为了探讨灌溉、耕作和施氮对旱地农田土壤生态化学特征的影响,基于2019—2023年的3因素裂—裂区田间定位试验,设置主区为不灌溉(I0)和一次灌溉(I1)两个灌溉水平;裂区为翻耕(PT)、旋耕(RT)、深松(SS)三种耕作方式;裂—裂区为四种施氮模式,施氮时期因灌溉而异,I0下全部基施,I1下50%基施、50%灌溉前追施,但施氮量都分别为0(N0)、120(N120)、180(N180)和240(N240)kg/hm2,研究了2023年小麦成熟期0—100 cm整土及各土层土壤总碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量比。结果表明:(1)对于0—100 cm土层整土,I1与I0相比,土壤TC、TN和TP含量分别降低35.1%、15.0%和2.4%,C: N、C: P和N: P分别降低14.7%、24.6%和10.5%;除土壤TN含量和N: P外,土壤其他养分含量及其生态化学计量比在耕作方式间存在显著差异;随施氮量的增加,土壤TN和N: P呈现先增加后稳定的趋势,但土壤TC、TP、C: N和C: P无显著变化。(2)灌溉、耕作和施氮对土壤养分含量及其生态化学计量比的影响效应因土层而异。I1显著降低0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm和80—100 cm土层土壤TC和TN含量,但土壤TP含量仅在60 cm以下土层显著降低。其中,与I0相比,I1下土壤TC含量在各土层的降低幅度均随土层深度的增加而增大;土壤TN的降低幅度则随土层深度先降低后增加。SS较RT和PT能够提升各土层TC和TP含量,且提升幅度随土壤深度增加而减小。灌溉和耕作影响各土层的C: N和C: P,但灌溉仅对40 cm以下土壤N: P有显著影响。施氮对土壤TN含量的影响随土层加深而减小,且不影响除土壤TN含量和表层土壤C: N外的土壤养分含量及其生态化学计量比。(3)耕作和灌溉是影响旱地农田土壤养分和其生态化学计量比的主要因素,其贡献率分别为59%和19%,且灌溉可使耕作间的差异减小。综合来看,一次灌溉虽降低土壤TC、TN和TP含量及其比值,不利于土壤养分的维持,但其配合深松和施氮量180 kg/hm2可保障土壤肥力,实现旱地农田可持续发展。