源存在明显的地域性差异，主要分布在长三角、长江中游和西南，与中国水稻主产区划分基本一致，此结果与其他研究结果相近[42-43]。

3.2 水稻秸秆还田替代化肥潜力时空分布

农田土壤中秸秆腐解伴随氮磷钾养分的释放是维持土壤肥力的重要途径[44]，也是秸秆还田替代化肥养分的直接有效途径[45]。然而，由于秸秆数量巨大、腐解速率缓慢[46]，开发利用起来有一定的难度。据研究水稻秸秆还田后，养分释放特征表现为前期快，后期慢[47-48]，钾的释放速率最高，其次为磷，氮最低[48-49]。还田方式[50]、秸秆种类[51]、秸秆腐熟剂[52-54]等均影响水稻秸秆腐解速率。信彩云等[55]研究稻麦轮作下水稻秸秆还田后的腐解规律，水稻秸秆的累积腐解率为65.0%，氮、磷、钾养分的释放率分别为 61.0%、67.8%、90.6%。代文才等[48]研究发现腐解结束时水稻秸秆在在水田中的累积腐解率为62.1%，氮、磷、钾养分的释放率分别为64.2%、96.2%、92.3%。秸秆中的钾主要以K+存在，易溶于水，释放率最高，而秸秆中的氮素主要为难腐解的结构性氮素，释放率最低[56]，腐解菌剂的添加可提高秸秆中氮和磷的释放率，姚云柯等[57]研究发现，和不添加促腐菌的对照处理相比，田间条件下不同促腐菌可提高水稻秸秆氮释放率7.46%～11.66%，磷释放率7.87%。可见，水稻秸秆还田后，由于腐解过程较慢，养分不能快速释放而满足水稻生长需求，因此本研究在计算水稻秸秆还田的化肥可替代量时，使用了水稻秸秆的养分当季释放率，采用刘晓永等[34]基于大量文献资料计算得到的中国水稻秸秆养分当季释放率，此种计算方法可以避免简单的全量养分替代从而导致肥料施用量不足，影响水稻生长。

多个水稻秸秆还田试验的研究结果表明，水稻秸秆还田具有提升作物产量、提高土壤氮磷钾养分和有机质含量、改善土壤质量等作用[58]，在一定条件下还可以改善稻米品质[59]。秸秆还田作为一项培肥土壤的措施，直接还田既减少了焚烧秸秆导致的环境污染，又降低了化肥用量。本研究表明，30 a间，中国的单位耕地面积水稻秸秆还田的化肥可替代量持续稳定增加，较 1988—1998年，2009—2018年的氮、磷、钾肥年均可替代量分别增加了5.48、1.10、20.55 kg/hm2，而仅有氮、磷肥可替代量占化肥施用量的比例逐步增加，钾肥呈先升后降趋势，其主要原因是化学氮、磷、钾肥施用量的不同变化趋势，1988—1998、1999—2008、2009—2018年水稻的化学氮、磷、钾肥年均施用量分别为：N 226.35、251.28、240.12 kg/hm2；P 41.78、39.81、35.28 kg/hm2；K 78.73、86.33、97.18 kg/hm2，相对于化学氮肥先升后降和磷肥的下降趋势，化学钾肥施用量呈持续增长趋势，此数据来源于农业农村部1988—2018年在全国稻作区的长期监测数据，为种植水稻的化肥施用量，近10 a来随着测土配方、绿肥以及有机无机肥配施技术的大面积推广，使得化学氮、磷肥的施用量下降，而钾肥的施用量逐年上升，说明农户逐渐重视水稻种植中钾肥的施用[60]。水稻秸秆中的钾含量较高[33]，还田后可以带入大量的钾素，对缓解钾资源不足、改善土壤钾素状况、降低钾肥投入量等具有重要意义。本研究中30 a来全国水稻秸秆还田的年均钾肥可替代量为92.39～112.94 kg/hm2，通过施用化肥带入的年均钾素量为78.7～97.2 kg/hm2，为每年施钾量的1.16～1.23倍，而水稻秸秆还田的氮、磷肥可替代量只占化肥施用量的10.88%～12.53%、11.83%～17.13%，该结果和李明德等[61]的研究结果相似，秸秆还田与化肥配施可以减少10%～20%的氮、磷化肥用量。因此水稻秸秆还田可减少甚至不施用钾肥，应适当配合施用化学氮、磷肥。今后提高水稻主产区的水稻秸秆还田比例，优化秸秆还田与化肥配施技术，是实现化肥施用零增长的有力保障。

3.3 水稻秸秆还田建议

中国水稻秸秆资源丰富，含有大量养分资源。柴如山等[62]统计了2018年中国水稻秸秆磷资源量，结果表明，2018年中国水稻秸秆磷资源量为27.4×104t，早稻、双季晚稻及中晚稻秸秆还田后可归还的磷素分别为 6.29、7.95、10.7 kg/hm2。李廷亮等[63]研究表明2014—2018年中国水稻秸秆养分资源量分别为 N 164.9×104、P 38.8×104、K 407.0×104t，在稻麦轮作区，水稻秸秆全量还田后可分别替代小麦生产中 13.3%～19.9%氮肥、12.7%～50.9%磷肥和100%钾肥用量。秸秆从田间来、到田间去，通过不同方式直接或间接还田，是实现农业可持续发展的重要路径。水稻秸秆的合理开发和还田技术的完善对我国实现化肥施用零增长有着深远的意义。本研究中近30 a来水稻秸秆 NPK总养分年均量呈增长趋势，而占全国化肥施用均量的比例呈下降趋势，1988—1998、1999—2008、2009—2018年水稻秸秆NPK总养分年均量占全国化肥施用均量的比例分别为 23.70%、17.99%、16.67%，主要原因是全国化肥施用均量的增长。然而近10 a（2009—2018年）其比例相对于中间10 a（1999—2008年）仅下降了1.32%，结合全国化肥施用均量数据可见，1988—1998年至1999—2008年的全国化肥施用均量增长了 33.34%，1999—2008年至 2009—2018年的全国化肥施用均量增长了23.41%。说明近10 a全国的化肥施用均量增长速率在下降，这和国家测土配方施肥、化肥零增长行动等政策密切相关。

因此，提高中国水稻的秸秆还田率，完善水稻秸秆还田技术，充分发挥水稻秸秆还田的养分替代作用，对水稻生产中的减肥增效和水稻绿色生产尤为重要，故提出以下几点建议：1）在水稻秸秆资源和养分资源相对丰富的地区，如长三角、长江中游、西南和东北地区，应根据各地区的气候条件、土壤类型和种植制度等采取合适的秸秆还田技术，提高各地区的水稻秸秆还田率；2）水稻秸秆还田后养分释放早期快，后期慢，因此在考虑水稻施肥量时应减少基肥用量，增加追肥用量，使得水稻整个生育期内的养分供应充足。水稻秸秆资源的钾素资源丰富，还田后的当季释放率高，应减少化学钾肥的施用，鼓励以秸秆还田的方式补充钾素，而水稻秸秆中的氮、磷含量低，养分释放率相对较低，在秸秆还田时应配施适量的氮、磷肥。3）在水旱轮作区和双季稻区，水稻秸秆还田时可配施适量的秸秆腐熟剂，以进一步提高秸秆的腐解率和养分尤其氮、磷养分的当季释放率，充分发挥秸秆还田的作用。

4 结 论

1）2009—2018 年全国水稻秸秆资源及其NPK总养分资源年均量分别达到1.69×108t和452.09×104t，比1988—1998 年分别增加 0.23×108t和 61.50×104t，其中东北增幅最高，其次为长江中游，长三角最低，而华南和西南呈降低趋势。全国的水稻秸秆资源和氮磷钾养分资源年均量随种植年限的延长呈增长趋势，第一阶段（1990s—2000s）全国水稻秸秆资源年变化速率为18.11×104t/a，N、P、K 养分资源年变化速率为 0.15×104、0.02×104、0.31×104t/a，年变化速率从大到小依次为长江中游、东北、华南、长三角、西南；第二阶段（200s—2010s）全国水稻秸秆资源年变化速率为211.47×104t/a，N、P、K养分资源年变化速率为 1.76×104、0.25×104、3.66×104t/a，年变化速率从大到小依次为东北、长江中游、长三角、西南、华南。不同区域水稻秸秆及其养分资源年均量差异较大，长三角最高，其次为长江中游、西南和东北，华南最低。

2）30 a来（1988—2018年），全国单位耕地面积水稻秸秆还田的氮、磷、钾肥年均可替代量持续稳定增加，占化肥年均施用量的比例分别为 10.88%～12.53%、11.83%～17.13%、116.22%～122.62%，较1988—1998年，2009—2018年的氮、磷、钾肥年均可替代量分别增加了5.48、1.10、20.55 kg/hm2，其中长江中游的增幅最高，其次为东北、西南和长三角，华南最低。全国水稻秸秆还田的氮、磷、钾肥年均可替代量分别为（28.90±0.14）、（5.80±0.03）、（180.46±0.52）kg/hm2，各区域以长三角最高，其次为东北、西南和长江中游，华南最低。