随着中国绿色发展理念的不断推进,秸秆还田成为提高土壤肥力、减少农田生态污染的重要举措,且越来越受到重视。自十三五以来,我国立志建设环境友好型农业,如何促进作物秸秆的高效可持续利用成为培肥地力、储粮于田的重要发展方向,而黄河稻区位于北方一熟稻区和南方稻麦两熟稻区过渡地带,耕作制度(主要包括翻耕、旋耕以及打浆等)和种植模式(主要包括:稻麦两熟、春稻冬闲等)多样,导致稻田土壤耕层结构不良以及稻田耕作培肥技术落后。因此,本试验采用大田种植模式,设计了耕作技术优化、栽培技术优化和有机无机配合施肥技术三个试验,通过在黄河稻区筛选适合的土壤培肥和耕作关键技术,结合水肥管理措施的优化,剖析黄河稻区稻田土壤培肥与耕作技术在生产应用中的瓶颈问题,从而为建立适合黄河稻区稻田土壤培肥和耕作技术体系提供理论依据。研究结果表明:1.稻麦两熟条件下秸秆全量还田的耕作技术优化在黄河稻区稻麦两熟秸秆全量还田条件下改变耕作方式对作物的千粒重并没有影响;FT4(小麦季采用免耕直播、水稻季采用翻耕+旋耕)和FT5(小麦季增密减氮+深旋耕、水稻季增密减氮+翻耕)的耕作处理能够通过提高作物的有效穗数从而显著提高稻麦两熟小麦和水稻的产量达8.17%-24.27%,而常规耕作并不能显著增加小麦和水稻的产量,并且会出现减产的情况。常规耕作对作物的干物积累、叶面积指数、花后群体增长以及植株的养分积累方面并不能起到良好的促进作用;而本试验的FT4和FT5处理能显著增加小麦和水稻的群体质量指标以及养分的吸收和利用效率,提高氮农学利用率和氮偏生产力,因此更能促进作物的生长。秸秆还田改变耕作方式均能显著增加土壤有机质的含量,秸秆还田常规耕作较秸秆不还田更能促进黄河稻区20-40 cm土壤的全氮含量增加,以FT4和FT5处理对土壤有机质和全氮的含量促进作用更高于其他秸秆还田耕作处理。虽然FT4和FT5处理在产量、植株群体质量指标、养分吸收、土壤养分方面的效益基本相同,但是FT5处理的经济效益比FT4每公顷多收益0.27-0.29万元,因此黄河稻区稻麦两熟秸秆还田更适宜采用小麦季增密减氮+深旋耕、水稻季增密减氮+翻耕(FT5)的耕作方式进行耕作处理,应予推广。2.稻麦两熟条件下秸秆全量还田的栽培技术优化在黄河稻区稻麦两熟秸秆全量还田的条件下改变栽培方式,小麦和水稻的综合产量相对不施氮处理虽表现为显著增产,但不同栽培处理间没有差异。对当季作物的产量影响表现不同,增密常规水肥处理(CT3)相对于常规栽培措施(CT2)对小麦季的产量增产19.78%,产量构成要素要优于其他处理;而增密减氮处理(CT5)和常规水肥前期控水处理(CT6)对水稻季的作物产量及其构成要素优于其他处理。CT4(稻麦双季减氮常规密度)和CT(稻麦双季增氮常规密度)处理对小麦和水稻的地上部干物质积累、叶面积指数、花后群体增长、植株养分利用、氮农学利用率和氮偏生产力以及土壤全氮和有机质的影响与常规耕作(CT2)相比基本没有差别;作物群体质量指标、植株养分吸收、氮素利用、土壤养分等方面以增密常规水肥处理(CT3)对小麦季的影响优于其他处理、增密减氮处理(CT5)和常规水肥前期控水处理(CT6)对水稻季的影响优于其他处理。经济效益方面则以最高经济效益处理在本试验的两年阶段里2017年以CT5最高,2018年以CT6最高。因此黄河稻区稻麦两熟秸秆全量还田小麦季更适宜使用增加播种密度常规水肥管理的栽培方式,水稻更适宜使用增密减氮处理或常规水肥前期控水处理的栽培方式,而本试验未设置该优势栽培处理的稻麦两熟衔接式处理方式,因此最适宜黄河稻区秸秆还田稻麦两熟水旱轮作的栽培方式有待进一步确定。3.稻麦两熟条件下稻田有机无机配合施肥技术研究在黄河稻区稻麦两熟秸秆全量还田的条件下改变有机肥料和无机化肥配比,随着有机肥的施入比例越高,对水稻有效穗数的增加越显著,采用有机无机配施均能增加水稻产量,其中以50%有机肥施入量(OT4)和100%有机肥施入量(OT5)两个处理增产28.47%最显著;土壤养分同样随有机肥的施入比例增加在不同土层中土壤全氮和有机质表现为逐渐升高的趋势,水稻地上部干物质量、叶面积指数、植株养分吸收利用、氮农学利用率情况、以及氮偏生产力、经济效益等方面同样随有机肥施入比例增加表现为逐渐升高的趋势,且显著高于常规化肥施用处理,其中以OT4处理的表现最优。因此黄河稻区稻麦两熟有机无机配施更适宜采用50%有机肥+50%化肥配合施用。