专家通过施氮、秸秆还田组合的10种模式，对冬小麦—夏玉米轮作玉米秸秆还田的效应做了实验，发现在作物生长的各个时期，土壤营养因土层而异。
在20～30厘米土层秸秆还田可提高土壤铵态氮含量
实验在河南滑县田间小区定位试验基地进行，土壤为壤土，试验期为2006至2007年。专家运用了如下10种施氮与秸秆还田组合的处理模式：（用N表示施氮处理，S 表示秸秆还田处理），依次为N0、N90、N180、N270、N360、S+N0、S+N90、S+N180、S+N270和S+N360。前茬夏玉米的秸秆粉碎后全量（约7500千克/公顷）还田，随耕地翻埋（深度25～30厘米）地下（秸秆不还田处理的除外）。
在作物生长的不同时期里，专家对不同土层进行了处理。越冬期，在施N量相同情况下，0～20厘米土层秸秆还田处理与秸秆未还田处理土壤硝态氮没有明显差异，20～30厘米土层，秸秆还田处理明显高于不还田处理。与秸秆未还田处理相比，在0～10厘米和20～30厘米土层，秸秆还田提高了土壤铵态氮含量。
壤土
拔节期，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米土层除N270和N360外，其余秸秆还田的土壤硝态氮含量均较低；10～20厘米土层，除不施N和施N180千克/公顷外，均表现为秸秆还田处理土壤硝态氮含量较高；20～30厘米土层，在施N270千克/公顷和施N360千克/公顷时，均以秸秆还田土壤硝态氮含量较高。
收获期在0～10厘米土层秸秆还田可提高土壤硝态氮含量
抽穗期，在施N量相同情况下，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米和10～20厘米土层，除施N360千克/公顷外， 均以秸秆还田处理土壤铵态氮含量较低；20～30厘米土层，除不施N外，均表现为秸秆还田处理土壤铵态氮含量较低。
灌浆期，在施N量相同情况下，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米、10～20厘米、20～30厘米土层，除不施N外， 均以秸秆还田土壤硝态氮含量较低；施N量相同情况下，与秸秆未还田处理相比，各土层均以秸秆还田处理的土壤铵态氮较高。
收获期，在施N量相同情况下，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米土层，均表现为秸秆还田处理土壤硝态氮含量较高；10～20厘米土层，均以秸秆还田处理土壤硝态氮含量较低； 20～30厘米土层，除施N 90千克/公顷外，均表现为秸秆还田处理土壤硝态氮含量较低。施N量相同情况下，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米土层，除施N 180千克/公顷外，均表现为秸秆还田处理土壤铵态氮较高；10～20厘米和20～30厘米土层，均以秸秆还田处理土壤铵态氮较高。
在拔节期、收获期秸秆还田可提高各土层土壤脲酶活性
冬小麦越冬期，同样的施氮量，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米、20～30厘米土层均以秸秆还田处理土壤脲酶活性较高；10～20厘米土层，除施N 90千克／公顷，N 270千克/ 公顷外，均表现为秸秆还田处理土壤脲酶活性较高。
拔节期，相同的施氮量，与秸秆未还田处理相比，各土层均以秸秆还田处理土壤脲酶活性较高。抽穗期，相同施氮量下，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米土层，均以秸秆还田处理土壤脲酶活性较低； 10～20厘米土层，除不施N、施N 90千克／公顷外，均表现为秸秆还田处理土壤脲酶活性较高；20～30厘米土层，除施N 90 千克／公顷外，均以秸秆还田处理土壤脲酶活性较高。
灌浆期，相同施氮量下，与秸秆未还田处理相比，0～10厘米土层，除施N 360千克／公顷外，均表现为秸秆还田处理土壤脲酶活性较低； 10～20厘米土层，均以秸秆还田处理土壤脲酶活性较低；20～ 30厘米土层，除不施N外，均表现为秸秆还田处理土壤脲酶活性较低。
收获期，相同施氮量下，与秸秆未还田处理相比，各土层均表现为秸秆还田处理土壤脲酶活性较高。
