针对黑钙土的春季容易风蚀、夏季容易水蚀以及人为造成的土壤养分降低的问题,本论文以中国科学院沈阳应用生态研究所梨树县保护性耕作研发基地为试验平台,采取了4种秸秆还田方式来改善土壤肥力质量,这4种还田方式分别是:常规垄作、免耕覆盖、错位轮还、全量深翻。为了评价土壤综合肥力质量最高的还田方式,本论文分别测定了土壤物理肥力指标(土壤容重、土壤温度、土壤含水量、团粒结构、总孔度、坚实度)、化学肥力指标(全碳、全氮、全磷、有机碳、微生物量碳、铵态氮、硝态氮、微生物量氮、速效磷、有机磷、土壤pH)、生物肥力指标(C矿化酶、N矿化酶、P矿化酶、脱氢酶)分析了4种秸秆还田方式对它们的影响,并运用主成分分析法、敏感性分析法、判别分析法评价4种秸秆还田方式土壤的综合肥力质量,确定了黑钙土的最佳秸秆还田方式,并筛选出了适合于黑钙土肥力质量评价的关键性指标。结果表明:1、对于土壤物理肥力指标来说,秸秆还田提高了土壤的团粒结构和土壤坚实度,降低了土壤温度;土壤容重和团粒结构都以免耕覆盖处理为最高;土壤含水量以全量深翻处理为最高;4个处理土壤总孔度的变化不明显。2、对于土壤化学肥力指标来说,秸秆还田提高了土壤的pH,尤其以错位轮还和全量深翻提高得最为明显;秸秆还田对有机碳的影响出现较大差异:免耕覆盖降低了有机碳的含量,全量深翻则提高了有机碳的含量;秸秆还田降低了土壤有效磷的含量,尤其以错位轮还和全量深翻降低得最为明显;铵态氮和硝态氮的含量以免耕覆盖的还田方式为最高;有机磷的含量以错位轮还的还田方式为最高;而全碳、全氮、全磷、微生物量氮的含量则变化得不显著。3、对于土壤生物肥力指标来说,秸秆还田使得土壤ɑ葡糖苷酶活性、β葡糖苷酶活性、纤维二糖水解酶、木糖苷酶活性、过氧化物酶活性提高;秸秆还田使得蛋白酶、脱氢酶、过氧化物酶活性降低;秸秆还田对酸性磷酸单酯酶、碱性磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、NAG酶、酰胺酶活性的影响情况基本相同,即都以免耕覆盖的还田方式酶活性最高;4种还田方式脲酶活性变化不显著。4、对于物理肥力质量和生物肥力质量而言,免耕覆盖处理的综合得分最高,肥力质量最高;对于化学肥力质量而言,常规垄作处理的综合得分最高,肥力质量最高;对于土壤综合肥力质量评价而言,无论是简化指标综合评价还是所有指标综合评价,结果都是免耕覆盖处理的综合得分最高,肥力质量最高。5、通过对与土壤肥力质量相关的32个指标的主成分分析、敏感性分析、判别分析筛选出了适宜于黑钙土肥力质量评价的12个关键性指标,它们分别是:团粒结构、速效磷、硝态氮、土壤pH、有机碳、过氧化物酶、ɑ葡糖苷酶、NAG酶、酰胺酶、酸性磷酸单酯酶、碱性磷酸单酯酶、磷酸二酯酶。