土壤有机碳是土壤肥力水平的重要标志，其固存与否不仅影响农业的可持续发展，而且对全球固碳减排具有重要意义。渭北旱塬区是我国黄土高原重要的旱作农业区，近年来该区粮田已经普遍出现了土壤肥力降低等问题。目前发现该区存在特殊地力培肥模式，即冬小麦收获后保留麦茬，于夏休闲期硬茬播种豆科绿肥，而该期由于高温干旱，麦茬不会马上腐解，待小麦播种前将绿肥与麦茬一起翻压后，小麦秸秆和豆科绿肥残体以混合物的形式共同还田腐解。已有研究发现，豆科禾本科作物间作比禾本科作物单作体系更有利于土壤有机碳积累，但其对于两种作物残体同时存在条件下的有机碳固持机制并没有进一步的说明。同时有大量报道称，植物残体以混合物的形式出现时，腐解过程中会存在“混合分解效应”，相比于单一残体，混合组分中残体之间的相互作用则会影响残体腐解以及土壤有机碳矿化过程。所以，虽然已有大量研究探讨了作物残体归还与土壤有机碳固持关系，但两种残体配施的土壤固碳机理尚不明确，且大多未将土壤有机碳库中来源于外源作物残体的有机碳和土壤原有的有机碳区分开来。因此，豆科禾本科秸秆组合还田的固碳潜力提升对农田土壤固碳减排研究具有重要意义。　　本研究以陕西长武小麦/秋豆轮作系统为研究对象，分别采用田间试验，在夏休闲和豆科绿肥轮作条件下，设置了不施化肥+秸秆不还田（F、G）、施化肥+秸秆不还田（F+NPK、G+NPK）、施化肥+秸秆还田（F+S+NPK、G+S+NPK），共 6 个处理；以及室内培养试验，尝试引入了自然 δ13C 技术并结合双指数模型方法，选取了添加小麦秸秆、豆科秸秆、苹果枝木灰以及生物炭 4 个试验因素；设置对照（CK）、添加小麦秸秆（W）、添加秋豆秸秆（L）、添加生物炭（BC）、添加木灰（A）、小麦秋豆秸秆组合添加（W+L）、秸秆组合添加配合生物炭（W+L+BC）、秸秆组合添加配合木灰（W+L+A），共 8 个处理，进行了80 d的恒温控湿室内培养试验。本文通过研究绿肥轮作配以秸秆还田对冬小麦产量，0-200 cm土层硝铵态氮以及0-40 cm土壤DOC含量影响，探明了小麦/秋豆轮作培肥体系下土壤活性碳氮变化情况；同时研究了两种秸秆组合还田以及配施生物炭和木灰对土壤有机碳矿化、外源秸秆新碳在土壤有机碳库中分配、土壤惰性碳库含量以及土壤活性碳氮的影响，初步揭示了秸秆组和还田的土壤有机碳固持机制，并进一步探索了秸秆组合还田固碳潜力提升途径，主要得出以下结果：　　1. 通过一年的田间定位试验，研究了夏闲期短期插播豆科绿肥和配以小麦秸秆还田对小麦产量和土壤活性碳氮的影响。结果表明，相对于夏休闲处理，绿肥播种区0-200 cm土壤含水量低于夏休闲区，但小麦产量并未受到明显影响；种植绿肥增加了0-80 cm土层铵态氮含量，此外种植豆科绿肥基础上配合小麦秸秆还田可以明显增加0-10 cm土层DOC含量，比裸地增加了16.5%，有利于土壤肥力提升。　　2. 麦秸与豆科秸秆配合还田对黑垆土有机碳固持影响的研究结果表明，培养结束后，秸秆组合添加处理（W+L）显著提高了 CO2累积释放量和有机碳含量，分别比 CK 高5.63 倍和 21.7%；W+L 对土壤微生物量碳及微生物熵有明显提升，分别比 CK 高 39.5和20.0%；较W处理，W+L的CO2累积释放量、惰性碳库及其在土壤碳库所占比例和微生物量碳及微生物熵均明显增加，增加幅度分别为84.4、28.1、23.9、25.3和21.1%；同时，W+L明显提高了碳库中来自秸秆的新碳含量（Cstraw）及其所占比例（f），分别比W高86.5%和79.8%，且两种秸秆组合的土壤累积矿化量、有机碳含量和微生物量碳氮都表现出“加和效应”。　　3. 豆科禾本科秸秆组合还田配施生物炭对土壤固碳能力影响的研究发现，与 W+L相比，W+L+BC对土壤矿化速率和累计矿化量影响不强；土壤微生物量碳含量有明显降低，降低幅度达27.5%；此外，土壤DOC含量也表现出明显降低趋势，比W+L降低了13.1%；从土壤有机碳矿化动力学模拟结果来看，生物炭配施促进了土壤潜在矿化碳库含量，土壤有机碳含量以及土壤惰性碳库含量，分别比秸秆单独添加增加了1.15，32.2和1.70%。　　4. 外源添加木灰配施秸秆对土壤固碳潜力提升及土壤活性碳氮影响的研究结果显示，与W+L相比，W+L+A在一定程度上抑制了土壤有机碳矿化，降低了土壤累积矿化量；对土壤活性碳氮来说，配施木灰明显降低了土壤微生物碳和DOC含量，降低幅度达8.60和11.1%；此外，木灰添加虽然对土壤有机碳含量和惰性碳库影响均不明显，但其增加了外源秸秆碳在土壤碳库中的滞留时间，提高幅度为92.0%。　　综上，本研究可得出以下主要结论：（1）小麦秸秆留茬后在夏闲期插播豆科绿肥，随后一起翻耕还田可明显提高表层土壤中可溶性有机碳含量，但培肥效应在短期内尚不十分明显；（2）小麦与秋怀豆秸秆组合还田的土壤有机碳固持效果优于小麦秸秆单独还田，有利于土壤肥力的整体提升；（3）秸秆还田配合生物炭施用能提高土壤有机碳库稳定性，而木灰配合秸秆还田可延长来源于秸秆的新碳在土壤中周转时间，表明秸秆还田时分别配施这两种外源物料均有利于土壤固碳潜力提升。