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为明确秸秆还田技术与耕作方式互作对华北平原麦-玉两熟区农田土壤固碳和作物生产的影响,本研究于2008年在中国农业大学吴桥实验站开始了长期定位试验,分别设置了免耕秸秆还田(NTS)、深松秸秆还田(STS)、旋耕秸秆还田(RTS)、翻耕秸秆还田(CTS)和对照翻耕秸秆不还田(CT)5个处理。本文主要研究了2013-2015年冬小麦-夏玉米生长期内耕作方式对各作物收获期农田土壤物理结构、有机碳库和作物生产的影响,同时综合评价了麦-玉两熟农田作物生产的碳足迹以及有机碳与作物产量的相关性。主要结果如下:(1)耕作方式对土壤物理结构的影响差异较大,NTS处理增加了0-20 cm土层的容重,而对深层的影响与其他耕作方式相同,而且NTS处理的土壤总孔隙度和毛管孔隙度均比其他4个处理低。CTS和STS处理减小了0-20 cm土层容重,增大了0-30 cm土层的土壤总孔隙度和毛管孔隙度。NTS处理增大了5-20cm土层>2mm团聚体的比例,且显著提高了0-20cm土层内土壤团聚体平均重量直径(P<0.05)。(2)秸秆还田与耕作方式互作条件下,对土壤有机碳的影响主要集中在0-30 cm土层。0-5 cm土层的有机碳含量随耕作强度的降低显著增加。0-10 cm 土层,NTS增加了土壤有机碳含量和储量,提高了土壤有机碳的层化率(P<0.05),而RTS处理的有机碳含量与其相差较小。CTS和STS促进了 0-20 cm土层土壤有机碳的均匀分布,且CTS处理增加了 10-20 cm 土层的有机碳含量,减小了 0-30 cm土层的层化率。0-5 cm土层的各粒级水稳性团聚体有机碳含量均以NTS处理最大,显著高于其他处理(P<0.05);10-20cm土层,0.25-2mm有机碳含量以CTS处理最大,CT处理最小,但其他3个处理差异不大(P<0.05)。(3)耕作方式对有机碳组分的影响主要表现在0-30 cm土层,而对大于30 cm 土层影响较小。NTS处理增加了0-5 cm土层的颗粒有机碳、重组和轻组有机碳组分,而降低了易氧化有机碳的含量,但均高于CT处理(P<0.05)。RTS处理增加了0-10 cm土层的有机碳组分,易氧化有机碳含量均高于其他处理。STS和CTS处理增加了 10-20 cm土层的土壤有机碳组分含量,促进了有机碳组分的均匀分布,CT处理有机碳组分含量在各土层中均为最小。(4)与CT相比,NTS处理延长了冬小麦生育期,对夏玉米生育期的影响与其它处理一致。STS和CTS提高了冬小麦的出苗率,NTS处理降低了冬小麦出苗率(P<0.05),但各耕作方式对夏玉米出苗率影响无差异。NTS和STS相对提高了冬小麦净光合速率,减小了光合午休现象。比较其产量得出,CTS和STS冬小麦、夏玉米产量较高,水分利用效率表现为CTS处理相对较大,CT处理的最小。(5)比较各耕作方式的碳足迹发现,在考虑或不考虑有机碳储量的变化时,均以NTS处理的碳足迹最小,其值为-0.03-0.63 kg C02-eq hm-2 year-1,CT处理最大,其值为0.22-0.75 kg C02-eq hm-2 year-1其他3个处理在不考虑有机碳时相差不大,考虑有机碳时的大小顺序为RTS>STS>CTS。且当计算有机碳时,CT处理的碳足迹有所增加,主要是由于有机碳储量减少所致。通过对各指标的相关性分析得出,有机碳与水稳性团聚体有机碳以及有机碳组分呈极显著正相关关系(P<0.01)。