研究背景

秸秆还田是绿色农业发展的重要措施之一，但“降解慢、碳转化效率低、温室气体排放多”是常见瓶颈。近日，《Bioresource Technology Reports》刊登了一项由中国学者主导的研究，提出用厌氧微生物预处理稻草，不仅能提升降解速率，还可增加土壤碳储量，对农业碳汇与减排目标具有重要启示意义。

研究方法与结果

研究团队采集瘤胃来源的厌氧微生物群，对稻草进行不同时间（6h、12h、24h）预处理后还田，并开展60天土壤培养试验，监测碳流动、温室气体排放与微生物变化等指标。结果显示：6小时的微生物预处理效果最佳。

首先，在稻草分解方面，预处理显著提高了稻草的可降解性，6小时组稻草分解率提升至79.37%，较未处理组高出近一倍，说明微生物预处理有助于打破稻草中木质素与纤维素结构。其次，土壤碳积累同步提升。与对照组相比，6小时处理组土壤总碳含量提高了61.79%，水溶性有机碳和微生物生物量碳也显著增加，说明稻草中的碳更多地被固定在土壤而非排放为气体。此外，微生物预处理还激活了土壤的酶系统，如纤维素酶、蔗糖酶、脲酶等关键酶活性均增强，促进了碳的转化速率。研究团队指出，微生物“预降解”作用，使得稻草进入土壤后能够更快被土壤微生物进一步利用。

不过，研究也发现预处理会增加CH₄和CO₂的排放风险，尤其是处理时间较长（如12h、24h）时更明显。分析显示，这与土壤中产甲烷微生物（如Methanobacteria）数量升高、功能基因mcrA表达上升有关。因此，研究建议通过合理控制预处理时间，避免甲烷过度生成，6小时处理在碳固存和碳排放间实现了较好平衡。值得一提的是，预处理还显著改变了土壤微生物结构，放线菌、梭菌等纤维素降解菌增加，有利于持续性有机质分解和土壤功能维护。

结论

该成果为稻草资源化利用提供了新方向。相比传统直接还田方式，微生物预处理方案在降解速率、碳转化效率与温室气体控制方面优势明显，具备良好的田间应用前景。研究团队表示，后续将结合生物炭、控释肥等措施进一步优化该技术。

参考来源：

Wei L, Song K, Qi Y, Sun S, Ni G, Zhou C, Yin X. Effects of straw returning after anaerobic microbial pretreatment on soil carbon sequestration and emission reduction[J]. Environmental Technology & Innovation, 2025, 38: 104124. DOI:10.1016/j.eti.2025.104124.