我国是农业大国,农作物秸秆是自然界中数量极其丰富的资源,我国每年农作物秸秆产量达数亿吨,目前秸秆资源的利用中存在利用率和利用效率低的问题,造成了天然资源的巨大浪费与环境污染。本试验分别于2006-2007年在沿江农科所和南京进行,采用大田试验研究了不同耕作方式下秸秆还田对直播稻田土壤结构和营养、稻田生物和水稻生长及产量的影响,采用盆栽模拟试验研究不同耕作方式下秸秆还田对水层氮动态影响,为实现作物可持续高产、高效、安全提供科学依据;为实现农业的可持续发展、农村生态环境保护和农业清洁化生产提供理论参考。主要结论如下:1、不同耕作方式下秸秆还田对土壤理化性质的影响秸秆还田降低土壤的容重,土壤耕作显著影响土壤物理性质的垂直差异性,土壤耕作深度越深,影响越显著。秸秆还田显著增加土壤有机质含量、全氮含量和速效磷含量,对土壤有机质和速效钾含量的增加具有明显的促进作用;土壤耕作通过影响秸秆的垂直分布显著影响土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量和速效钾含量的垂直分布,免耕使土壤营养表层富集,深翻耕促使不同土层之间的营养平均化;旋耕+秸秆还田处理营养物质含量都比较高,利于秸秆的利用。2、免、深耕和秸秆还田对直播稻水层氮动态的影响采用盆栽试验研究了秸秆还田对免耕和深耕稻田田面水水层氮素动态变化的影响,研究结果表明,施用尿素后,田面水总氮、铵态氮浓度迅速增加;随时间的推移,田面水氮素浓度下降较快。全氮在施用尿素后第1天达到峰值,铵态氮在施肥后第2天达到高峰,施肥后7天氮素含量基本与施肥前水平一致。秸秆还田有效地降低了稻田田面水水层氮素含量,深耕处理有利于土壤对氮素吸收。秸秆还田和深耕处理均使氮素的流失几率降低。峰值时秸秆还田处理比无秸秆还田处理全氮、铵态氮分别减少了71.14mg.mL^-1、12.80 mg.mL^-1。秸秆还田处理使NH₄⁺-N/TN最大值出现在第4天。秸秆深耕还田利于土壤对氮素的吸收,流失潜能趋势大大减小。本研究结果显示,施肥后一周是防止氮素流失的关键时期。3、不同耕作方式下秸秆还田对直播稻田生物群落的影响秸秆还田处理有明显的防治杂草的效果。秸秆全量还田处理杂草数量显著少于无秸秆还田各处理。杂草干物质重也有明显下降,全量还田处理杂草数量比无秸秆还田处理少228株/m²,干物质重低86.80g/m²。可见无论从株防效还是干物质重防效的效果看,稻草还田均有十分明显的防治作用。秸秆还田使以秸秆为越冬媒介的灰飞虱、纹枯病的加重,但增加均不显著,病情指数增加也没有达到显著水平。4、不同耕作方式下秸秆还田对直播稻生长及产量形成的影响秸秆还田对水稻出苗率产生不利影响,秸秆还田处理出苗率比无秸秆还田处理少25.66%,深耕+秸秆还田比其他三种耕作方式还田利于直播稻出苗。播种量的增加会减少不同耕作方式下秸秆还田对出苗率的影响;水分模拟试验结果显示,充足的水分也可以增加直播稻的出苗率。秸秆还田对水稻前期生长产生不利影响,黑根在在抽穗期最多,达到26条/株;随着秸秆还田深度的增加黑根数明显减少。不同土壤耕作深度和秸秆还田量对产量影响差异不显著,但农田的可持续发展能力得到了一定提高。