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农田温室气体排放与农田碳汇是现代农业生态系统过程研究的两个核心,稻麦两熟制是长江中下游地区主体的农田种植方式,因此探索稻麦两熟制下不同土壤管理方式对农田温室气体排放及碳循环的机理,明确其效应,对高产粮食产区农田生态系统的合理管理具有理论与实践意义。本文利用苏州农业科学院长期定位肥料试验田及不同耕作深度试验田为研究背景,通过研究长期施单独和结合有机肥施用不同配合情况的三要素(N、P、K)化肥以及土壤不同耕作深度下,稻麦轮作农田CO2、CH4和N20排放特征以及土壤固碳效应,并在大田试验的基础上,建立农田管理数据库,利用DNDC模型对观测数据进行模拟,主要研究结果如下：1.不同肥料配比长期定位施肥能显著影响农田温室气体排放及固碳效应。有机肥施用后既明显增加农田CO2、CH4和N20的排放,排放量分别增加42.9%、59.1%和14.9%；也显著提高了表层土壤有机碳密度15.4%。NP肥和NPK肥长期施用能明显提高CO2排放,不同配施N、P、K肥对CH4排放无影响,而在有机肥配施下有N肥和NP肥处理N20排量明显提高。施有机肥能增加表层土壤的有机碳密度及固碳量,而与NPK肥无关,但有机肥的增施后全球增温潜势(GWP)也明显大于仅施化肥处理,仅从温室气体减排和碳汇协同提高的角度考虑,不施有机肥为太湖地区农田合理施肥制度。2.不同耕作深度影响农田温室气体排放及固碳效应。麦季深耕导致麦田CO2排放显著最高,且后季稻田CH4排放显著降低；麦季9cm耕作深度,显著提高农田N20的周年排放量。麦季适当深耕对中上层土壤有较好的固碳效应。稻季不同耕作深度对农田碳排与碳汇也有不同影响。从轮作周期来看,稻麦周年不同耕作组合对农田CO2、CH4和N20排放的影响有较大差异；从不同耕作深度耕作层土壤有机碳密度及固碳效应来看,麦季4cm+稻季17-18cm耕作深度土壤固碳量最大,达到13182g,稻麦两季均为9cm耕作深度最不利于耕作层土壤固碳效应。总体来看,无论在短时间尺度,还是长时间尺度,稻麦两季均为17-18cm耕作深度的GWP最高；稻麦两季浅耕,特别是稻季浅耕,有利于温室气体的减排以及对GWP的控制。从温室气体减排和碳汇协同提高的角度考虑,麦季4cm(灭茬免耕)+稻季17-18cm(耕翻水旋)模式为太湖地区农田合理土壤耕作制。3.DNDC模型能应用于太湖地区稻田CO2、CH4和N20排放的研究,但对麦季CH4和N20排放通量的模拟还需加强和改进。