【摘 要】
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目的:秋耕是北疆农业生产的重要过程,合理的秋耕方式会提高季节性冻融土壤的蓄水、抑盐和控肥能力,进而改善春播土壤墒情。目前,关于秋耕调控技术的研究较少且缺乏系统的理论体系。因此,本文旨在探明秋耕方式对北疆季节性冻融期土壤水-热-盐-氮状况和春播墒情的调控影响,以期为北疆及类似干旱半干旱地区春播土壤墒情的改善和土壤盐碱化的防治提供参考。方法:本文依托两年田间试验,设置了翻耕（FG）、免耕（MG）、垄沟
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目的:秋耕是北疆农业生产的重要过程,合理的秋耕方式会提高季节性冻融土壤的蓄水、抑盐和控肥能力,进而改善春播土壤墒情。目前,关于秋耕调控技术的研究较少且缺乏系统的理论体系。因此,本文旨在探明秋耕方式对北疆季节性冻融期土壤水-热-盐-氮状况和春播墒情的调控影响,以期为北疆及类似干旱半干旱地区春播土壤墒情的改善和土壤盐碱化的防治提供参考。方法:本文依托两年田间试验,设置了翻耕（FG）、免耕（MG）、垄沟（LG）、翻耕-秸秆覆盖（FJ）和翻耕-活性炭覆盖（FH）5种秋耕处理。本文采用随机区组设计,每个处理各重复3次。本文以原位监测与室内分析相结合的方法,通过分析土壤水-热-盐氮的时空变化规律及交互影响关系,共同揭示秋耕方式对季节性冻融期土壤水-热-盐-氮运移和春播土壤墒情的调控机制。结论:（1）各处理土壤温度梯度与气温均呈极显著的相关关系（P＜0.01）。与FG处理相比,MG、LG、FH、FJ处理均减弱了土壤温度与气温的相关性,降低了整个冻融期土壤的升、降温幅度和土壤温度日变化的变异系数,维持土壤温度序列稳定的能力为FJ＞FH＞LG＞MG＞FG。与FG处理相比MG、LG、FH、FJ处理冻结期间的保温作用均得到了加强,其中FH和FJ处理在改善春播前土壤热状况方面的优势更为明显。（2）整个冻融期,耕作层（0～60 cm）的土壤含水率和电导率时空变化规律相似,遵循“盐随水走”的规律。冻结期,LG、FH和FJ处理促进了土壤水热盐协同向上运移的过程,改善了耕作层土壤水热状况,但在土壤盐分控制方面展现了负效应。融化期,FG、MG和LG处理受地表蒸发的影响显著,土壤水盐协同向上运移,土壤水分散失和返盐严重。FH和FJ处理在地表覆盖的作用下,明显减弱了地表蒸发的影响,促进了土壤水盐协同向下运移,土壤蓄水和抑盐效果最佳。（3）土壤硝态氮的时空变化与水热运动的响应关系最为显著,且不同秋耕处理间的差异最为明显。冻结期,FH和FJ处理土壤硝态氮含量与土壤温度梯度呈显著的负相关关系（P＜0.05）,与湿度梯度呈显著的正相关关系（P＜0.05）,有利于减小土壤热量散失,促进耕作层土壤水分和硝态氮的累积。融化期,FH和FJ处理土壤硝态氮含量与土壤温度梯度呈显著的二次函数关系（P＜0.05）,与湿度梯度呈显著的正相关关系（P＜0.05）,有利于减少硝态氮的淋溶损失。整个季节性冻融期,FH和FJ处理下水、热、硝态氮间的交互作用最佳,均呈极显著的相关关系（P＜0.01）,FH和FJ处理在优化土壤水、热、硝态氮协同运移机制方面体现出了明显优势。同样地,FH和FJ处理下土壤铵态氮、全氮与土壤水热变化的交互作用明显强于FG、MG和FJ处理,进一步证明了通过秋耕调控土壤墒情的可行性。（4）整体而言,FH和FJ处理为春播期棉花出苗提供了良好的水、热和养分条件,是最适宜在北疆推广的秋耕方式。在保证作物出苗的前提下,理论上可以分别减少生育期40.66 kg·hm-2和50.03kg·hm-2的纯氮施加量,有利于节能减排和农业水土资源的高效利用,在工程上为优化灌水施肥方案提供了指导意见。
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