针对麦田肥料施用不合理,利用率低,土壤耕层质量差等问题,本文采取田间试验与室内分析相结合的研究方法,以冬小麦-夏玉米轮作系统中的冬小麦为主要研究对象,在前茬玉米进行免耕浅施肥精量播种和深松两肥异位施肥精量播种处理后,在冬小麦季采用裂区分别设置无机配方肥+秸秆不还田(F1)、无机配方肥+秸秆还田(F2)、秸秆还田+生物有机肥替代20%化肥(F3)、秸秆还田+生物有机肥替代20%化肥+土壤调理剂(F4)4个处理,研究冬小麦根系生长发育性状、旗叶光合生理特性、养分吸收利用、产量、经济效益,土壤物理性状、有机质和微生物数量等内容。探寻基于玉米季两种耕作方式下小麦季培育土壤耕层和提高小麦产量和养分效率的施肥模式,为实现小麦安全施肥提供科学依据。主要研究结果如下:1.玉米季免耕浅施肥精量播种耕作方式下,与F2相比,施用有机肥替代20%化肥的处理分别提升0-20 cm 土层小麦根系长度、根表面积、根体积25%左右。玉米季深松两肥异位施肥精量播种耕作方式下的20-40 cm 土层小麦根系根长、根系表面积、根系体积分别增加13.5%、43.5%、52.3%。说明玉米季深松两肥异位施肥精量播种耕作方式与小麦季生物有机肥替代20%化肥搭配可提升0-40 cm 土层小麦根系特性。2.玉米季相同耕作方式下,与F1相比,其他施肥处理的小麦旗叶光合速率平均提高10.2%,小麦旗叶胞间CO2浓度平均降低7.2%。相同施肥处理比较,玉米深松两肥异位施肥精量播种方式显著提高小麦旗叶光合速率,降低小麦旗叶胞间CO2浓度 7.9%。3.同一耕作方式下,各施肥处理的成熟期干物质、全氮、全磷、全钾积累量,籽粒产量均为F3>F2>F1,作物纯收益为F4>F3>F2>F1,其中有机肥替代20%化肥的小麦纯效益增幅最高为15.5%;同一施肥处理两种耕作方式下,玉米季深松两肥异位施肥的小麦成熟期干物质、全氮、全磷、全钾积累量高于免耕浅施肥精量播种,说明施用生物有机肥和土壤调理剂提高小麦籽粒产量,玉米季深松两肥异位施肥精播技术有利于提高小麦籽粒产量。4.同一耕作方式下,与F1比,F2、F3、F4处理平均降低土壤容重4.1%,平均提升成熟期土壤有机质11.3%,增加土壤微生物数量24.3%。同一施肥处理两种耕作方式下,玉米季深松两肥异位施肥精播耕作方式降低小麦季10-40 cm 土壤容重4.6%,提升小麦季成熟期土壤有机质7.1%,增加土壤微生物数量56.7%。综上,前茬玉米季深松两肥异位施肥精量播种、秸秆还田、有机肥替代20%化肥、添加土壤调理剂均可增强小麦根系,提高小麦旗叶光合速率,增加小麦产量,提升纯收益,改善土壤理化性状,其中两种耕作方式下的秸秆还田+生物有机肥替代20%化肥+土壤调理剂处理均为较佳。综合玉米季耕作与小麦季施肥措施,确定玉米季深松两肥异位施肥精播配合小麦季秸秆还田+生物有机肥替代20%化肥+土壤调理剂处理为推荐搭配。