本试验于2011年-2015年在江苏省南京市(118°50’E,32°02’N)(粘土)和江苏省大丰市(120°28’E,33°12’N)(砂壤土)进行。试验处理设棉花生长季小麦秸秆全量、半量、不还田(0、4500、9000kg·hm-2),小麦生长季棉花秸秆全量、半量、不还田(0、3750、7500 kg·hm-2),共组成9个周年秸秆还田处理组合,以及2个施钾量150和300 kg·hm-2K20处理,本试验重点监测了秸秆还田第4年、第5年棉花的产量、生物量、以及氮磷钾吸收量,结合还田前期研究,分析长期秸秆还田和施钾对棉花产量形成的影响。主要研究结果如下:1.长期麦棉周年秸秆还田对棉花产量的影响在定位试验的第4年、第5年,施用钾肥和秸秆还田提高棉花的产量。棉花产量的提高是通过提高铃数来实现的。小麦秸秆还田具有良好的增产效应,不同的秸秆还田量,增产效应不同,随着定位试验的进行,小麦秸秆的增产效应逐年下降,对秸秆钾素替代研究表明,随定位试验的进行,小麦秸秆的钾素替代率逐年降低。2.长期麦棉周年秸秆还田对棉花生物量的影响在定位试验的第4年、第5年,小麦秸秆还田显著提高了棉花的果枝数,果节数,降低了蕾铃脱落率。施用钾肥和小麦秸秆还田提高了棉花的生物量累积,且施用钾肥提高的幅度比施用小麦秸秆提高的幅度大。小麦秸秆还田和施钾肥提高了棉花生育后期生殖器官生物量,降低了生殖器官的比例,有效缓解了棉花的早衰。3.长期麦棉周年秸秆还田对棉花养分吸收的影响在定位试验的第4年、第5年,施用钾肥和秸秆还田提高了棉花的氮磷浓度和氮磷吸收量,但是处理间的差异不显著。施钾和秸秆还田对钾的吸收比氮磷的吸收大。秸秆全量还田对氮磷钾的吸收比半量还田大,施钾处理对氮磷钾的吸收比秸秆还田大。综上,在定位试验的第4年和第5年,施钾和秸秆还田提高了棉花的产量,以及氮磷吸收量和氮磷浓度,随着定位试验的进行,小麦秸秆的钾素替代率逐年降低。