作物残体还田能为土壤提供可速效利用的碳和氮等养分,因而在提高土壤肥力方面有重要作用。刘禹池等[24]研究发现,连续秸秆覆盖+免耕使土壤有机质和氮、磷和钾养分在0~5cm土层聚集,但对下层土壤影响不大。高云超等[25]研究认为,多年连续秸秆覆盖免耕,0~20cm土层土壤有机质、全氮、有效氮和有效磷含量均明显提高。本研究结果表明,NT-SMR处理0~5cm土层土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于NT和CT处理,5~10和10~20cm土层仅高于NT处理。在常规耕作条件下,稻草还田处理0~5和5~10cm土层养分指标均显著提高,但10~20cm土层碳氮含量变化不明显。本研究表明,稻草还田可以显著提高水稻产量,这与以往的研究结果[26,27,28,29]基本一致。李孝勇等[30]研究表明,稻草还田可提高水稻产量,平均增产312~490kg/hm2。王居里等[31]也发现稻草还田与无稻草还田处理的产量差异达显著水平,本研究结果与其一致。稻草还田后,在微生物的分解作用下,能够产生腐殖质和各种营养成分,从而提高土壤肥力,而土壤肥力与产量呈显著的正相关性。本研究结果表明,稻草还田处理比无稻草还田处理的增产效果更明显。从产量构成因素分析,产量水平的提高主要得益于有效穗数和穗粒数的提高[32],使作物产量结构显著优化,从而产生增产效应[33]。但也有研究表明,秸秆还田会降低有效穗数,通过增加穗粒数和结实率,形成大穗,从而提高水稻产量[34]。肖国华等[35]研究表明,稻草还田免耕覆盖处理较无草犁耙插秧的水温降低3.4~5.1℃,5cm深处土温降低1.2~4.2℃,10cm深处土温降低1.5~2.0℃。稻草覆盖还田后土壤温度降低,有利于水稻秧苗的返青和分蘖,茎蘖数增加,最终增加有效穗数。在本研究中,早晚季水稻的有效穗数和穗粒数对产量的贡献最大。王苏影等[36]发现稻草还田主要通过增加有效穗数、提高水稻结实率和成穗率来增加产量。稻草层分解的有机物残留在耕作层表面,增加了耕作层的软化程度,有利于水稻根系生长发育,促进养分吸收[37],从而使稻草还田各处理增产,也有可能是因为稻草还田为微生物的生长提供了适宜的生态环境,提高了土壤微生物的活性和酶活性,加速了稻草的腐解率,促使其更快向土壤释放养分,进而有利于提高作物产量[38]。关于免耕和稻草还田对土壤酶活性、微生物多样性的影响有待进一步研究。