东北是我国重要的春玉米主产区,玉米产量高,秸秆资源丰富,科学合理利用秸秆资源,研究改良秸秆还田方式,对推动东北地区春玉米生产十分重要。本文旨在研究新型秸秆还田模式在东北春玉米主产区的可行性,于2016年在辽宁省沈阳农业大学试验地,分别在旋耕(T1)和翻耕(T2)条件下,设置秸秆全层/条带还田+苗带施肥(F1S2/F1S1)、秸秆全层/条带还田+苗带和行间施肥(F2S2/F2S1),共8个处理,通过处理间相互比较,研究不同秸秆还田模式结合不同施肥方式对土壤物理性状、根系生长及干物质积累和产量的影响,主要研究结果如下:1.各处理土壤容重和孔隙度主要在0~30 cm土层中表现出差异。旋耕条件下,F2S1降低了0~10 cm土层土壤容重,增加了总孔隙度和非毛管孔隙度,以及20~30 cm土壤中的毛管孔隙度,在翻耕条件下,S2降低0~10 cm土层土壤容重,S1降低深层土壤容重,其中F2S1显著影响20~30 cm土层,降低容重,提高总孔隙度。2.与S2相比,S1降低行间土壤紧实度,增加苗带紧实度,营造了苗带紧行间松的土壤紧实度分布,促进根系浅层水平生长,深层垂直生长,在F2施肥作用下效果更显著。而翻耕秸秆全层还田则同时降低行间和苗带紧实度,特别是在F1施肥作用下。3.各粒径土壤团聚体含量随土层而变化,上层土壤中大粒径团聚体含量较多,下层土壤中粉+黏团聚体含量增多。旋耕条件下,增加0~20 cm土壤大团聚体含量和土壤团聚体稳定性,其中F2S2显著增加大团聚体含量,F2S1显著增加中间团聚体含量,而翻耕条件下,提升了20~30 cm土壤团聚体稳定性,尤其是F2S2。4.土壤水分含量直接影响春玉米生长发育。相比于旋耕,翻耕提高吐丝期时0~20 cm土壤的含水量,其中F2S2对0~10 cm土层表现出显著提高作用,到了成熟期后,在0~20cm土层中,S2的土壤含水量均低于S1,说明全层秸秆还田处理在玉米生长后期过程中所消耗的水分可能更多。5.2017年和2018年各处理垂直和水平根系分布发生变化。垂直根长分布表现为,2017年,T1F2S2和T1F1S2分别提高了0~30 cm土层和30~60 cm土层的根系量。不同于2017年,在2018年,T2F2S1和T2F2S2更有助于增加0~30 cm土层和30~60 cm土层根系量。而2年水平根长分布数据趋势一致,均反映出S1有利于增加距离植株20~30cm范围内的根长分布,就施肥方式而言,F2S1优于F1S1。而S2可提高距离植株10 cm范围内根长分布,且F1S2高于F2S2。6.各处理玉米根表面积集中在植株正下方20cm范围内,距离植株越远,根表面积越低。处理间比较,S1可以提高0~30 cm土层中水平方向上的根表面积,且然后随土层加深而降低,其中F2S1效果更明显。而S2根表面积分布表现为以植株为中心沿水平和垂直方向上逐渐降低。秸秆还田年限对根系有影响,T2F2S1总根表面随还田年限增长而增加,2018年时显著高于其他处理。7.秸秆还田年限和降雨量显著影响干物质的积累和分配。随还田年限的增加,拔节期和成熟期各器官干物质积累增加,并促进干物质向籽粒运输。拔节期和成熟期干物质积累最多的处理分别是T1F1S1和T2F1S2。吐丝期干物质分配直接影响产量,具体表现为,T2F2S2在吐丝期呈现出叶大茎粗的形态特征,使之后期干物质积累增多,直接影响灌浆,进而提高籽粒产量。8.玉米产量既受到外界因素的影响,还受自身养分运移和分配的影响。秸秆还田初年,各处理间产量及产量构成因素均无显著差异,T2F1S2稍高于其他处理,其次是T1F2S1。秸秆还田第二年,因降雨量和还田年限的增长,S2处理产量提高,且高于S1,而S1处理中,除T2F2S1产量表现出增长趋势外,其他处理产量均降低,主要是由于穗数的降低。