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【目的】土壤有机碳和氮直接影响土壤肥力和作物产量,对土壤生产力和可持续利用具有重要作用。研究农田管理措施（灌溉、施肥、秸秆还田等）对土壤有机碳、氮组分及含量的影响,明确滴灌棉田土壤有机碳和氮的变化规律,阐明土壤碳氮相互作用机制,提出土壤“增碳保氮”调控途径,为绿洲滴灌农田土壤可持续利用提供理论依据。【方法】采取野外调查和田间试验相结合,采集石河子垦区土壤样品200个,应用地统计学方法分析土壤有机质和全氮空间分布特征。田间小区试验包括水氮试验和碳氮试验。水氮试验采用水氮2因素3水平试验设计,灌溉定额设三个水平:360、480、600 mm（分别以W360、W480、W600表示）;施氮量为:0、300、450 kg N hm-2（分别以N0、N300、N450表示）。碳氮试验采用碳氮2因素3水平设计,设对照（CK）、棉花秸秆（ST）、生物碳（BC）三个施碳处理和0、300、450 kg N hm-2三个施氮水平。【主要结果】（1）20世纪6080年代,石河子垦区土壤有机质和全氮含量稳步增加;90年代以后有机质维持稳定,全氮含量持续增加,碳氮比降低。目前,垦区农田土壤有机质平均含量10.8 g kg-1,全氮平均含量0.68 g kg-1。有机质含量处于缺乏和很缺乏的面积占92%;全氮含量处于极缺乏的面积占28%,缺乏和很缺乏的占60%。土壤有机质和全氮的空间分布相似,总体呈现南高北低。（2）增加灌水量会降低土壤总有机碳、易氧化有机碳、水溶性有机碳含量以及土壤全氮和无机氮含量,提高有机物料降解率,土壤碳氮比无明显变化。增加施氮量显著降低土壤总有机碳、易氧化有机碳含量和全氮含量,提高土壤水溶性有机碳、微生物量碳含量和无机氮含量,加速有机物料分解,降低土壤碳氮比。（3）增加灌水和施氮显著提高土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶（BG）和N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性。不施氮（N0）和中氮（N300）条件下,土壤酶活性随灌水量增加（360600 mm）而增加;而高氮（N450）条件下,中等灌水量处理（W480）土壤酶活性最高。棉花干物质重和氮素吸收量随灌水量和施氮量的增加显著增加。不施氮（N0）条件下,W600处理棉花籽棉产量显著高于W480和W360;施氮肥（N300和N450）条件下,W480处理棉花籽棉产量最高。（4）不施氮（N0）条件下,施用秸秆（ST）和生物碳（BC）土壤全氮含量变化不大或降低;施氮（N300和N450）条件下,ST和BC处理土壤全氮含量较CK分别提高39.2%和18.6%。不同施氮条件下,土壤总有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均表现为BC>ST>CK。N0条件下,ST和BC处理土壤碳氮比显著高于CK;N300和N450条件下,ST处理土壤碳氮比较CK降低15.7%,BC处理土壤碳氮比较CK增加23.3%。（5）ST处理土壤基础呼吸、β-葡萄糖苷酶（BG）和N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性较CK分别提高16.5%、43.1%和71.8%;BC处理土壤基础呼吸较CK提高14.6%,BG和NAG活性影响不显著。不施氮（N0）条件下,秸秆（ST）和生物碳（BC）对棉花产量影响不显著;中氮（N300）条件下,ST和BC处理棉花产量分别较CK提高17.9%和24.8%;高氮（N450）条件下,秸秆对棉花产量影响不显著,生物碳显著提高棉花产量和氮肥表观利用率。【结论】石河子垦区滴灌农田土壤有机质和全氮含量总体偏低,且土壤碳氮比呈降低趋势。过量灌溉和施氮肥均会导致土壤有机碳和全氮含量显著降低。棉花秸秆还田配施氮肥可以提高土壤碳氮含量,但土壤碳氮比降低。生物碳和氮肥配施既可提高土壤碳氮含量,又能增加碳氮比,提高棉花产量和氮肥利用率,是滴灌农田土壤“增碳保氮”的有效措施。