水稻秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素,是农业生产重要的有机肥源之一。土壤微生物对还田后的秸秆进行腐解,作物吸收利用了从秸秆中释放出来的氮、磷、钾等养分,可以相对减少化肥投入,提高经济效益及产投比。黑龙江省是全国重要的商品粮基地,为保证国家粮食安全做出了积极的贡献,2014年黑龙江省水稻播种面积已超过400万公顷,水稻秸秆大量剩余。目前,关于黑龙江省秸秆还田问题的报道较多,但是,针对黑龙江省水稻秸秆还田后对土壤理化性状、植株生长的影响缺乏系统研究。本研究以黑龙江省稻田土壤研究对象,以寒地粳稻为试验材料,在秸秆全量还田的条件下,设置了纯氮0 kg·hm-2、73 kg·hm-2、103kg·hm-2、133 kg·hm-2、163 kg·hm-2、193kg·hm-2共计6个施氮水平,主要研究了不同施氮水平下寒地粳稻生长发育、产量、氮磷钾积累量及肥料利用率；还田后秸秆的腐解及其养分释放规律；不同秸秆还田量(0 kg·hm-2、 2500kg·hm-2、5000kg·hm-2、7500kg·hm-2)对稻田土壤养分的影响。结果如下：秸秆还田降低了水稻生育前期的分蘖数量；秸秆还田下,施氮肥能够提高水稻株高、分蘖、叶面积指数、SPAD值,且表现为随着氮肥用量的增加而增加,在氮肥量在133-193kg·hm-2范围内时,先后出现最大值。秸秆还田提高了水稻根系的伤流量、增加了分蘖期的根表面积；秸秆还田下随着氮肥的增加,水稻根系伤流量、根长、根表面积、根体积亦呈现增加的趋势,并在氮肥用量(纯氮)为133～193kg·hm-2时达到最大值。秸秆还田能够增加水稻的有效分蘖,秸秆还田下,随着施氮量的增加,干物质积累量显著增加,氮肥用量(纯氮)为193kg·hm-2最大；而产量及有效分蘖、平方米穗数随着施氮量的增加,呈先上升后降低的趋势,在氮肥用量(纯氮)为133kg·hm-2最高。秸秆还田抑制灌浆期水稻植株氮、磷、钾素积累；秸秆还田下,施氮肥显著提高植株氮、磷、钾的积累量,随着氮肥用量的增加,植株氮、磷、钾素积累量逐渐增加,在氮肥用量(纯氮)为163～193kg·hm-2时氮磷钾积累最多。秸秆还田提高了水稻氮素利用效率、氮素生理利用率；秸秆还田下,随着施氮量的增加,水稻氮素利用效率、氮素生理利用率呈先升高后降低的趋势。水稻秸秆腐解第一年最快,累积腐解率为51.16%,第二年为26.74%,两年累积腐解率为78.77%；经过两年腐解水稻秸秆碳、氮、磷、钾含量分别降低了12.74%、10.34%、56.25%、91.04%,两年累计释放碳素81.47%、释放氮素80.80%、释放磷素91.00%、释放钾素98.10%。秸秆还田能够提高土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、铵态氮含量,随着秸秆还田量的增加,土壤有机质、全磷、全钾、速效磷、速效钾含、铵态氮量显著增加；还田对土壤硝态氮含量无影响；施氮肥显著提高了土壤全氮、速效氮、NH4+-N含量,对土壤全磷、全钾、速效磷、速效钾、硝态氮含量无明显影响。土壤溶液速效氮和NH4+-N含量在移栽后一个月内维持较高水平,之后迅速降低。施氮肥显著提高了生育前期土壤溶液NH4+-N含量,对后期影响不明显。土壤溶液N03--N显著低于NH4+-N含量,且一直维持较低的水平,施氮肥对土壤溶液硝态氮影响不显著。