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为了探明有机培肥对旱地土壤环境及作物生长的的作用机理，建立与完善适宜的旱区土壤扩蓄增容技术体系，本研究通过在渭北旱塬设置不同秸秆还田和施用有机肥梯度，研究了有机培肥对冬小麦各生育时期的土壤水分、土壤理化性状、冬小麦产量及水分利用效率的影响，主要研究结果如下：1.有机培肥处理能较好地改善土壤水分状况，显著提高收获后0-200cm土层土壤贮水量，起到良好的蓄水保墒的作用。2011年小麦收获后，秸秆还田处理与施用有机肥处理0-200cm土层土壤平均含水量在三个主要生育期（拔节期、灌浆期、收获后）变化规律基本一致，各处理0-120cm土层土壤平均含水量与对照相比，均有所增加，且增幅基本与秸秆还田量和有机肥施用量呈正相关。。2.秸秆还田处理和施用有机肥处理0-60cm各土层土壤容重均低于对照，秸秆还田处理降幅为1.3%～4.0%，施用有机肥处理为3.1%～6.0%，各培肥处理与对照及处理间差异均未达到显著水平。土壤容重随秸秆还田量和有机肥施用量的增加而减少，与秸秆还田相比，施用有机肥更有利于土壤容重的降低。有机培肥处理能够改善土壤团聚体数量和大小状况，从而提高土壤机械稳定性和水稳性团聚体结构水平，两种团聚体0-40cm各土层秸秆还田和有机肥处理>0.25mm的土壤团聚体含量、平均重量直径、几何均重直径均较对照有所提升，且随土层加深逐渐增大，各个土层总体变化趋势基本表现为S_H>S_M>S_L，M_H>M_M>M_L，秸秆还田处理效果略优于施用有机肥处理。3.有机培肥处理对不同土壤养分含量的影响存在差异。有机培肥能显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷及速效钾含量，各处理0-60cm土层土壤有机质及三种速效养分含量均高于对照，变化规律基本相同，为：S_H>S_M>S_L>CK，M_H>M_M>M_L>CK。对土壤有机质的改善作用，秸秆还田处理0-60cm土层平均含量较对照增幅为5.8%～20.2%，施用有机肥处理增幅为4.6%～13.8%；对于不同土层土壤速效磷含量的影响，S_H、M_H两处理0-60cm土层平均含量较对照显著增加69.6%、130.3%，施用有机肥处理优势更显著；对土壤碱解氮及速效钾含量的影响，秸秆还田处理与施用有机肥效果差异不明显，培肥处理两种养分0-60cm土层平均含量较对照增幅依次为5.9%～28.0%、6.8%～31.1%；有机培肥处理对土壤全效养分（全氮、全磷、全钾）的影响力不甚显著，两种培肥处理对于0-20cm全效养分的影响相对明显，与对照相比三种养分增幅依次为3.9%～33.3%、5.9%～28.0%、6.6%～20.4%，随着土层的加深，各培肥处理较CK处理提高的幅度逐渐减小。4.有机培肥对0-60cm土层土壤脲酶、蔗糖酶及磷酸酶活性有明显的增强作用。从各个土层三种酶活性的变化情况看，各培肥处理酶活性值均高于对照，随着土层加深活性逐渐降低，不同处理酶活性随秸秆还田量和有机肥施用量的增加而提高。秸秆还田处理0-60cm土层土壤磷酸酶活性较对照增幅为21.2%～41.8%，施用有机肥的增强效果稍明显一些，增幅为21.4%～48.1%；对土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响，两种培肥处理的作用无明显差异，各处理0-60cm土层脲酶活性较对照提高幅度为16.8%～46.6%，蔗糖酶提高幅度为34.4%～98.4%。两种有机培肥处理0-60cm各土层土壤过氧化氢酶活性均略高于对照，但差异不显著，且其活性基本与秸秆还田量及有机肥施用量呈正相关，但随土层变化幅度不大，说明有机培肥措施对增强土壤过氧化氢酶活性方面效果不明显。5.有机培肥对冬小麦旗叶叶面积有明显的提高作用，在抽穗期和灌浆期秸秆还田处理大小顺序为S_H> S_M>S_L>CK，各还田处理较CK平均增幅达15.7%，施用有机肥处理为M_M> M_H>M_L>CK，较CK处理平均增幅达15.3%。6.有机培肥措施不但有利于冬小麦生长发育及干物质积累，对冬小麦的产量增加也有显著效果。2011年收获后不同有机培肥处理冬小麦产量趋势表现为S_H>S_M>S_L、M_M>M_H>M_L，高量与中量秸秆还田（S_H、S_M）和施用有机肥（M_M、M_H）处理冬小麦产量显著高于对照，增幅依次为25.3%、16.9%（P<0.05），20.0%、21.8%（P<0.05）。各培肥处理冬小麦水分利用效率变化规律与产量变化规律一致，S_H、S_M、M_H、M_M处理显著高于对照，增幅分别为30.5%、19.7%、27.7%、24.6%（P<0.05）。