湖北省是长江流域双季稻和冬季油菜作物的主产区，该区域的油菜生产带在全国规模较大，由此伴随产生的农作物秸秆量也居全国领先地位。农作物秸秆从原始的就地焚烧处理经过农业发展，演变到目前广泛应用的机械化还田处理。秸秆机械化还田已成为湖北省解决大量农作物秸秆出路的主要方式，其具有降低劳动强度、提高工作效率、保证还田作业质量等优点。该项农业技术在单项作业机具应用方面已经具备一定的成熟度，但能够完成复合作业的还田机具还处于发展研究阶段，而有关秸秆机械化还田技术系统化、模式化的理论研究更是较少。对此，本课题选取长江流域中的稻油轮作种植大区——湖北省荆门市作为研究地点，对秸秆机械化还田技术进行了全方位的模式化研究。主要研究内容及结论涵盖了以下几个方面：　　（1）广泛学习了相关统计资料和前人的研究成果，把与本课题相关的模式、秸秆机械化还田等关键理论提炼出来进行综合性分析，并提出了具有本课题特色的定义，为秸秆机械化还田模式的系统化研究提供了坚实的理论基础。　　（2）基于“实地调研+统计资料学习”的方法，通过研究总结湖北省荆门市油菜机械化生产的基本情况、油菜秸秆机械化还田现状以及油菜秸秆还田机具的现有种类，构建了3种典型的油菜秸秆机械化还田模式。以客观性、导向性、可比性、可行性为指导原则选定与油菜秸秆机械化还田模式相关的评价指标建成相应的评价指标体系。结合统计年鉴、行业标准和专家意见对各评价指标的标准值和权重进行设定，并运用指标评价模型对3种油菜秸秆机械化还田模式进行综合评价分析。比较后得出相对较优的一种模式，然后找出该模式中存在的问题，并提出了相应的改进建议。　　（3）通过以加倍油菜秸秆还田量来模拟还田年限累积的田间试验，持续监测水稻播种期、拔节期、抽穗期、成熟期的土壤肥力变化，发现在水稻不同生长期不同秸秆还田量处理对土壤总碳、总氮、总磷、总钾的影响趋势虽然不一致，但是增肥效应明显存在。在试验周期结束时，1倍秸秆还田处理，即连续还田第1年的增碳、增氮效应最佳，增幅分别为10.79％、15.02%；随着秸秆量的增加，即还田年限的累计，土壤增磷效应逐渐减弱，在1/2秸秆还田处理下增幅最高，为12.79%；与土壤增磷效应相反，土壤增钾效应随着还田年限的累计逐渐加强，本试验中3倍秸秆还田处理下增钾效应最佳，增幅达到22.92%。对于水稻产量而言，2倍秸秆还田时，即连续还田2年时增产效应最佳，增幅为5.32%。　　综合上述研究结果，油菜秸秆机械化还田模式以及还田效应的系统理论已初步形成，对各地区推广应用秸秆机械化还田技术有一定的指导意义。