【目的】秸秆是农业生态系统中宝贵的生物质资源，资源总量丰富，利用潜力巨大，其中秸秆还田为最主要利用方式。研究确定秸秆隔层埋深以及最优的水氮组合，为秸秆还田资源化高效利用提供理论支撑和应用依据。【方法】通过小区试验，研究不同秸秆埋深（表面覆盖、埋深20 cm、埋深30 cm）配合不同灌水量(80%Iw、Iw、120%Iw)和不同施氮量(180、225、270 kg/hm2)下，番茄不同生育期时土壤无机氮量及和酶活性的影响，对比分析秸秆埋深、灌水量和施氮量耦合作用下对土壤中铵态氮、硝态氮量和脲酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性变化规律和影响效果。【结果】上层土壤铵态氮和硝态氮量随时间呈显著下降趋势（P＜0.05），下层土壤铵态氮和硝态氮量随时间呈显著上升趋势（P＜0.05）；上层土壤脲酶活性随时间呈先显著下降后显著上升的趋势（P＜0.05），下层土壤脲酶活性呈先不变后显著上升的趋势（P＜0.05）；上、下层土壤蔗糖酶活性均呈显著下降的趋势（P＜0.05）；上、下层土壤过氧化氢酶活性变化不显著（P＞0.05）；施氮量和秸秆埋深显著影响上层土壤铵态氮和硝态氮量（P＜0.05），高施氮量和秸秆埋深20 cm可显著提升上层土壤铵态氮和硝态氮量（P＜0.05）；灌水量对下层土壤的铵态氮和硝态氮量影响显著（P＜0.05），增加灌水量有利于上层土壤铵态氮和硝态氮向下层土壤运移；秸秆埋深对上、下层土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均影响显著（P＜0.05），秸秆埋深20 cm可有效提升上、下层土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性。【结论】秸秆埋深20 cm具有较优保水保肥作用。综合考虑土壤无机氮量、酶活性、作物生长特点和节水需求，当前水肥管理模式下，秸秆埋深20 cm，灌水量80%Iw，施氮量270 kg/hm2为最优组合。