该研究在新疆北部建立为期两年的田间试验，研究秋耕方式对硝态氮累积、春播土壤墒情和棉花出苗率的影响，并探讨土壤水、热与硝态氮之间的响应关系。试验包括5个秋耕处理，即翻耕（FG），免耕（MG），垄沟交替（LG），翻耕秸秆覆盖（FJ）和翻耕活性炭覆盖（FH）。结果表明，FH和FJ处理均有利于促进表层土壤硝态氮累积，而FG、MG和LG处理则会加剧表层土壤硝态氮淋失。冻结期，FH和FJ处理有利于减少土壤热损失，并促进土壤水分和硝态氮协同向上运移。融化期，FH和FJ处理有利于抑制土壤水和硝态氮协同向下运移，并促进了深层土壤中热量和硝态氮协同向上运移。二元回归分析表明，FH和FJ处理下水、热和硝态氮呈极显著的相关性。FH和FJ处理在调节土壤墒情、优化土壤水热和硝态氮协同运移机制方面表现出明显优势。春播期，FH和FJ处理下0-25cm土层土壤平均温度分别提高了0.99℃和1.29℃，土壤平均含水量分别提高了6.01%和8.70%，土壤平均硝态氮含量分别提高了10.20mg/kg和10.47mg/kg。FH和FJ处理显著提高了棉花的出苗率，可作为北疆干旱地区的主要秋耕措施。