免耕是具有保水、保土和保肥作用的一种重要耕作技术,是北方农牧交错区防风固土、涵养水分、节能减排、稳产高产的有效耕作措施之一。本研究以内蒙古阴山北麓武川县为研究区域,通过田间试验和室内测定分析方法,研究不同保护性耕作方式的旱作燕麦土壤性状和温室气体排放规律。研究结果如下：1、土壤CO2排放季节变化差异明显,CH4和N2O排放季节性差异不明显。CH4排放通量多为负值,表现为“吸收”。与传统耕作相比,免耕留茬覆盖减少了CO2排放和CH4吸收,增加了N2O排放。秸秆覆盖处理对温室气体排放的影响高于留茬高度。免耕施肥比不施肥处理增加了CO2、N2O排放和CH4吸收。氮肥对增加温室气体排放的影响较大；氮磷、氮磷钾肥配施对CO2排放和CH4吸收影响更大,而对N2O排放的影响低于单施氮肥,磷、钾肥对温室气体排放的影响较小。温室气体综合排放效应受CO2排放通量主导,CH4和N2O通量对其影响甚微。2、免耕对改变土壤水分和温度,增加土壤养分作用明显。免耕留茬覆盖处理增加了土壤水分,降低了地温。免耕留茬覆盖处理0-10cm、10-20cm和0-20cm土层平均水分含量分别比传统耕作高86.95%、46.62%和66.18%；10cm和20cm土层平均地温分别比传统耕作低2.92℃和2.02。C；在0-10cm土层有机碳、全氮、全磷均显著或极显著高于传统耕作,10-20cm土层与传统耕作相差不大。免耕施氮肥降低了土壤水分含量,增加了全氮含量,而对土壤有机碳和全磷含量影响较小；磷肥的施入增加了土壤全磷含量,而对土壤水分、有机碳、全氮影响不明显；钾肥对土壤水分、有机碳、全氮、全磷均无明显影响；施肥对土壤地温的影响极小。3、土壤酶活性季节性变化明显。免耕留茬覆盖处理土壤酶活性均显著高于传统耕作。免耕覆盖对提高土壤酶活性效果高于留茬。免耕施肥可以提高土壤酶活性,氮肥对脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性影响最大,磷肥次之,钾肥无明显影响；钾肥对过氧化氢酶活性影响较大,氮肥对其无显著影响；氮磷、氮磷钾肥配施对土壤酶的影响大于氮磷钾肥单施。4、免耕留茬覆盖处理土壤微生物量碳、氮、磷及微生物商比传统耕作均显著增加。秸秆覆盖量对土壤微生物量及微生物商的增加效果高于留茬处理。免耕施肥土壤微生物量碳、氮、磷及微生物商均高于免耕不施肥处理；氮肥对微生物量碳、氮和微生物商增加幅度最大,磷肥对微生物量磷增加幅度最大,钾肥对微生物量及微生物商影响较小；氮磷和氮磷钾肥配施土壤微生物量及微生物商高于氮磷钾肥单施。5、土壤温室气体排放受土壤理化性状、酶活性及微生物量等多种因素影响。土壤地温、水分、养分、酶及微生物量等与土壤温室气体排放关系密切。0-10cm土层地温、有机碳与CO2、CH4和N2O排放均呈显著正相关关系,0-10cm、10-20cm土层水分、全氮与CO2、CH4和N2O排放均呈显著或极显著正相关,各土层全磷与温室气体排放相关性不显著；土壤各温室气体排放与土壤脲酶和蔗糖酶活性均表现为极显著或显著正相关,而与碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性相关显著性不强；土壤微生物量碳、氮和微生物量商与CO2、CH4和N2O排放均呈极显著或显著正相关,土壤微生物量磷与CO2排放呈显著正相关,而与CH4、N2O排放通量相关性不显著。免耕对农田土壤性状及温室气体排放的影响是长期和比较缓慢的过程,变化特征也随着研究时间的长短有所不同。由于本文仅对试验区进行了连续两年的研究,对阐述土壤性状和温室气体排放的长期特征还有待进一步深入。