由于长时间的传统耕作,东北农田黑土退化严重,为了解决这个问题,更为“先进的”耕作方式被引入土地耕作中。耕作方式影响土壤理化性质,进而影响土壤微生物。然而,目前对不同耕作方式下土壤微生物的研究仅仅局限在微生物数量、活性及群落组成等方面,而对土壤微生物群落受环境干扰后的响应研究还非常有限。土壤微生物群落稳定性直接影响土壤应对环境干扰的自我平衡和恢复能力,这对土壤的理化环境的稳定至关重要。本项目是以东北农田黑土作为供试对象,在不同频率和强度的干湿交替干扰下,定量化评价不同耕作方式下微生物群落对干扰的抵抗力和恢复力,系统研究不同耕作方式下土壤微生物群落结构和功能对干湿交替的响应规律,探讨不同耕作方式下土壤微生物群落结构和功能稳定性之间的内在联系,深入分析影响微生物群落稳定性的主要因素,最终阐明不同耕作方式下土壤微生物群落稳定性的差异。本研究不仅有助于深入理解不同耕作方式下土壤生态系统稳定性的微生物作用机制,而且对东北黑土区选择合理的耕作方式及土壤生态系统的可持续管理具有重要指导意义。通过实验结论如下:1.耕作方式能明显改变土壤微生物群落的alpha多样性,垄作的土壤微生物群落的多样性明显高于免耕土壤微生物的多样性,并且垄作提高了土壤微生物群落的均匀度,增加了酸杆菌门（Acidobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）等微生物门类类群。在干湿交替的环境背景下,垄作土壤微生物群落的多样性明显高于免耕土壤微生物群落;免耕的土壤微生物的群落组成比垄作土壤更加稳定。在生产实践中,保证土壤的水分含量的情况下,进行合理的垄作,能够改善土壤微生物群落生境,提高土壤质量,进而增加作物的产量。2.在恢复培养阶段,免耕土壤的CO₂排放速率低于垄作,免耕土壤的呼吸功能比垄作土壤的弱;免耕土壤的N₂O排放速率高于垄作土壤,免耕土壤的硝化功能比垄作土壤强。干湿交替使土壤产生CO₂释放的激发现象,增加了C0₂排放速率,但在恢复阶段,干湿交替解除,激发效应终止,对照组CO₂排放速率逐渐增高,最后显著高于实验组。干湿交替透支土壤呼吸功能,而且要恢复到对照组的功能强度,需要较长时间;干湿交替也同样的激发了土壤N₂O的释放速率,但经过一段长时间恢复后,免耕的极干旱处理（VDW1和VDW3）的N₂O释放速率显著高于其他实验组和对照组,垄作的VDW1和MDW1处理的N₂O释放速率显著高于其他实验组和对照组,并且垄作的MDW3和VDW3在培养后期N₂O呈直线下降,免耕土壤的硝化功能要比垄作稳定。3.免耕土壤的两种酶的活性强于垄作土壤。在恢复培养期间,免耕的土壤各处理的β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡糖苷酶活性降低一段时间后趋于稳定,而垄作土壤的各处理则表现为持续下降,免耕的恢复力要强于垄作。干湿交替能显著增加β-葡萄糖苷酶活性,而干湿交替仅在高频率低强度时促进β-N-乙酰氨基葡糖苷酶活性,在低频率高强度时抑制其活性;干湿交替在影响β-葡萄糖苷酶的活性是不可恢复的,而对β-N-乙酰氨基葡糖苷酶活性的影响,在撤除干扰后,是可以恢复到原始水平的。4.干湿交替的频率和强度对免耕土壤微生物多样性有显著的影响,频率越高干旱强度越大免耕土壤微生物的多样性越低,而对垄作土壤微生物多样性对干湿交替的响应影响不显著。干湿交替处理能够影响土壤微生物群落的相对丰度,然而这种影响因耕作方式和因门属类和属类的不同而存在差异。干湿交替处理显著提高了垄作土壤中变形菌门和免耕土壤中浮霉菌门等微生物门类相对丰度,但是显著降低了Saccharibacteria菌门和Parcubacteria菌门类群,而对厚壁菌门及其它菌门影响较小;在属水平上,干湿交替降低了有益菌属的相对丰度,如参与硝化作用的硝基菌属和与土壤磷转化相关的根霉菌属。实验也表明,不论哪种耕作方式下,1次干旱-浇水循环和3次干旱-浇水循环处理下的土壤微生物群落结构存在显著差异,而相同频率的干湿交替下,干旱程度的不同没有显著影响土壤微生物群落结构,所以干湿交替的频率对黑土土壤微生物群落的影响显著高于干湿交替的强度。