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为揭示东北黑土区不同秸秆覆盖时期及秸秆覆盖量对土壤水热、大豆生长发育、产量及产量构成因素的影响机制,田间试验设置2种秸秆覆盖时期(播种后、三叶期),3种秸秆覆盖量(0.4 kg/m~2、0.8 kg/m~2、1.2 kg/m~2),以无秸秆覆盖处理为对照处理。探求秸秆覆盖时期、秸秆覆盖量对土壤水热、大豆生长、产量形成及产量效应的影响机制,通过建立结构方程模型,分析秸秆覆盖处理下产量及产量构成因素之间的关系和土壤水热、大豆生长及产量构成因素之间的关系。基于土壤水热、大豆生长、产量及产量构成要素,利用矩阵评价法及改进的TOPSIS模型对各处理进行综合评价,提出东北黑土区适宜的秸秆覆盖时期及秸秆覆盖量。主要结论如下:(1)推迟秸秆覆盖时期至三叶期可显著提高土壤含水量及土壤贮水量,减少苗期至开花结荚期农田耗水量,增加开花结荚至成熟期农田耗水量。无论是否推迟秸秆覆盖时期,随秸秆覆盖量增加土壤含水量及土壤贮水量均呈逐渐增加趋势,苗期至开花结荚期农田耗水量随秸秆覆盖量增加而逐渐降低,开花结荚至鼓粒期农田耗水量变化规律则不明显。随生育进程推进,开花结荚前期至鼓粒前期土壤含水量处理间差异较苗期至分枝期、鼓粒中期至成熟期处理间差异大。(2)秸秆覆盖下土壤温度具有显著降温效应,推迟秸秆覆盖时期至三叶期,可显著缓解降温效应,增加土壤有效积温。三叶期秸秆覆盖条件下,土壤温度及土壤有效积温随秸秆覆盖量增加而逐渐降低。播种后秸秆覆盖下,苗期至鼓粒前期土壤温度随秸秆覆盖量增加而逐渐降低,鼓粒中期至成熟期土壤温度随秸秆覆盖量增加则逐渐增加,除苗期至开花结荚期土壤有效积温而逐渐降低外,其他生育阶段及全生育期土壤有效积温则逐渐升高。随生育进程推进,开花结荚期土壤温度较其他各生育时期处理间差异不显著,无论是否改变秸秆覆盖时期,0.8 kg/m~2、1.2 kg/m~2秸秆覆盖量处理下全生育期土壤温度及有效积温显著降低,但两者间差异不显著。(3)推迟秸秆覆盖时期至三叶期,可显著促进大豆出苗、生长及产量形成,进而增加大豆产量。不同秸秆覆盖时期随秸秆覆盖量增加,大豆出苗率均逐渐降低,大豆株高、叶面积、叶绿素含量、干物质累积量、产量及产量构成因素均先增加后降低,以0.8 kg/m~2秸秆覆盖量处理下大豆生长发育最旺盛。无论是否推迟秸秆覆盖时期,均以1.2 kg/m~2秸秆覆盖量处理下大豆生长发育指标最低。(4)利用结构方程模型模拟结果表明,大豆单株荚数影响单株粒数、百粒重,进而影响籽粒产量及生物产量。单株荚数与单株粒数、百粒重均为正相关关系,对单株粒数影响显著,标准化路径系数为1.011。单株粒数、百粒重与籽粒产量及生物产量间均呈正相关关系,对籽粒产量影响显著,标准化路径系数分别为0.940、0.839。秸秆覆盖处理下土壤水分与土壤温度呈负相关关系,大豆株高对百粒重的影响大于叶面积对百粒重的影响,大豆叶面积对大豆单株粒数、单株荚数的影响大于株高对大豆单株粒数、单株荚数的影响。土壤水分、土壤温度对产量形成的影响效果较大于对作物生长影响效果,且对大豆生长及产量形成的影响效果基本来自直接效果。(5)基于土壤含水量、土壤温度、大豆株高等15个评价指标,利用矩阵法及改进TOPSIS模型对秸秆覆盖处理效果进行综合评价,评价结果表明研究区适宜秸秆覆盖模式:秸秆覆盖时期为三叶期秸秆覆盖,秸秆覆盖量为0.8 kg/m~2。