农业生产通过改变土壤的理化性质、作物地上、地下生物量进一步影响系统的水热条件。这些环境条件的改变必然导致土壤呼吸及其与环境因子关系的变化。因此,农业生产排放的温室气体对全球气候变暖的影响不容忽视。土壤培肥是农业生产活动中提高作物产量、维持其持续性生产最常用的主要方法之一,了解不同培肥模式下土壤的理化性质、作物的光谱特性、以及土壤呼吸及其与环境因子的关系对于农业生产的可持续发展和低碳农业具有重要的意义。因此,本研究基于山西省农业科学院东阳试验基地高粱培肥的长期定位试验,2016²017年通过对不同培肥处理下的土壤理化特性分析、作物冠层光谱测定以及对土壤呼吸速率（R_s）和对应的土壤温度、土壤水分因子测定,分析了不同培肥模式下土壤容重、总空隙度、田间持水量、饱和含水量、土壤机械组成、pH、活性碳库的变化特点,以及土壤呼吸与环境因子的关系。培肥试验共设5个处理:不施肥（CK）、无机肥（OPT）、无机肥+有机肥（OPT+M）、有机肥+秸秆还田（M+S）、无机肥+有机肥+秸秆还田（OPT+M+S）。培肥处理开始于2011年开始,到2016年已经进行了6年。研究结果如下:（1）培肥对土壤理化性质的影响。与对照相比,施肥处理显著降低了0¹0cm深度的土壤容重、增加了0¹0 cm深度的土壤总孔隙度、土壤饱和含水量和田间持水量,而对10³0 cm深度的土壤容重、总孔隙度、饱和含水量和田间持水量没有显著影响。与CK相比,OPT处理使土壤粘粒含量增加了0.07%,M+OPT、M+S、M+OPT+S减低了0.39%、0.33%、0.44%;M+OPT+S处理显著增加了土壤活性碳库1,但施肥对活性碳库2影响不显著;不同施肥处理土壤pH值差异显著,从高到低依次为M+S、M+OPT、M+OPT+S、OPT、CK。（2）培肥对作物冠层光谱的影响。不同施肥处理高粱冠层的光谱反射率曲线变化趋势基本相同。在同一生育期内,与CK相比,4个培肥模式的红边位置都发生了红移,红边斜率和红边面积的变化规律不同。不同施肥处理下红边位置、红边斜率、红边面积从大到小依次为M+OPT+S>M+S>M+OPT>OPT>CK,表明无机有机肥配施加秸秆还田处理作物长势最好。（3）土壤呼吸的季节动态及其与环境因子的关系。施肥处理并没有改变土壤呼吸的时间动态变化趋势;土壤温度和土壤水分分别能解释R_s季节变化的14⁹6%和6³7%,施肥处理显著提高了土壤温度的解释能力,土壤水分没有明显差异;R_s的敏感波段为754⁹00 nm,其与D_red、S_red、λ_red和12种植被指数均呈显著相关;用光谱特征参数、T₁₀、W₁₀做自变量的3因子模型的决定系数R²都高于双因子和单因子模型。（4）培肥对土壤呼吸的影响。OPT与CK无显著差异,与OPT或CK相比,OPT+M、M+S、OPT+M+S分别增加了28.21³9.07%、47.86⁷5.96%、46.15⁵0.82%,表明施有机肥可以促进土壤呼吸;与CK相比,OPT、M+OPT、M+OPT+S、M+S的土壤呼吸温度敏感性指数Q₁₀分别提高了26%、39%、21%、37%,表明施肥可以提高土壤呼吸的温度敏感性。造成不同处理R_s/Q₁₀/R₁₀差异的主要因子分别为Shannon多样性指数/容重/土壤有机质,可以解释其97.6%/78.2%/92.8%的变异。因此,得出结论:通过不同施肥处理,可以改善农田生态系统的土壤理化性质,促进高粱生长,提高土壤呼吸速率。