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填闲作物是指主要粮食作物收获后,在土地休耕期种植以提高土壤肥力,供后续作物生长的作物。本文采用田间尼龙网袋法研究了渭北旱塬不同填闲作物（长武怀豆（S）、黑麦草（R）及两者1:1混合（M））翻压和不同氮肥水平(0、60、120 kg N.ha-1)双因素处理下,填闲作物腐解过程、温室气体（CO2、CH4、N2O）释放动态及对后续冬小麦产量、土壤碳收支的影响。主要结论如下:（1）各填闲作物翻压后腐解规律及碳氮释放特征均表现为“前期快-中期慢-后期加快”,填闲作物分解规律符合Olsen模型,276 d各处理的累积分解率均在70%以上。在第0-35 d,同一施氮处理下,累积腐解率和腐解速率均表现为S>M>R（P<0.05）。第35 d,S、M和R各处理干物质累积分解率分别达到61.9%、55.5%和47.5%;在0-35 d,施氮对S、M的腐解影响不显著,对R影响显著,35 d后氮肥效应逐渐减弱;在第21 d,S、M和R碳氮残留率分别达到40%、50%和60%左右。平均而言,S的碳氮释放速率显著高于R,并且与M没有显著差异。（2）填闲作物腐解与施氮处理提高了填闲-冬小麦种植系统的土壤CO2及N2O的排放作用,其中以S及N2处理最为显著;填闲腐解与施氮对CH4的排放影响不显著,且两者也无交互作用。温度和水分与CO2和N2O均存在显著相关性,CH4与土壤水分温度则无相关性。（3）土壤中的有机碳及全氮在腐解的中期增多但在后期又基本恢复至初始水平,结果表明,填闲作物的分解在短时间内增加土壤的碳、氮含量;与裸地对照相比,翻压填闲作物能够显著提高后续冬小麦产量,其籽粒产量增加10%-35%（P<0.05）,其中翻压SN1和MN1增产效果最好。（4）填闲作物翻压及施氮处理提高了该系统的综合增温潜势（GWP）;不同填闲翻压处理间的温室气体排放强度（GHGI）差异极显著（P<0.001）,表现为S>M>R>CK。与CK相比,单独翻压R处理、混合翻压M处理及S处理下的GHGI都有所增加,施氮处理下N1及N2与相比其GHGI也高于N0处理。（5）施氮和填闲处理对碳收支平衡影响均不同,实验末期的碳收支平衡大小顺序为R>M>CK>S;N2>N1>N0。表明在该系统下不施氮N0及翻压S处理降低碳的固定,而翻压R和M及施氮处理（N1、N2）可以增加最终系统碳的固定。综上所述,在渭北旱塬单播长武怀豆、混播黑麦草与长武怀豆,并在小麦播种前进行翻压更有利于改善土壤养分,增加后续冬小麦的产量。