以少免耕为代表的保护性耕作被国内外证明是有利于土壤可持续利用的有效措施,在全球得以广泛推广应用。近年来,东北黑土区保护性耕作对土壤性状影响研究已有很多,但对土壤理化性状季节动态变化报道较少。本论文利用典型黑土区保护性耕作长期定位实验,选取平地(8年)和坡耕地(坡度为5°,5年)2种土地利用方式,系统的研究免耕、少耕和传统耕作土壤理化性状季节变化,同时比较3种耕作方式之间差异性。主要研究的结果如下:平地与坡耕地土壤容重结果均表明,在0-10 cm与10-20 cm深度,免耕土壤容重季节变化小,垄台与垄沟差异也较小;少耕雨季前深松处理,6月垄沟土壤容重显著低于其他月份;传统耕作垄台土壤容重随时间推移呈现增加的趋势,而垄沟容重季节变化小。免耕垄台土壤容重高于传统耕作,少耕垄台土壤容重介于免耕与传统耕作之间;对于垄沟土壤容重,少耕6月容重显著低于其他耕作方式,而其他月份差异均不显著。随着深度增加,各耕作方式土壤容重逐渐增加,且平地免耕土壤容重低于坡耕地。在0-20 cm深度,土壤含水量主要由降雨量大小决定。与少耕和传统耕作相比,免耕无论是平地还是坡耕地均能够维持较高的垄台和垄沟土壤含水量,尤其在降雨较少的情况下。各耕作方式2-10 mm与0.5-1 mm粒级团聚体存在较为明显季节变化,而其他粒级团聚体季节差异小。在0-40 cm土层,免耕土壤团聚体季节变化差异较大,8月2-10 mm粒级团聚体含量和平均重量直径(MWD)高于其他月份;少耕和传统耕作的2-10 mm粒级团聚体含量及MWD呈现降低趋势。各耕作方式>0.25mm团聚体含量随着时间推移呈现降低趋势,但免耕>0.25mm团聚体含量与MWD高于少耕、传统耕作,表明免耕土壤团聚度高,稳定性强。在平地与坡耕地,免耕垄台与垄沟8月土壤初始入渗速率高于其他月份,少耕垄台入渗速率逐渐降低,而6月垄沟初始土壤入渗速率最高;传统耕作初始入渗速率逐渐降低。免耕与传统耕作垄台与垄沟土壤稳定入渗速率则逐渐降低,而少耕垄沟6月土壤稳定入渗速率高于其他月份。3种耕作方式在5月差异小,少耕在6月的土壤初始和稳定入渗速率高于免耕与传统耕作,而随着时间推移,免耕土壤渗透特性优于其他耕作。土壤有机碳季节变化与全氮含量相似。在0-20cm深度,免耕8月土壤有机碳和全氮含量最高,少耕与传统耕作土壤有机碳和全氮随着时间推移逐渐降低。在0-100cm深度,3种耕作方式土壤有机碳及全氮季节变化无显著差异性。传统耕作在0-20cm土层土壤有机碳和全氮含量低于少耕与免耕。在40-100cm深度,各耕作方式有机碳差异较小。随着深度增加,土壤有机碳和全氮含量呈现降低趋势,且免耕在平地0-20cm土层平均土壤有机碳和全氮含量高于坡耕地。在20-100cm土层,各测定深度平地与坡耕地土壤全氮含量差异均较小。在0-20cm土层,各耕作方式土壤铵态氮与全磷含量季节变化表现为先增加后降低,6月的土壤铵态氮和全磷含量最高。耕作方式之间比较发现,在0-15cm,平地免耕和少耕土壤铵态氮含量高于传统耕作,而坡耕地免耕在0-5cm土层铵态氮含量低于传统耕作。传统耕作土壤全磷含量在0-10cm深度高于免耕,但差异未达到显著。平地和坡耕地之间比较,平地免耕和少耕表层0-10cm土壤铵态氮含量略高于坡耕地,而平地传统耕作则略低于坡耕地;在10-20cm土层,免耕在平地与坡耕地差异较小,而少耕和传统耕作土壤铵态氮含量则低于坡耕地。各耕作方式平地土壤全磷含量高于坡耕地。坡耕地水土流失监测结果表明,免耕在作物生育期基本未产生较大的地表径流及输沙过程,而少耕及传统耕作在降雨量最高的7月,其径流及输沙次数、径流量与侵蚀模数均高于其他月份。免耕地表产流次数及输沙次数小于少耕和传统耕作,其土壤总径流量和土壤侵蚀模数也远低于少耕和传统耕作,说明三种耕作方式免耕水土保持效果最好。综上述结果表明,不同耕作黑土土壤理化性状季节变化多集中在0-20cm土壤表层。免耕在作物生育期内维持良好的土壤结构和渗透特性,维持较高含水量及有机碳和全氮含量,生育期水土流失量少;少耕雨季前深松,有效改善垄沟土壤结构,降低土壤侵蚀几率,而传统耕作土壤结构、渗透特性、有机碳及养分等均随时间推移降低趋势。在0-20 cm土层,相比较少耕与传统耕作,免耕能够维持稳定的土壤结构,提高团聚体稳定性及土壤有机碳、全氮、土壤养分含量,且在坡耕地由良好的水土保持效果;少耕雨季前垄沟深松处理,提高大孔隙含量,增加垄沟土壤入渗速率,少耕在作物生育期径流量与侵蚀量低于传统耕作,但仍显著高于免耕,并未显示出很好的水土保持效果。因此,在东北黑土区推广免耕为代表的保护性耕作具有重要意义,尤其在坡耕地。