通过对收获和深松整地机械作业前后典型黑土区耕地土壤的三相比、速效N、P、K含量的测定和分析,揭示了机械作业对三相比与速效养分的影响,对科学指导机械作业、解决黑土资源的保护与开发利用之间的矛盾具有重要意义。研究结果表明:(1)将土壤三相作为一个有机整体置于二维三系图中分析土壤结构性状是探讨土壤三相比的一种新的、有效的方法手段,可以直观看出机械作业下土壤三相比的变化情况以及向理想结构逼近的趋势特征。(2)大机械作业后上层耕作区土壤三相比大幅逼近理想状态,对耕作区土壤结构的改良作用明显优于中机械作业,但大、中机械作业后下层非耕作区均表现出不同程度的积累压实作用。(3)大机械作业可以显著增加土壤速效磷的含量,提高幅度范围为20.07%380.91%,并以深松作业对表层耕作区的影响最大。大、中机械作业均增加了土壤速效钾的含量,提高幅度分别为10.04%20.61%和17.05%27.52%。与速效磷和速效钾相比,土壤速效氮对机械作业的反应不敏感,除中机械作业对下层非耕作区的影响外,其余差异均未达到显著水平。