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许多研究已经证明秸秆和生物炭还田可以显著增加土壤中大团聚体数量,提高团聚体中有机碳含量,改善土壤结构,进而使土壤肥力得到提高。然而在棕壤长期定位试验条件下及等氮磷钾养分施肥措施下的相关研究资料比较稀少,仍需进一步深入研究。本试验比较长期秸秆和生物炭还田后土壤团聚体分布的变化、团聚体全氮和有机碳含量及作物产量的差异,旨在寻找适宜的方法改良培肥棕壤,提高作物产量。本试验选择辽宁沈阳棕壤玉米连作体系和花生连作体系,连续开展了六年的田间定位微区试验,试验共设6个处理:不施肥(CK)、单施氮磷钾(NPK)、单施生物炭(B)、生物炭配施氮磷钾(BNPK)、单施秸秆(S)、秸秆配施氮磷钾(SNPK)。在玉米和花生成熟期收获后采集0～20 cm和20～40 cm两个土层土壤。主要研究结果如下:(1)秸秆和生物炭还田可以降低0～20 cm和20～40 cm 土层土壤容重,提高土壤孔隙度。0～20 cm 土层土壤容重低于20～40 cm 土层,0～20 cm 土层孔隙度高于20～40 cm土层。BNPK处理效果优于SNPK处理。除花生B处理外,其余不同施肥处理均可以提高土壤速效养分含量,且0～20 cm 土层速效养分含量高于20～40 cm 土层。(2)在玉米试验中,0～20 cm 土层,BNPK处理和SNPK处理与NPK处理相比可以增加>1 mm、1～0.5 mm和<0.053 mm粒级团聚体含量,分别提高了 31.57%、21.22%、9.64%、50.28%、22.94%、2.96%,且团聚体含量高于20～40 cm 土层对应粒级,显著降低0.25～0.053 mm粒级团聚体含量,分别降低了 15.92%和13.63%。BNPK处理和SNPK处理显著增加团聚体平均重量直径(MWD),几何平均直径(GMD)和0.25 mm粒级团聚体含量(Ro.25)。SNPK处理MWD和GMD显著高于BNPK处理。在花生试验中,BNPK处理和SNPK处理在20～40 cm土层对团聚体分布影响和玉米试验结果相同。在0～20 cm土层,与NPK处理相比,SNPK处理显著提高>1 mm粒级团聚体含量,提高了 96.95%。同样的,SNPK处理的MWD,GMD和R0.25均高于BNPK处理,说明秸秆配施氮磷钾化肥在提高团聚体稳定性方面优于生物炭配施氮磷钾化肥。(3)不同施肥处理中,全氮和有机碳含量最高的是>1 mm粒级团聚体,含量最低的是<0.053 mm粒级。在玉米试验中,BNPK处理和SNPK处理可以提高0～20 cm 土层不同粒级团聚体全氮和有机碳含量,全氮含量增加范围为8.16%～28.72%,有机碳含量增加范围为23.11%～52.89%。20～40 cm 土层中,除B处理<0.053 mm粒级团聚体外,其余处理可以提高团聚体全氮含量;除SNPK处理>1 mm粒级团聚体外,其余处理可以提高团聚体有机碳含量。在花生试验中,SNPK处理不同粒级团聚体全氮含量高于BNPK处理,BNPK处理>1 mm粒级团聚体有机碳含量高于SNPK处理。大部分20～40 cm 土层团聚体全氮和有机碳含量低于0～20 cm 土层。土壤中全氮和有机碳主要由0.25～0.053 mm和<0.053 mm粒级团聚体提供。BNPK处理和SNPK处理可以显著降低0.25～0.053 mm粒级团聚体全氮和有机碳含量。玉米试验中,BNPK处理和SNPK处理可以促进大团聚体中全氮和有机碳分配比例的增加,而在花生试验中,BNPK处理提高大团聚体中全氮和有机碳分配比例优于SNPK处理。(4)BNPK处理和SNPK处理可以显著提高玉米产量,与单施氮磷钾化肥相比,分别提高了 22.20%和5.94%;SNPK处理可以提高花生产量,提高了 9.76%,BNPK处理产量和NPK处理无显著差异。玉米和花生株高、茎粗、主茎高和CCI值均高于CK处理。玉米不同生育时期CCI值范围在11.3～53.0之间,花生不同生育时期CCI值范围在18.5～46.1之间。综上,长期秸秆和生物炭还田能够降低土壤容重,提高孔隙度和速效养分含量,改变土壤团聚体的分布,有利于大团聚体的形成、改善土壤结构,提高土壤团聚体稳定性和全氮和有机碳含量,有助于玉米和花生增产。在提高土壤团聚体稳定性方面,秸秆还田优于生物炭还田;在提高土壤团聚体全氮和有机碳含量方面,生物炭还田优于秸秆还田。