秸秆还田研究进展及内蒙古玉米秸秆深翻还田现状

于 博 徐松鹤 任 琴 杨玉亭 周萌洋 潘 瑜

（集宁师范学院，012000，内蒙古乌兰察布）

作物秸秆是世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，是重要的生物资源，占世界能源总消耗量的 1/4[1]。全球每年产生作物秸秆 50亿～70亿 t，有数据[2]显示，美国每年生产的作物秸秆约4.5亿t，中国农作物秸秆年均总量约7亿t，居世界首位，有学者估算我国2015年农作物秸秆中可利用秸秆约7.7亿t[3]，2017年秸秆资源综合利用率超过83%[4]。中国玉米秸秆资源丰富，总量在2亿t以上，玉米秸秆占秸秆资源总量的31%[5]。中国秸秆量呈逐年增加的趋势，加之省柴节煤技术和清洁能源的推广应用，农村有大量富余秸秆[6]，部分地区农民为了抢农时，秸秆被弃置或露天焚烧[7]，被弃置的秸秆堆放在田间地头导致水体富营养化等污染[8]，秸秆焚烧导致温室气体和固体颗粒排放到空气中[9]，造成雾霾等大气污染[10]，破坏了人们生产生活环境，危害人体健康[11]，还破坏土壤微生物生存环境[12]、影响土壤耕性[13]、破坏土壤生态[14]。作物秸秆不合理利用造成农业生物资源的浪费和环境污染等一系列农田生态环境问题，已成为当今农业资源利用与环境领域的热点问题。随着焚烧秸秆禁令的实施以及各部委和各地方政府关于秸秆综合利用政策的颁布，还田培肥土壤的秸秆利用方式得到快速发展[15]。因此，如何合理利用秸秆资源培肥土壤为农业生产带来经济效益和生态效益，是当前亟待解决的问题。

1 秸秆还田的技术模式

秸秆还田是将作物收获后的秸秆直接或堆积腐熟后施入农田，改善土壤理化性质、加速生土熟化和提高土壤肥力的一种培肥方式[16]。秸秆还田分直接还田和间接还田。直接还田是利用农机进行粉碎、破茬、深耕和耙压等将作物秸秆粉碎后直接覆盖于土壤表层或深埋。直接还田包括粉碎翻压还田、覆盖还田、留高茬还田、整秆还田和覆盖条耕还田等，间接还田包括堆沤还田、过腹还田、烧灰还田、菇渣还田和沼渣还田等[17]。

1.1 秸秆粉碎翻压还田

秸秆粉碎翻压还田技术模式是利用联合收割机将茎秆和茎叶粉碎覆盖于地表，再翻耕入土，在微生物和酶的共同作用下腐解。该模式适用于玉米、小麦、水稻和高粱等作物秸秆还田，玉米和高粱的合格碎秆长度≤10cm[18-19]，小麦和水稻的合格碎秆长度≤15cm[19]，该技术模式有作业质量好、处理量大、成本低和效率高的优点[19-20]，在机耕配套措施较好的地区宜大面积推广。

1.2 秸秆覆盖还田

秸秆覆盖还田技术模式是将作物秸秆或残茬直接覆盖于土壤表面，配套农业播种机械器具措施[21]，整株倒茬覆盖，适用于北方玉米田和小麦田。秸秆覆盖还田能降低土壤的水蚀和风蚀，减少水分蒸发和养分流失，提高土壤饱和导水率，增强土壤蓄水能力，提高作物水分利用率[22]，保持土壤温度相对稳定，并能有效缓解气温骤变对土壤温度的影响[23]，有保水保墒的作用。

1.3 秸秆留高茬还田

秸秆留高茬还田技术模式是指收割时作物基部留有一定高度的茎秆，翌年利用灭茬机、旋耕机和秸秆粉碎翻埋灭茬机清除作物根茬，将秸秆直接与耕层土壤均匀混合的一项机械化还田技术，适用于实行轮作的农田[19]。根茬粉碎还田有节约工时、减少土肥流失、提高土壤有机质和改良土壤的优点[24]。

1.4 秸秆整秆还田

秸秆整秆还田技术模式是将作物摘穗后直立于田间，秸秆沿着机具前进方向翻埋或倒秆覆盖在农田内的一种秸秆还田技术模式[19]，包括整体翻埋和覆盖2种方式，翻埋还田的秸秆深施，覆盖还田的秸秆面施。适用于地势平坦的东北和一年一熟的西北旱作区[21]，有抗旱保墒、减少秸秆粉碎作业环节和投入成本较低等优点[25]。

1.5 秸秆覆盖条耕还田

秸秆覆盖条带耕作技术模式是指秋季或春季进行覆盖秸秆，使用专用条带耕作机对苗带（待播种带）表土进行少耕（仅浅耕播种带），再用免耕播种机播种的技术模式。玉米收获的同时将秸秆粉碎覆盖在地表，秋季或春季采用秸秆集行机进行集行处理后露出待播种带，再使用专用苗带耕作机旋耕待播种带[26]。该技术模式是保护性耕作的一种新形式，苗带设计宽度约25cm，苗带之间行距约76cm，作物全生育期保持秸秆覆盖，全田土壤扰动通常小于1/3[27]，耕作省工省时、效率高并且成本低。该技术模式可减少耕层水土流失、碳排放和化肥投入，同时抑制水分蒸发，提高土壤有机质含量，改善土壤结构，增强土壤抗旱能力，防治土壤退化[27-28]。

1.6 秸秆堆沤还田

堆沤还田是指在田间就近选址，将秸秆粉碎后堆积于地面或挖坑堆积，加入畜禽粪、多种微量元素和生物菌，在高温厌氧环境下将秸秆堆腐后再还田的技术模式[29]。秸秆堆积处需靠近水源，挖深度为1.0～1.5m正方形坑，秸秆长度10～15cm，堆厚30～40cm，由下至上第2层堆黑土、草炭、人粪尿和家禽家畜粪，可添加少量尿素、磷酸二铵或过磷酸钙，层层堆积，最上层用泥土封顶，堆积高度略高于平地，夏季温度升高后可达到腐解秸秆的目的，翌年还田培肥土壤[30]。

1.7 秸秆生化腐熟快速还田

秸秆生化腐熟快速还田技术模式是利用高新技术进行菌种的培养和生产，用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间，经机械翻抛、高温堆腐和生物发酵等过程，将秸秆转化为优质有机肥[31]，包括催腐堆肥技术、速腐堆肥技术和酵腐堆肥技术，具有自动化程度高、腐熟周期短、产量高、好氧发酵环境无污染和提高土壤养分速度快等优点[31-32]。相比传统堆制沤肥还田，该技术能产生大量纤维素酶，有杀灭秸秆中病菌、缩短秸秆腐熟时间、减少秸秆中有机质及氮素损耗的优势[33]。20世纪末，微生物学家岛本觉也利用酵素菌技术在日本用于秸秆肥制作，达到了还田秸秆快速释放养分的目的，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益[34]。

1.8 秸秆过腹还田

秸秆经过青贮、氨化和微贮处理饲喂畜禽，经过食草牲畜的咀嚼和胃的消化作用，以有机肥的形式返还土壤称为过腹还田[31]。该技术模式是“种养结合”的新理念，形成粮食―秸秆―饲料―牲畜―肥料―粮食的良性循环，减少了秸秆浪费，降低了养殖业成本，实现了畜和农的循环可持续发展[31]。

1.9 其他秸秆还田技术模式

秸秆还田技术模式还包括菇渣还田、沼渣还田和焚烧还田。菇渣还田是指将秸秆作为菇类和菌类的培养基料，生产后的菇渣还田培肥土壤的技术模式。沼渣还田是指秸秆发酵制沼，为土壤提供有机肥的技术模式。菇渣和沼渣产量小、生产周期长且劳动强度大，在农业生产中使用较少[31]。秸秆焚烧还田又称炭化还田，是将秸秆直接点燃或作为辅助燃料，此方式污染大气环境，存在火灾安全风险，浪费能源，还会造成土壤有机质和氮磷钾大量损失[35]。目前，部分地区仍以传统的秸秆焚烧和作为燃料等方式利用秸秆，这与秸秆还田成本高、当地农民生态环保意识淡薄和秸秆还田配套机械设备不足等因素有关。

2 秸秆还田的作用

2.1 秸秆培肥的价值

秸秆富含热能和作物生长所必需的氮、磷、钾及微量矿质元素，其物质组成包括纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和可溶性糖等，约占秸秆干重的80%[36]，是农业生产中重要的有机肥源。豆科作物秸秆含氮较多，禾本科作物秸秆含钾较多[37]。每100kg鲜秸秆中含氮 0.48～0.50kg、磷 0.12～0.38kg和钾1.0～1.67kg，相当于2.4kg氮肥、3.8kg磷肥和3.4kg钾肥，若将100kg作物秸秆还田，就相当于向土壤施入标准肥10kg以上，土壤有机质含量提高0.03%[29,38]。利用秸秆生物肥料会带来更高的肥效，土壤基施3750kg/hm2秸秆相当于1500kg碳酸氢铵、750kg过磷酸钙和300kg硫酸钾的肥效[29]，秸秆还田增加了土壤养分，可减少化肥的施用[39]。秸秆作为物质、能量和养分的载体[40]，将其还田是最简便、绿色、生态及可持续的培肥技术[41]和经济措施[42]。该技术在减少秸秆焚烧所造成大气污染的同时还能培肥土壤，为作物生长提供良好的土壤环境。欧美等发达国家秸秆还田利用率较高，据统计，2008年美国10个玉米生产州的玉米秸秆还田比例约45%，其中爱荷华、伊利诺斯、堪萨斯和内布拉斯加等州玉米秸秆还田比例超过50%[43]，美国秸秆还田量约占秸秆生产量的68%以上[44]，英国占73%以上[45]，较高的秸秆还田率对农田土壤肥力保持起着十分重要的作用[46]。

2.2 秸秆还田培肥机制

秸秆还田培肥土壤的关键是秸秆腐解[45]，以喜糖酶和无芽孢细菌为主的微生物群落活动，分解可溶性糖和淀粉等易分解的碳水化合物；再以芽孢细菌和纤维分解细菌分解较复杂的高分子碳水化合物，如纤维、果胶和蛋白质等；最后以放线菌和真菌类取代芽孢细菌分解木质素、单宁和蜡质等成分变为复杂的高分子碳水化合物，使秸秆中矿质营养返还到土壤中，补偿作物收获时带走的养分，这些营养物质有培肥土壤的作用。秸秆腐解对土壤养分、土壤理化性状、土壤酶活性与微生物、温室气体排放和作物产量有显著的影响。

2.2.1 秸秆还田对土壤养分的影响 秸秆腐解过程伴随着养分的释放。秸秆中的氮素包括贮存性氮素和结构性氮素[47]，贮存性氮素包括滞留在秸秆中的硝态氮、铵态氮和一些小分子氨基酸、酰胺等。结构性氮素主要是难腐解的有机氮，包括叶绿素、蛋白质、酶、核酸、胺类、氨基化合物和各种维生素中的氮。贮存性氮素占比很少，易进入土壤；结构性氮素是秸秆氮素的主要组分，须先经微生物矿化变为无机氮。秸秆中60%的磷以无机磷的形态存在，其中40%为难分解的有机磷，秸秆中的磷素以有机态和无机态形式进入土壤，增加土壤总磷量。秸秆中的钾素主要以 K+的形态存在，溶于水进入土壤[48]。秸秆腐解速率表现为前期快、后期逐渐变慢的特征[49]，用N15标记，稻草腐解90d后23.5%的有机态氮被矿化，这些氮素进入土壤中再进行盆栽试验，其中13%～14%的N15被玉米和水稻吸收[50]。旱田秸秆还田40d后，80%的碳以微生物呼吸的形式被释放进入土壤中[51]。水田中，秸秆腐解15d达到腐解速率最大值，90d腐解率达50%[52]。小麦和水稻秸秆还田124d后，腐解率达50%，氮素和磷素平均释放率均大于50%，钾素平均释放率达98%[53]。秸秆腐解显著增加了盐碱土腐殖质中的胡敏酸和富里酸含量[54]。麦秆施入稻田100d后，腐解率达到60%以上，矿质元素释放速率为K＞P＞N≈C[55]。释放的养分增加了土壤速效养分、养分储量、腐殖质和有机质含量[56]。因此，秸秆还田可提高土壤养分含量，提升土壤肥力。目前，国内研究集中在秸秆还田对耕层土壤养分的影响上（表1），对土壤犁底层及深层养分变化的影响有待进一步的研究。另外秸秆C/N高，秸秆腐解需大量的氮素，容易与作物发生争氮现象，带来产量降低的负面效应。因此，秸秆还田对土壤养分含量及其有效形态和作物产量的贡献有待进一步研究。

表1 秸秆还田对土壤养分的影响Table 1 Effects of straw returning on soil nutrients

2.2.2 秸秆还田对土壤理化性状的影响 秸秆还田显著改善土壤理化性状，土壤温度日变化幅度减小，容重和硬度显著降低，孔隙度和通气状况显著改善，蓄水保墒能力增强，土壤含水量、保水能力和导水能力显著提高，团聚体稳定性增强，团粒结构增多，交换性阳离子减少，pH显著降低，土壤质地得到改善（表2）。因此，秸秆还田对土壤理化性状的改善效果明显，但利用秸秆覆盖和秸秆留高茬等方式还田后，如何保障翌年春季或后茬作物的出苗质量和出苗率，以及作物生长发育对土壤水分、空气、温度、pH的要求和改善作物生长的土壤物理环境还有待进一步研究。

表2 秸秆还田对土壤理化性状的影响Table 2 Effects of straw returning to field on soil physical and chemical properties

2.2.3 秸秆还田对土壤酶活性和微生物的影响由表3可知，秸秆还田后土壤酶活性和微生物数量提高，微生物学特性改善，土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶和纤维素酶活性显著提高，土壤细菌、真菌和放线菌数量增加，细菌物种多样性提高，有机物降解菌和光谱抑菌作用的微生物增多，自生固氮菌、磷酸盐细菌、无机磷细菌和有机磷细菌显著增加，真菌群落丰度增加。目前，尤其是我国北方地区，秋冬季温度较低和营养物质不足等因素降低了土壤酶和微生物活性，使秸秆腐解缓慢，影响翌年或后茬作物的出苗质量和出苗率。因此，秸秆还田后土壤微生物群落的物种丰富度和优势度变化有待进一步研究。秸秆还田带来的病原体及土壤微生物之间的拮抗作用与秸秆腐解后的次生产物对病害的影响尚无定论。秸秆还田后合理使用除草剂、杀虫剂、杀菌剂及与生物防治的相关研究有待进一步研究。

表3 秸秆还田对土壤酶活性和微生物的影响Table 3 Effects of straw returning on soil enzyme activity and microorganism

2.2.4 秸秆还田对农田温室气体排放的影响 秸秆还田促进土壤固碳[72]，增加了土壤有机碳含量和土壤碳库储量，耕层土壤、植株和籽粒有机碳储量均增加，表现为碳汇，实现农田土壤的固碳和减排[73]。秸秆还田显著增加了农田土壤有机碳[74]。孙竺鹤等[75]用13C标记玉米秸秆，研究结果显示，棕壤固碳量随秸秆还田量增加而增大，棕壤碳库的周转速率也随之加快。秸秆还田显著提高了水田土壤有机碳含量，提高了土壤固碳量[76]。秸秆还田对农田温室气体减排的影响见表4。目前，关于秸秆还田促进耕层土壤有机碳储量增加、提高土壤固碳的结论基本一致，但有关秸秆还田影响土壤有机碳变化的碳收支过程的定量研究较少。关于秸秆还田影响土壤N2O排放的结论不一致，部分研究者认为秸秆还田减少土壤N2O排放，但是秸秆还田配施氮肥，土壤N2O排放量也会增加，减少CH4排放的措施使土壤 N2O排放量增加也有报道，秸秆还田后土壤N2O排放量受多种因素影响。

表4 秸秆还田对农田温室气体排放的影响Table 4 Effects of straw returning on greenhouse gas emission in farmland

2.2.5 秸秆还田对作物产量的影响 由表5可知，秸秆还田对玉米和水稻有明显的增产作用；秸秆覆盖还田对大豆有减产的效应，小麦秸秆旋耕还田对大豆有增产作用；玉米秸秆翻耕还田对小麦有减产的效应；水稻田秸秆生物炭翻耕还田对水稻有明显的增产作用，但小麦秸秆翻耕还田对水稻产量影响不明显。总体上看，秸秆还田对作物有增产作用，属于正面效应。作物产量受气候条件、还田方式、耕作措施、栽培技术和作物种类等综合影响。因此，在不同的生态区、栽培技术条件与作物之间，秸秆还田对产量的贡献有所不同，部分秸秆还田技术措施对作物有减产效应，其原因有待进一步分析。

表5 秸秆还田对作物产量的影响Table 5 Effects of straw returning on crop yield

3 秸秆还田的区域应用

内蒙古是我国重要的粮食生产基地[83]。玉米是内蒙古第一大作物，播种面积超过260万hm2，占粮食作物播种面积的38.2%，分布在西辽河、土默川和河套平原灌区，2019年玉米秸秆量约0.327亿t，占我国玉米秸秆资源量的16.35%。氮、磷和钾养分含量相当于16.35万t尿素、3.82万t过磷酸钙、38.15万t硫酸钾，秸秆还田培肥潜力巨大。内蒙古《农业高质量发展三年行动方案（2020年-2022年）》指出，开展秸秆利用区域补偿制度试点，推动形成收、储、运、用的技术模式，提升秸秆综合利用能力，农田土壤大力推广秸秆还田等，耕地地力提升综合配套技术，加强中低产田改造及可持续利用，秸秆还田面积达到233万hm2，平均化肥用量减少到 207kg/hm2，保证内蒙古粮食增产和农业高质量发展。内蒙古西辽河、土默川和河套三大平原灌区玉米秸秆深翻还田在技术和理论上取得了一定的研究进展。

3.1 西辽河平原灌区秸秆还田的应用

西辽河平原灌区采用玉米秸秆粉碎深翻30cm还田的技术模式。深翻是通过铧式犁疏松土壤，扰动土层，使上下土层翻转、混合。通过深翻整地耕作措施，将联合收割机粉碎的玉米秸秆翻入土壤30cm深处，实现秸秆还田。使土壤下层生土逐步熟化，改善土壤通透性，增强抗旱能力，为作物根系生长和微生物活动创造良好的环境。该灌区多年秸秆深翻还田试验表明，秸秆还田后土壤有机质、碱解氮和速效钾含量显著增加，0～30cm浅剖面年平均截获土壤有机碳量增加，土壤酶活性显著提高，细菌、真菌和放线菌的数量显著增加，土壤细菌多样性提高、真菌群落丰度显著提高，肥力提升。秸秆还田后玉米叶片、穗部、籽粒氮积累量、穗位叶叶绿素含量和超氧化物歧化酶活性显著提高，叶片丙二醛含量显著降低，玉米根系生物量、氮素积累及转运率和产量显著提高，详见表6。目前，西辽河平原灌区土壤类型为黑土和草甸土，土壤基础肥力高且结构性好，在现有的研究基础上还需深入研究秸秆深翻还田对黑土和草甸土的土壤剖面特征、结构性、持水性、固碳能力，农田温室气体减排，生物多样性及其对玉米养分吸收、根系构型和产量贡献的影响，深入研究西辽河平原灌区高产土壤（黑土、草甸土）的肥力特征。

表6 内蒙古西辽河平原灌区玉米秸秆深翻还田研究现状Table 6 Research status of maize straw returning from deep ploughing in Xiliaohe Plain of Inner Mongolia

3.2 土默川平原灌区秸秆还田的应用

在土默川平原灌区玉米籽粒收获时，用联合收割机将秸秆粉碎，再用翻转犁将地表秸秆深翻至距地表40cm处，实现秸秆深翻还田。该区域定位试验表明，秸秆深翻还田在耕作土壤的同时改善了土壤结构性，秸秆深翻还田是一项可持续的耕作措施，是一种保护性的补偿还田机制，对培肥土壤具有重要的理论价值[89]，土壤有机质、土壤结构指数和有机无机复合体数量显著增加，土壤团粒结构增多，土壤酶活性及可培养细菌数量和细菌多样性、有益细菌的数量、能降解惰性有机物质的菌种、具有净化作用的细菌显著增加，肥力提高。秸秆还田后，玉米根干重、根长、根表面积和根体积显著增加，玉米茎秆性状得到优化，茎秆倒伏率降低，茎粗、茎秆的穿刺强度和折断强度增加，秸秆深翻还田对产量的贡献为5.5%，产量提高0.6t/hm2（表7）。该灌区土壤类型为沙壤土，土壤基础肥力低，土壤结构脆弱，秸秆深翻还田1～2年秸秆腐解缓慢，深翻所破坏土壤结构的强度大于秸秆腐解促进团粒结构形成的强度，土壤团聚体的稳定性被破坏。因此，在现有研究基础上，还需进一步研究与本区域土壤性质相适宜的秸秆还田技术模式，例如采用“堆沤还田1～2年+连续秸秆深翻还田”或“过腹还田1～2年+连续秸秆深翻还田”的技术模式，可达到维持土壤结构稳定的目的。还需进一步研究土默川平原灌区高产土壤（沙壤土）的肥力特征与秸秆深翻还田调控机制。

表7 内蒙古土默川平原灌区玉米秸秆深翻还田研究现状Table 7 Research status of maize straw returning from deep ploughing in Tumochuan plain of Inner Mongolia

3.3 河套平原灌区秸秆还田的应用

河套平原灌区玉米生产实践中采用“翻耕+秸秆还田”与“翻耕+深松+秸秆还田”的技术模式，部分地区采用“秸秆表覆和秸秆深埋”的还田技术模式。巴彦淖尔市年秸秆机械化深翻还田量达63.61万t，巴彦淖尔市五原县秸秆机械化深翻还田面积达3500hm2。秸秆深翻还田后土壤养分增加，土壤理化性状得到改善，肥力提升。秸秆还田后，玉米形成深扎型根系，按近理想根构型，根密度提高91.7%，水分利用效率提高41.4%；玉米干物质积累量、叶面积指数和净光合速率显著增加，叶面积持续期延长；玉米冠层光合物质产能得到大幅度提升，平均增产潜力提升近8.9%（表8）。目前，该区域土壤类型为粉质黏土和砂壤土，土壤基础肥力较低，结构致密、坚硬，加之引黄灌溉，黄河水盐分含量高，土壤pH较高，玉米田盐碱化程度高。因此，河套平原灌区在现有研究基础上，还需进一步研究秸秆深翻还田对耕层土壤盐分含量和组成、碱化度及阳离子交换量等土壤化学性质的影响。配施新型盐碱土改良剂，形成“深翻秸秆还田+土壤改良剂”的还田技术模式，还需深入研究河套平原灌区高产土壤（粉质黏土和砂壤土）的肥力特征及秸秆深翻还田与土壤改良剂协同调控机制。

表8 内蒙古河套平原灌区玉米秸秆深翻还田研究现状Table 8 Research status of maize straw returning from deep ploughing in Hetao plain of Inner Mongolia

总体上，内蒙古平原灌区玉米秸秆还田率逐年提高，秸秆深翻还田相关研究不断深入，秸秆还田培肥农田土壤的效果显著，土壤有机质的投入增加，土地生产力提高，解决了秸秆资源浪费和环境污染问题，实现了“用养”结合，达到了“藏粮于地”的发展战略目标，对农业高质量发展和粮食安全具有重要意义。现有秸秆还田培肥理论和技术体系不足以满足当前农村土地经营模式、农机保有现状及由此产生的秸秆培肥、耕作与栽培模式等不断变革的需求。西辽河、土默川和河套三大平原灌区地处内蒙古东、中、西部，土壤类型差异大，不同土壤类型的土壤肥力特征与秸秆深翻还田培肥机制缺乏系统研究。因此，内蒙古平原灌区秸秆还田技术措施的理论研究和推广应用还有很大空间，秸秆还田培肥土壤需要进一步结合区域生态气候特点、土壤类型、耕作制度、农机保有情况、施肥与栽培模式等因素，探索适宜本地区的秸秆还田技术模式，阐明不同生态区和不同土壤类型之间高产土壤的肥力特征和秸秆深翻还田调控机制。

4 展望

通过对国内外秸秆还田及内蒙古平原灌区玉米秸秆深翻还田相关研究的总结，可知秸秆还田在提高土壤肥力、改善土壤质量和促进作物生长方面发挥很大优势，有明显的增产作用。有关内蒙古平原灌区秸秆深翻还田的正面效应已有较多研究，对其负面影响研究较少。对高产田土壤肥力特征与秸秆还田调控机制的研究也较少。因此，今后关于秸秆深翻还田培肥土壤增产机制研究可重点关注以下几点：（1）借鉴发达国家的秸秆还田技术模式，如秸秆覆盖条耕还田技术等，提高内蒙古乃至全国的秸秆利用率，最大程度发挥秸秆深翻还田的正面效应；（2）深入研究秸秆深翻还田对土壤肥力的影响机制，提出秸秆深翻还田不利影响产生的原因和解决的技术措施，结合发达国家秸秆还田前沿研究成果，改进秸秆还田技术模式；（3）综合区域土壤效应对秸秆深翻还田土壤肥力影响的研究，加强秸秆深翻还田对单一肥力因素影响的机制分析；（4）综合区域气候效应对土壤温室气体减排影响的研究，加强秸秆深翻还田对单一温室气体排放影响的机制分析；（5）综合区域气候效应对秸秆腐解速率影响的研究，加强秸秆快速高效低温降解菌系的研究，这也是当前秸秆直接还田限制培肥效率的瓶颈问题；（6）加强长期连续秸秆还田定位观测对土壤肥力特征、农田生态效应及土壤生产力影响的机制分析，运用同位素示踪技术，结合分子生物学与数学建模等方法，深入研究秸秆深翻还田培肥增产机制。