氧化亚氮（N2O）和二氧化碳（CO2）是重要的温室气体,而不合理施肥是导致农田土壤温室气体的排放量日益增加的重要原因。土壤贫瘠和水分缺乏是制约黄土高原旱地农田生态系统发展的主要原因,但采用填闲作物覆盖能够提高土壤肥力和养分,集雨增墒协调水分,从而提高农田生产力。本研究基于黄土高原旱地（陕西长武）长期定位试验（始于2008年）（不施氮肥对照（CK）、单施化肥（常规模式,FP）、夏闲期秸秆覆盖还田（秸秆还田,SR）、夏闲期绿肥种植还田（GM）、夏闲期秸秆覆盖+绿肥种植还田（SR+GM））,研究了夏闲期不同栽培措施对土壤CO2和N2O排放的影响及其影响因素、农田生态系统综合增温潜势、土壤生态系统净初级生产力和土壤碳平衡。取得的主要结论有:（1）旱地麦田土壤N2O排放主要受施肥、水分以及有机物料碳氮投入的影响。N2O排放高峰主要出现的施肥后,且持续时间为半个月左右。降雨或降雪较大后会出现短暂排放峰。（2）旱地麦田土壤全年N2O-N排放量为0.21～1.25 kg hm-2,小麦生育期土壤N2O-N排放量为0.15～1.03 kg hm-2。麦田豆科绿肥还田、秸秆与绿肥共同还田显著增加周年N2O累积排放量,秸秆覆盖还田有降低周年N2O累积排放量的趋势。同时,种植豆科绿肥还田和秸秆覆盖还田均能够降低夏闲期N2O累积排放量,而秸秆加绿肥处理有降低夏闲期N2O排放量的趋势。（3）全年土壤总CO2-C排放量为3.25～5.68 t hm-2,小麦生育期内CO2-C排放量为2.11～3.90 t hm-2。绿肥种植还田和秸秆覆盖还田+绿肥种植还田模式均能显著增加CO2的排放。各处理综合增温潜势GWP由大到小为秸秆覆盖还田+绿肥种植还田（SR+GM）＞绿肥种植还田（GM）＞秸秆覆盖还田（SR）＞常规模式（FP）＞对照（CK）,温度、管理措施施肥和有机物料碳氮投入等是影响温室气体CO2排放的重要因素。（4）黄土高原旱地小麦农田生态系统的净生产力（NEP）为正值。从碳素的固定与排放角度衡量碳平衡的状况来看,旱地麦田生态系统是大气CO2的“汇”,每年从大气中吸收CO2-C量为1.44～3.06 t hm-2。从土壤中碳平衡的角度来看,秸秆覆盖还田和秸秆覆盖还田+绿肥种植还田处理有盈余,而对照、常规模式、绿肥种植还田处理呈亏缺状态。