随着全球变暖问题的日益严峻,“固碳减排”成为研究热点,提高土壤有机碳固定、减少土壤温室气体排放是缓解气候变化有效途径。光合同化固定的碳（光合碳）作为大气-植物-土壤-微生物系统碳循环的枢纽,与大气环境及土壤有机碳库的循环周转关系密切。秸秆还田具有提高土壤有机碳的作用,具有很大的固碳潜力,被认为是养地肥田和提高土壤肥力的有效措施。因此研究秸秆还田对植物-土壤系统中光合碳的固定及土壤CO₂排放的影响对缓解全球气候变化、科学评估农田土壤碳循环及土壤与生态的可持续发展具有重要的意义。本试验采用¹³C脉冲标记技术和静态箱-气相色谱法,通过田间微区试验,选择在玉米生长旺盛的拔节期进行标记,研究秸秆还田深度对玉米-土壤系统中光合碳固定的影响,同时测定玉米整个生长期土壤CO₂的排放情况,探讨秸秆还田深度对土壤CO₂排放的影响。主要研究结论如下:（1）玉米拔节期进行¹³C标记后,“玉米-土壤”系统中光合碳的总同化率随着玉米的生长呈逐渐下降趋势。秸秆深还田（S）、秸秆表层还田（Q）、秸秆覆盖（F）和未还田（CK）处理地上部（茎叶和籽粒）与地下部（根系和土壤）光合碳的总同化率分别由标记第2d的69.23%、73.18%、61.78%、57.18%,下降至收获期的45.22%、44.34%、39.78%、38.22%,被同化的光合碳损失率分别为34.70%、39.42%、35.60%和33.18%。秸秆还田处理光合碳的同化量和损失量均高于未还田处理。（2）拔节期标记后第2d各处理光合碳向地下部的平均分配比率为19.79%,茎叶的平均分配比率为80.21%,微生物量碳(¹³C)含量占土壤有机碳(¹³C)含量的33.77%。玉米成熟期,光合碳分配到地下部的平均比率上升至26.41%,茎叶中光合碳的分配比率下降为69.40%,微生物量碳(¹³C)含量占土壤有机碳(¹³C)含量的比率上升至39.13%。随着玉米的生长,被同化的光合碳逐渐由地上部向地下部转移。（3）玉米成熟期,S、Q、F和CK处理玉米根系中光合碳的分配比率分别为15.62%、15.53%、14.42%和13.96%,各处理固定活性有机碳的含量分别为77.75μg kg^-1、76.04μg kg^-1、72.55μg kg^-1和55.14μg kg^-1。秸秆还田处理提高了光合碳在根系中的分配比率及活性有机碳的固定含量。尤其是秸秆深还田和秸秆表层还田处理,显著提高了光合碳向玉米根系中的分配比率（P<0.05）。（4）土壤CO₂气体的排放通量呈现季节性变化,表现为夏季高,春季次之,秋季最低。S、Q和F处理CO₂累积排放量分别较CK处理提高了6.7%、26.4%和15.9%。其中Q处理相比其他处理显著提高了CO₂累积排放量（P<0.05）;S处理与Q处理相比,显著降低了CO₂累积排放量（P<0.05）。土壤CO₂排放通量与土壤DOC、土壤¹³C-DOC、气温、土壤温度、土壤电导率呈极显著正相关关系,与土壤含水率呈显著负相关关系。（5）秸秆还田处理玉米根系的总根表面积、总根体积、总根长及平均根直径均大于CK处理,其中S处理显著促进直径为0¹ mm根系的生长（P<0.05）,Q处理根直径>4 mm的总根体积显著大于其他处理（P<0.05）,说明秸秆还田能够促进玉米根系的生长。本试验条件下,秸秆还田处理能够为玉米-土壤系统中光合碳的同化利用提供有利条件。秸秆还田深度影响光合碳在地下部的分配及微生物对光合碳的固定。秸秆表层还田和秸秆深还田更有利于玉米根系的生长,促进光合碳向地下部的分配。秸秆还田后土壤DOC含量增加,CO₂排放通量增加。秸秆深还田（还田深度为20⁴0 cm）处理相比秸秆覆盖和秸秆表层浅施还田（还田深度为0²0 cm）,能够显著降低土壤CO₂排放量,同时获得较高的玉米产量及生物量,是较好秸秆还田方式。