砂姜黑土黏粒含量较高,并以2:1型的黏土矿物蒙脱石为主,易于湿胀干缩、土壤中有效水养库容较低,且耕性极差,是我国典型的中低产田土壤。秸秆还田是土壤有机质提升,结构改善的重要措施,而不同耕作措施则会直接影响土体及耕层结构。本文以黄淮海平原典型旱作农田土壤砂姜黑土为研究对象,依托田间长期定位试验研究了不同耕作与秸秆还田方式下土壤速效养分、土壤容重和团聚体的变化特征,及其对养分有效性与冬小麦产量的影响。田间试验设置旋翻(Rotary tillage,R)、深翻(Deep tillage,D)和免耕(No-tillage,N)下的秸秆还田配施氮磷钾(Straw returning+NPK,SF)、氮磷钾平衡施用(NPK,F),及对照处理(Control,CK)。研究取得结果与进展如下:1.典型砂姜黑土耕层(0～20 cm)有机质含量约23.80 g/kg;碱解氮和有效磷、速效钾分别为63.66～71.48、9.29～14.26、182.78～242.70 mg/kg。针对该类型土壤改良需求,有机质含量偏低,碱解氮和有效磷,尤其后者较低,速效钾含量较高。2.秸秆还田+氮磷钾处理,尤其在不同翻耕方式下对土壤碱解氮、速效钾提升的贡献显著高于氮磷钾的平衡施用;秸秆免耕覆盖下,因难以腐化对土壤速效养分的贡献较小。深翻处理增加了耕层厚度,及耕层(0～20 cm)土壤速效养分含量,但在表层(0～10 cm)中的含量明显低于旋翻和免耕处理。免耕处理下,土壤速效养分主要集中于表层土壤中。3.典型砂姜黑土容重约1.25 g/cm~3。土粒间凝聚明显,土壤孔隙分布发达。在冻融交替作用下,春季土体较为分散,土壤容重较低。在冬小麦拔节期至成熟期,土体有明显的内聚现象,伴随着土壤<0.25 mm水稳性团聚体含量的下降,土壤容重总体呈现增加的趋势。4.秸秆还田及氮磷钾平衡施用同样降低了<0.25 mm水稳性团聚体的含量,但土壤容重却同样呈现下降趋势。在有机质参与下,水稳性大团聚体的形成有助于缓解土壤黏粒自身凝聚所带来的土体黏闭障碍因子。不同耕作间,因犁底层土壤较为压实,深翻处理土壤容重略高于常规旋翻处理。5.冬小麦植株体内氮、钾含量在拔节期达到最高值;磷素含量在抽穗期达到最大值,明显滞后于氮、钾在作物体内的累积。在不同处理下,作物体内氮、钾含量,及旋翻、免耕处理下作物体内磷含量均呈现秸秆还田配施氮磷钾处理>氮磷钾平衡施用>对照处理,与其在土壤中速效养分含量变化一致。土壤速效钾含量较高,对其在籽粒中的累积影响不明显。深翻处理下表层(0～10 cm)土壤有效磷含量较低,在作物产量较高情况下,抑制了其在冬小麦体内的累积。6.在旋翻与深翻下,秸秆还田配施氮磷钾与氮磷钾平衡施用相比秸秆产量无差异,但籽粒产量明显高于后者。秸秆还田方式下通过养分增加有助于作物产量提升,但在免耕方式下因秸秆难以腐解对作物产量的提升作用不明显。深翻与常规旋翻相比,表层(0～10 cm)土壤养分含量较低,但作物产量相差不大。深翻方式下,作物产量同样受到耕层土壤结构改善的影响。综上,深翻与常规旋翻相比,可增加耕层厚度,改善土壤结构并促进秸秆腐解和养分释放,有利于该类型土壤土体黏重障碍因子消减与产量的提升;免耕处理尽管提高了表层土壤养分含量,但因秸秆腐解困难,即使在秸秆覆盖下依然无法有效改善土体紧实的现状,制约作物产量的提升。