秸秆覆盖和免耕对玉米根系性状、产量和土壤物理属性的影响

doi:10.13292/j.1000-4890.202607.002

生态学杂志 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (7): 2268-2275.doi: 10.13292/j.1000-4890.202607.002

秸秆覆盖和免耕对玉米根系性状、产量和土壤物理属性的影响

莫晓凡^1,2,卢佳禹²,林俊杰³,兰国新¹,王明理^4*

（¹重庆三峡学院环境与化学工程学院，重庆 404020； ²中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016； ³浙江科技大学环境与资源学院，杭州 310023； ⁴成都中科青芸智能科技有限公司，成都 610000）

出版日期:2026-07-10 发布日期:2026-07-16

Effects of stover mulch and no-tillage on maize root traits, yield and soil physical properties: A meta-analysis.

MO Xiaofan1,2, LU Jiayu2, LIN Junjie3, LAN Guoxin1, WANG Mingli^4*

(¹School of Environmental and Chemical Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing, 404020, China; ²Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; ³School of Environmental and Natural Resources, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou, 310023, China; ⁴Chengdu Zhongke Qingyun Intelligent Technology Co., Ltd., Chengdu 610000, China).

Online:2026-07-10 Published:2026-07-16

摘要/Abstract

摘要： 免耕秸秆覆盖管理可以提升土壤有机质和肥力、改善土壤物理结构以及维持农田生态系统功能与可持续性，但其对玉米产量形成和根系-土壤互作的影响机制尚不明确。本研究采用整合分析方法，筛选出65篇文献，两个处理组为免耕（NT）与免耕秸秆覆盖（NTS），相应对照组为常规耕作（CT）与免耕（NT），探究免耕与秸秆覆盖对玉米产量、土壤属性与根系性状的差异性影响及其总体效应。结果表明：免耕较常规耕作显著降低玉米产量7.4%，而免耕秸秆覆盖较免耕提升玉米产量6.1%，达到与常规耕作相当水平；免耕较常规耕作显著增加土壤容重（BD，3.6%）与土壤穿透阻力（PR，17.7%），而免耕秸秆覆盖较免耕显著降低PR12.4%，使土壤含水量（SMC）相比免耕和常规耕作分别提高10.3%和7.0%；免耕相比常规耕作显著降低了根长密度（RLD，10.0%）、根干重密度（RMD，10.6%）和根表面积密度（RSD，20.6%），而免耕秸秆覆盖使根生物量较免耕和常规耕作显著提高12.0%和15.6%；免耕秸秆覆盖通过优化BD、PR与SMC等土壤物理属性关系，促进根生物量增加，从而形成产量增益效应。本研究揭示秸秆覆盖可能通过改善表层土壤物理环境-优化根系空间分布-增强养分吸收能力的协调路径，消减免耕的产量限制效应，为保护性耕作技术优化提供理论依据。

关键词: 免耕, 秸秆覆盖, 产量, 土壤属性, 根系性状

Abstract:

No-tillage with stover mulching (NTS) is a conservation agriculture practice, which can enhance soil structure, improve soil fertility, and sustain agroecosystem functions. However, the differential effects of no-tillage and stover mulching on maize yield and root-soil interactions remain unclear. Here, we conducted a meta-analysis of 65 peer-reviewed papers to systematically evaluate the impacts of no-tillage (NT) \[NT vs conventional tillage (CT)\] and no-tillage with stover mulching (NTS vs NT or CT) on maize yield, soil properties, and root traits. NT significantly reduced maize yield by 7.4% compared to CT, while NTS increased yield by 6.1% relative to NT, achieving the same yield as CT. NT significantly increased soil bulk density (BD, 3.6%) and penetration resistance (PR, 17.7%) compared to CT, while NTS significantly alleviated these adverse effects with reducing PR by 12.4% compared to NT, and increased soil moisture content (SMC) by 10.3% and 7.0% over NT and CT, respectively. NT significantly decreased root length density, root biomass density, and root surface area density by 10.0%, 10.6%, and 20.6% compared to CT, whereas NTS significantly enhanced root biomass by 12.0% and 15.6% over NT and CT, respectively. NTS could maintain maize yield through optimizing BD, PR, and SMC, and promoting root length density. These findings indicate that stover mulching counteracts the negative effects of NT by improving topsoil physical properties and optimizing root morphological traits, thereby enhancing nutrient uptake efficiency. This study provides critical insights for optimizing conservation practices in maize production systems.

莫晓凡, 卢佳禹, 林俊杰, 兰国新, 王明理. 秸秆覆盖和免耕对玉米根系性状、产量和土壤物理属性的影响[J]. 生态学杂志, 2026, 45(7): 2268-2275.

MO Xiaofan, LU Jiayu, LIN Junjie, LAN Guoxin, WANG Mingli. Effects of stover mulch and no-tillage on maize root traits, yield and soil physical properties: A meta-analysis.[J]. Chinese Journal of Ecology, 2026, 45(7): 2268-2275.

[1]	张裕如, 彭志红, 唐熙雯, 张新文, 张杰, 罗湘洪, 褚飞, 刘丽莉, 周旋. 矿物质调理剂对坡耕辣椒地土壤质量的影响 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(7): 2313-2320.
[2]	盛玉珍, 赖佳, 韦树谷, 叶鹏盛, 刘勇, 张骞方, 刘佳, 黄玲. 芦笋秸秆短期还田对土壤真菌群落和白菜产量的影响 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(6): 1850-1860.
[3]	何佩瑾, 孙安妮, 李琳, 徐庆喆, 惠蒙蒙, 高西宁, 王立为, 殷红. 干旱胁迫和复水对大豆叶片光合特性及品质产量的影响 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(6): 1870-1879.
[4]	汪华, 苏明, 吴佳瑞, 洪自强, 李翻过, 李彤, 蔡巧红, 吴宏亮, 康建宏. 宁南山区马铃薯叶片叶绿素荧光、物质积累与转运对磷素添加的响应 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(6): 1880-1889.
[5]	庞雪艺, 米俊珍, 刘景辉, 张俊珍, 潘越, 王金金, 王希全, 赵宝平, 罗方. 免耕秸秆覆盖下不同时间施用促腐剂对黑土理化性质及真菌群落的影响 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(5): 1544-1553.
[6]	梁玉刚, 匡炜, 戴力, 罗先富, 赵杨, 方宝华. 不同种养模式对水稻地上部生长特性及产量形成的影响 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(4): 1265-1272.
[7]	王宇菲, 吴林土, 叶春福, 杨静, 袁国印, 程陈, 丁枫华. 长期不同施肥策略下茶园土壤肥力及茶叶产量的响应 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(3): 733-741.
[8]	黄进, 张方敏. 河南省冬小麦关键阶段降水致灾的解析与预判 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(2): 644-652.
[9]	游丽霞, 刘熳熳, 赵韦颖, 吴玉兰, 马林丽, 苏京, 吴梅林, 冯建祥. 珠海淇澳岛红树林凋落物产量及碳氮储量动态 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(1): 11-20.
[10]	陈波, 赵欢, 胡岗, 范成五, 秦松. 有机物料配施对贵州水稻产量、品质及C、N、P化学计量特征的影响 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(1): 150-158.
[11]	张晶, 张楠, 张慧芋, 解丽丽, 张定一. 极晚播小麦根蘖发育及产量形成对密氮互作的响应 [J]. 生态学杂志, 2026, 45(1): 192-201.
[12]	周萌, 李宝占, 陈蕙, 柴雨葳, 杨永, 张森昱, 王泽义, 常磊, 黄彩霞. 秸秆带状覆盖度对黄土高原冬小麦产量及土壤水热分布特征的影响 [J]. 生态学杂志, 2025, 44(8): 2618-2628.
[13]	王晨晨, 李亚军, 马萃, 杨明真, 王娟玲, 李红英, 张益娟. 播期对超早熟谷子产量和品质的影响 [J]. 生态学杂志, 2025, 44(7): 2193-2199.
[14]	薛思嘉, 王朋朋, 魏瑞江, 杨梅, 刘园园, 李璠. 气候变化与人类活动对河北省马铃薯产量的影响 [J]. 生态学杂志, 2025, 44(7): 2200-2206.
[15]	李雅群, 王帅, 刘凯, 张坤, 李东伟, 李景元, 王文宇, 王炜, 李杰. 新型抑制剂施用对玉米产量和温室气体排放的影响 [J]. 生态学杂志, 2025, 44(5): 1490-1497.

秸秆覆盖和免耕对玉米根系性状、产量和土壤物理属性的影响

Effects of stover mulch and no-tillage on maize root traits, yield and soil physical properties: A meta-analysis.

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价