大田试验于2015—2016年在莱阳市冯格庄镇朱家埠村进行。试验采用小麦-玉米一年两熟种植模式,供试小麦品种为烟农24。玉米品种为郑单958。秸秆全部还田。试验采用完全随机区组设计,共四个处理:翻耕20 cm、翻耕25 cm、翻耕30 cm和深松30 cm。试验分析了不同耕作深度对麦玉轮作系统农田土壤结构、土壤团聚体分布、稳定性以及其碳库和小麦玉米产量的影响,寻求适合鲁东地区高产稳产农田的适宜耕作方式和耕作深度。主要研究结果如下:1不同耕作深度对土壤结构的影响在三个不同的翻耕深度之间,翻耕30 cm在20 cm以下土层对土壤含水量的提升明显高于其他两个翻耕处理。翻耕30 cm能打破多年形成的犁底层,发挥深层土壤对水分的调控功能。深松30 cm在0～60 cm 土层,相对于翻耕30 cm含水量略低。说明在相同的耕作深度下,翻耕更有利于提高土壤含水量。但在玉米抽雄期之后,深松30 cm 土壤的含水量却高于翻耕30 cm。这是因为在玉米季烟台地区干旱严重。在面临突发性的干旱季节,深松30 cm仍能表现出较高的土壤含水量,提高耕地的蓄水保墒能力。30cm以下土层随着耕作深度的增加土壤紧实度随之减小。虽然翻耕30 cm也没有耕作到30 cm以下的土层。但在30 cm以下的土层的紧实度也小于其他两个翻耕处理。这与深耕有利于小麦根系向深层延伸穿插切割等作用有很大关系。同时深松对表层土壤影响较小,但能显著改善深层土壤的紧实度。小麦季在0～20 cm 土层的容重三个翻耕处理差异不大。但深松处理容重明显大于翻耕处理。而在20～40 cm 土层,深松土壤容重却小于翻耕30 cm。在玉米季,0～10 cm处的土壤容重差异逐渐减小,在20～40 cm处,除翻耕20 cm表现为较大的土壤容重,其他处理的土壤容重差别减少,相比于小麦季的耕作对容重作用顺序,未能表现明显差异。认为在小麦季容重的大小主要取决于耕作,而在玉米季对容重的影响因素更多的为耕作后效作用,以及秸秆还田、雨水冲淋和根系等的影响。2不同耕作深度对土壤团聚体分布、稳定性以及其碳库的影响随着翻耕深度的增加,耕作深度对20～40 cm 土层深度的土壤团聚体影响增大,团聚体的稳定性MWD和GMD也随之减小。而深松处理随着土壤深度的增加,团聚体粒径逐渐减小,大团聚体数量逐渐降低。在小麦生育期深松30 cm 土壤表层土壤微团聚体(＜0.25 mm)比例比翻耕30 cm少,稳定性高。更有利于提高土壤团聚体的稳定性。本研究中,随着时间的推移,各处理之间的团聚体稳定性差异逐渐减小。土壤团聚体SOC较高的土层,其土壤团聚体稳定指数也较高。深松30 cm不翻动土壤,浅表层(0～10 cm)土壤结构受到保护,土壤有机质有在表层土壤富集的现象.而翻耕处理能提高深层土壤的团聚体有机碳含量,但同时也降低了该土层土壤的团聚体的稳定性。土壤团聚体SOC含量随着土壤深度的增加逐渐减少。但翻耕30 cm在20～40 cm 土层中的团聚体SOC含量明显比其他翻耕处理多。这表明随着耕作深度的增加,更有利于深层土壤的团聚体SOC含量的提高。3不同耕作深度对作物产量和粮食碳成本的影响小麦季,增加耕作深度都能有效提高小麦的穗数和穗粒数。但对千粒重的影响并不显著。产量上,翻耕30 cm产量最高。翻耕30 cm和翻耕25 cm分别比翻耕20 cm产量提高了 13.52%、3.58%。因此耕作深度在30 cm时,能显著提高小麦产量。而深松30 cm和翻耕30 cm在穗数、穗粒数、千粒重和产量上差别都不大。玉米季,翻耕30 cm比翻耕20 cm和翻耕25 cm对玉米的穗数、穗粒数和千粒重提升显著。而深松30 cm比翻耕30 cm在穗数和穗粒数都有所增加,但在千粒重和产量上差异并不显著,但两者的增产效果明显比翻耕20 cm和翻耕25 cm明显。在小麦-玉米一年两熟体系下,总的粮食碳成本最高为翻耕20 cm,最低为深松30 cm,这说明在相同产量情况下,翻耕20 cm需要投入更多的生产性物质来维持产量。这也表明,深松30 cm和翻耕30 cm虽然在产量上差别不大,但深松30 cm在相同的产量上比翻耕30 cm投入的更少,是更适合生产的耕作。