黄土高原是我国典型的旱作农业区,针对该地区降雨偏少且季节分布不均的特点,探究合理的施肥和覆膜方式对旱地土壤肥力和作物生产力水平提升具有重要意义。本研究依托山西省洪洞县刘家垣镇东梁村长期定位试验平台（2012～2019）,采集了0～20 cm土层土壤样品,利用物理分析方法,研究不同减氮覆膜措施对土壤有机质（SOM）及其各组分:颗粒有机质（POM）、轻组有机质（LFOM）、重组有机质（HFOM）和矿质结合态有机质（MOM）的影响;采用湿筛与密度分组相结合的方法,研究不同减氮覆膜措施对水稳性团聚体及粉黏粒组分的组成及其有机碳、全氮的分布特征,以及对大团聚体、微团聚体中各物理组分保护机制差异的影响;采用室内恒温培养、碱液吸收法研究不同减氮覆膜措施对土壤有机碳的矿化特征和温度敏感性(Q10)的影响,从而为阐明旱地土壤有机碳固存机制提供科学依据。试验设置农户施肥模式（FP）、减氮测控施肥模式（MF）、减氮测控施肥+垄膜沟播模式（RF）和减氮测控施肥+平膜穴播模式（FH）4种不同减氮覆膜措施。主要研究结果如下:（1）不同减氮覆膜措施对旱地土壤各有机质组分具有显著影响。与FP处理相比,FH处理显著提高了土壤有机碳（SOC）含量,提高了8.44%,而MF处理显著降低了SOC含量,降低了12.15%;且各处理均显著降低了全氮（TN）含量,降幅为21.7%～25.47%。综上,FH处理对土壤有机碳含量提升效果最显著。与FP处理相比,FH处理显著提高了颗粒有机碳（POC）和轻组有机碳（LFOC）储量,增幅分别为8.78%和7.32%。而RF处理显著降低了重组有机碳（HFOC）和矿质结合态有机碳（MOC）储量,降幅分别为36.98%和15.3%。结合敏感性指数（SI）分析发现,POC组分是反映旱地SOC长期变化的敏感性指标。（2）同FP处理相比,各处理均显著提高了土壤水稳性大团聚体（＞2 mm和0.25～2 mm）的分布比例,而伴随着水稳性微团聚体（0.053～0.25 mm）和粉黏粒组分（＜0.053 mm）分布比例的降低。且总体来看,MF处理显著提高了R0.25、MWD和GWD值,但是均显著降低了土壤PAD、ELT值,因此,MF处理下土壤结构的稳定性较好。FH处理较MF处理显著提高了各大小粒径团聚体中有机碳和全氮（TN）含量,增幅分别为13.89%～17.54%和22.95%～37.21%。SOC及TN主要固存在0.25～2 mm团聚体内（占50%左右）,而＜0.053 mm组分固存最少（＜5%）。（3）不同减氮覆膜措施对土壤大团聚体、微团聚体中各物理组分有机碳储量具有显著影响。同FP处理相比,FH处理显著提高了大团聚体中细颗粒有机碳（M-f POC）、微团聚体内颗粒有机碳（M-iPOC）以及矿质结合态有机碳（M-MOC）储量,增幅分别为64.00%、98.39%和6.16%。且FH处理还显著提高了微团聚体内的颗粒有机碳（m-iPOC）储量,增幅达17.48%。综上,iPOC组分对该地区土壤有机碳固存起到关键的作用。结合线性回归发现,小麦产量与M-iPOC、M-MOC储量以及SOC含量呈显著正相关（P＜0.01）,尤其与M-iPOC的关系最为密切。（4）通过设置三种温度的恒温培养试验（15℃、25℃和35℃）,我们均发现在培养初期（0～7 d）,有机碳矿化速率最大,随着培养时间的延长有机碳矿化速率逐渐减慢,后期（35～42 d）保持相对稳定的状态。此外,SOC矿化速率和累积矿化量随温度的升高而升高。在相同温度下,15℃时MF处理的SOC矿化速率最快和累积矿化量最高(1.28 g kg-1d-1)。25℃和35℃时均为FH处理的SOC矿化速率和累积矿化量最高(分别为2.06和2.66 g kg-1d-1))。此外,Q10（15～25℃）总体高于Q10（25～35℃）,且FH处理下SOC矿化对于温度变化的敏感性较高。综上所述,黄土高原旱地长期进行减氮覆膜措施可以显著增加作物产量和提供土壤有机碳含量,POC组分对不同减氮覆膜措施的响应最灵敏,且该区域旱地土壤土壤有机碳主要固存于大团聚体中iPOC组分中。减氮测控施肥+平膜穴播处理（FH）,增加了土壤活性有机碳组分占比,加强了大团聚体对有机碳的保护,从而提高土壤质量。