湖北省年均秸秆资源总量达3400万t左右，其中稻草和油菜秸秆占67.7%。目前采用秸秆直接还田是秸秆资源合理利用的有效途径。秸秆还田可以在培肥土壤、提高作物产量的同时降低秸秆焚烧及随意丢弃带来的环境污染和资源浪费。随着湖北省秸秆还田技术的推广力度的加大，针对集约化种植的农业生产现状，在保证作物产量的基础上如何调整轮作周年的化肥的施用与秸秆养分的资源高效利用已经成为目前研究的热点。本研究在总结前人研究基础上，开展三方面的研究：（1）针对秸秆还田影响下茬作物出苗密度的问题，以直播冬油菜为研究对象，开展秸秆覆盖还田对油菜生长和养分吸收的田间试验，以期为直播冬油菜油菜秸秆还田技术提供技术支撑；（2）针对秸秆还田养分释放与作物施肥运筹不匹配的问题，通过定位试验分析秸秆还田条件下氮肥运筹方式对油菜关键生育期生物量和养分吸收的影响；（3）选取三个定位试验继续开展稻-油和稻-稻-油两种轮作体系肥料周年运筹研究，评估不同轮作体系连续秸秆还田条件下氮肥运筹方式和钾肥减量施用的效果。主要研究结果如下：　　1．秸秆覆盖还田对直播冬油菜的密度有显著的抑制作用，施用化肥基础上秸秆覆盖（NPK+S）油菜成熟期密度与单施化肥（NPK）相比降低37.93%。NPK+S处理成熟期时冬油菜根茎粗与NPK相比增加3.51%，秸秆覆盖（S）处理比对照（CK）处理根茎粗增加22.72%。研究结果表明秸秆覆盖对油菜个体强壮生长有较好的促进作用。此外秸秆覆盖还田能够显著提高油菜的产量和养分吸收量，NPK+S处理与NPK相比油菜产量和氮素吸收量分别增加20.30%和28.95%。　　2．秸秆还田条件下，不同氮肥运筹方式对油菜关键生育期生长和氮素吸收的影响不同。秸秆还田条件下不同氮肥运筹对油菜生物量的促进主要表现在油菜进入蕾薹期后，而其对氮素吸收量的促进则表现在油菜苗期。氮肥2次施用配合秸秆还田提高了油菜苗期氮素吸收进而达到较高的产量水平。　　3、秸秆还田能够提高作物产量、地上部干物质积累量和氮素累积量。稻-油轮作模式等氮量投入情况下，赤壁点水稻季和油菜季2次施用配合秸秆还田（NII+S）与习惯3次施用（FNIII）相比3年平均分别增产11.23%和3.96%，地上部氮素累积量分别提高8.06%和2.13%。荆州点水稻季NII+S与FNIII处理相比增产不显著，而油菜季产量和地上部氮素累积量平均分别提高3.60%和6.57%。稻-稻-油轮作体系等氮量投入情况下早稻季、晚稻季和油菜季NII+S与FNIII相比增产量分别为599、514和604kg/hm2。不同地点两种轮作模式连续三年试验结果均表现为常量氮肥2次施用配合秸秆还田处理产量、地上部生物量及氮素累积量可以达到或者优于常量氮肥3次施用的水平。　　4、稻-油及稻-稻-油2种轮作模式3年连续秸秆还田试验结果表明，施钾和秸秆还田可以显著提高作物产量、地上部干物质积累量和钾素累积量。与对照相比，稻油轮作周年钾素累积量平均增幅达9.15%-33.84%；稻稻油轮作周年钾素累积量平均增幅达39.88%-82.83%。不同轮作体系和试验点的秸秆还田替代钾肥效果差异较大。以稻油轮作体系的试验点为例，土壤供钾能力较高的荆州试验点，其油菜季和水稻季均为仅施秸秆处理（S）可以达到常规施钾（+K）处理产量水平；而土壤供钾能力较低的赤壁点，其油菜季秸秆还田可替代50%钾肥，水稻季则仅替代25%钾肥。对于稻稻油轮作体系而言，早稻季秸秆还田条件下需用50%钾肥（即本试验中施用30kg K2O/hm2即可），晚稻季秸秆还田可不施钾肥，油菜季秸秆还田需施用50%钾肥（即本试验中施用30kg K2O/hm2即可）。2种轮作模式秸秆钾素的当季利用效率均较低。通过计算土壤—作物系统钾素表观盈亏可知，稻-油轮作模式油菜季3年平均盈余量为13-73kg K2O/hm2，稻-稻-油轮作油菜季3年平均盈余量为100-134kg K2O/hm2。