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随着旱作农田覆盖管理体系研究的深入,近年来关于秸秆覆盖冬小麦增产效果不理想甚至造成减产的报道逐渐增多。小麦秸秆覆盖后由于其高碳氮比在分解过程中容易导致土壤氮的固定,降低土壤氮有效性。作物生育后期土壤氮素亏缺可能是导致小麦产量下降的主要原因,尚待加以验证。本研究基于10年覆盖定位试验,在2018和2019年进行了补施氮肥微区试验,测定了小麦产量及其构成因素、小麦不同生育期土壤碳氮动态变化过程及小麦开花-灌浆期光合特征等指标,旨在深入探讨旱作冬小麦农田秸秆覆盖的稳产机理。试验包括四种处理:生育期全量秸秆覆盖处理(9000kg·hm-2,HSM)、生育期半量秸秆覆盖处理(4500 kg·hm-2,LSM)、夏闲期全量秸秆覆盖处理(9000 kg·hm-2,FSM)和不覆盖对照处理（CK）,冬小麦开花后补施氮肥量为50 kg·hm-2。研究得出的主要结果如下:（1）在未补施氮肥情况下,长期秸秆覆盖后冬小麦农田土壤有机碳含量处于动态平衡,近两年试验土壤全氮较10年长期秸秆覆盖试验下降15.61%。在开花-灌浆期,近两年试验土壤硝态氮和铵态氮含量较10年长期秸秆覆盖试验明显降低,小麦氮素利用率明显较弱。生育后期补施氮肥后0-20 cm土层土壤有机碳和全氮含量较不施肥处理分别提高了12.98%和25.08%。半量秸秆覆盖土壤有机碳和全氮含量较不覆盖处理提高幅度最大。生育后期补施氮肥后0-40 cm土层土壤铵态氮和硝态氮含量较不施肥处理平均提高17.08%和58.40%。全量秸秆覆盖结合补施氮肥处理下土壤铵态氮和硝态氮较不覆盖处理提高效果最为明显。较为充足的氮素供应改善了土壤-作物间氮素转化,为小麦籽粒产量的提高提供保障。（2）在未补施氮肥情况下,长期秸秆覆盖导致小麦开花-灌浆期光合特征参数明显降低,生育期秸秆覆盖处理较不覆盖处理光合速率下降15.07%。秸秆覆盖处理蒸腾速率和气孔导度较不覆盖处理分别下降8.93%和3.41%。覆盖处理较不覆盖处理处理胞间CO2浓度高2.17%。生育后期补施氮肥明显增强了小麦光合作用,全量秸秆覆盖处理光合速率较不覆盖处理高23.61%。全量秸秆覆盖处理蒸腾速率和气孔导度较不覆盖处理高33.30%、20.74%,胞间CO2利用率提高。秸秆覆盖结合补施氮肥处理优化了光合特征参数日变化曲线。补施氮肥提高了各处理光合速率最大值,但没有改变光合速率峰值出现的时间。全量秸秆覆盖结合补施氮肥处理激发了蒸腾速率和气孔导度二次峰值的出现。（3）在未补施氮肥情况下,2017-2019两年小麦籽粒产量均值较2008-2017年籽粒产量平均低8.14%。土壤氮素含量的下降最终导致小麦减产。与10年覆盖试验相比,除基本苗外,2017-2019年其他产量构成因素指标也出现不同程度的下降。在生育后期补施氮肥后秸秆覆盖处理较不覆盖处理冬小麦产量及其构成因素有不同程度的提高。株高、生物量、千粒重显著提高,生育期全量秸秆覆盖籽粒产量和收获指数较不覆盖处理高30.27%和1.54%。综上,秸秆覆盖结合生育后期补施氮肥增加了土壤中碳氮含量,改善了土壤肥力,提高了作物氮素利用效率。生育后期补施氮肥有效改善了冬小麦光合特征参数,提高了冬小麦开花-灌浆期光合速率。秸秆覆盖结合生育后期补施氮肥处理后冬小麦产量及产量构成因素均有不同程度提高,达到了冬小麦稳产增产的效果。