棉花是我国最重要的经济作物之一。合理的施肥能提高肥料利用率、促进棉花增产。过量施肥不仅降低肥料利用率,减少棉花产量,而且引起土壤板结、土壤酸化等一系列环境问题。因此,为了响应绿色棉花生产要求,提出有机肥替代部分化肥的棉花绿色节本增效施肥措施。本研究在有机替代定位试验(始于2016年)的基础上,2018-2019年继续研究有机替代对土壤环境和棉花农艺性状的影响,探讨不同有机替代率对土壤理化性质、土壤氮转化相关酶活性、土壤细菌群落结构、棉花生长发育、氮磷钾养分积累量、产量及其构成因素和纤维品质的影响,旨在探讨出有机肥替代化肥的最佳替代率,以确保黄河流域棉区棉花可持续的绿色发展。研究结果如下:(1)有机肥替代处理与单施化肥处理间土壤物理性质无显著差异;有机肥替代处理与单施化肥处理间土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、pH在不同土层均无显著差异;在0-20 cm、20-40cm土层,与单施化肥相比,单施有机肥处理显著增加土壤速效磷含量,其余有机肥替代处理差异不显著;40-60 cm土层,40%、50%有机肥替代处理和单施有机肥处理土壤速效磷含量显著高于单施化肥处理。(2)有机肥替代处理与单施化肥处理间土壤脲酶和羟胺还原酶活性无显著差异;与单施化肥相比,50%有机肥替代处理显著增加土壤蛋白酶和硝酸还原酶活性;单施有机肥处理显著增加土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性。土壤脲酶活性与土壤有机质和全氮含量显著正相关;土壤亚硝酸还原酶活性与土壤速效磷和速效钾含量显著正相关;土壤羟胺还原酶与土壤有机质和全氮含量显著正相关。施肥处理间土壤细菌Alpha指数没有显著差异。土壤有机质含量增加促进细菌群落的均匀度和多样性;土壤速效磷含量增加促进细菌群落丰富度和多样性。土壤酶活性与细菌多样性指数没有显著相关性。细菌门水平上,Proteobacteria和Actinobacteria是细菌群落最优势菌群;PCoA结果显示,不同处理间细菌群落结构无显著差异;Heatmap和RDA结果显示,土壤养分有机质、全氮、碱解氮、速效钾、pH值影响土壤细菌群落结构。(3)40%和50%有机肥替代处理较单施化肥处理显著增加棉花的日增长量;有机肥替代处理与单施化肥处理间棉花生长发育、籽棉产量和产量构成及纤维品质无显著差异;50%有机肥替代处理一定程度增加棉花生物量积累、养分积累和籽棉产量。综上所述,有机肥替代部分化肥能减少化肥用量,维持土壤理化性质、土壤氮转化相关酶活性、土壤细菌群落结构、棉花生长发育、生物量、养分积累量、产量和纤维品质;有机肥替代50%化肥处理能增加棉花生物量、养分积累量,籽棉产量,替代效果最好。