为理解长期有机物料与化学氮肥配施对土壤有机碳和全氮的影响,在黄淮海平原开展了长达30年的小麦-玉米轮作田间试验(1990–2019年)。试验包含5个施肥处理:不施肥(control)、单施化肥(NPK)、化肥与秸秆配施(NPKS)、化肥与有机肥配施(NPKM)和1.5倍化肥与有机肥配施(1.5NPKM),NPK、NPKS和NPKM处理氮投入总量相同。测定试验期间作物产量,采集土壤表层(0–10 and 10–20 cm)和下层(20–40 cm)样品,进行土壤团聚体分级并测定团聚体碳氮含量。有机无机配合处理(NPKS, NPKM和1.5NPKM)与NPK处理相比,30年平均作物产量无显著差异,土壤表层和下层有机碳和全氮均显著提高,表层土壤有机碳和全氮分别提高24.1–44.4%和22.8–47.7%,下层土壤有机碳和全氮分别提高22.0–47.9%和19.8–41.8%%。与NPK处理相比,NPKS处理0-10cm土层和NPKM处理20-40cm土层具有显著较高的大团聚体组分质量比例,提高幅度分别为19.8和27.0%;然而,1.5NPKM处理在0-10cm和20-40cm土层的土壤大团聚体组分质量比例较对照显著降低,下降幅度分别为-19.2和-29.1%。分析表明有机无机配合处理较NPK处理有显著较高土壤有机碳和全氮主要与自由态微团聚体和大团聚体中的微团聚体等土壤稳定性组分的碳氮增加有关,稳定性组分对土壤碳氮含量增加的贡献率分别达81.1–91.7%和 83.3–94.0%。不同施肥处理0-40cm土层的土壤稳定性碳库和氮库与处理年平均碳投入量均呈显著正相关,回归系数分别为0.74和0.72(P<0.01),表明土壤氮对碳贮存的重要性。我们研究为长期有机物料与化学氮肥配施措施在保持合理总氮投入下有利于上层和下层土壤碳氮的保蓄提供了证据。