保护性耕作是国际认可的重要的农业技术之一,加快保护性耕作技术的研究,对环境的保护和农业的发展具有重要的现实意义。免耕与秸秆还田是保护性耕作的重要组成部分,但不同耕法与秸秆还田对土壤肥力和稻麦产量的关系还缺乏长期定位研究,本研究于2017-2018年在扬州大学农学院长期定位试验田进行试验,稻麦两熟条件下设置六个处理:连续免耕秸秆覆盖还田(NTS)、轮耕1(RT1)、轮耕2(RT2)、翻耕秸秆全量还田(CTS)、少耕秸秆半量还田(MTS)和翻耕秸秆不还田(CT)。水稻以南粳9108,小麦以扬麦22号为供试品种,研究不同的耕作方式和秸秆还田对土壤理化性质、微生物群落结构以及稻麦产量的影响,揭示土壤肥力特征、分析土壤微生物群落结构分布及多样性,为阐释土壤微生物驱动机制提供思路,为该地域保护性耕作和秸秆还田相关技术提供理论参考。本研究结果如下:1、秸秆还田处理均提高了农田土壤中有机质的含量,与其他处理相比,翻耕秸秆全量还田(CTS)显著提高土壤全氮含量。翻耕秸秆全量还田处理(CTS)和连续免耕秸秆覆盖还田处理(NTS)能提高土壤表层的碱解氮的含量。不同的耕法和秸秆还田虽然对土壤速效磷含量影响不大,但可以增加土壤速效钾的含量。连续免耕一方面导致土壤容重上升,另一方面引起表层土壤中有机质含量的增加。秸秆还田提高土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量,有效补给土壤养分。2、不同耕作方式与秸秆还田的结合对土壤酶活性的影响各异。少耕、翻耕的耕作方式与秸秆还田结合一定程度上增加了麦后和稻后土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性,降低了土壤过氧化氢酶活性。稻后土壤酸性磷酸酶、土壤蔗糖酶活性、麦后和稻后土壤表层脲酶活性在连续免耕秸秆覆盖还田处理条件下均得到提高。在不同耕法中,免耕和轮耕耕作方式为过氧化氢酶在土壤中的释放提供了条件。总之,土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶更易在秸秆还田中释放活性,免耕秸秆覆盖还田与翻耕秸秆还田相比较,能提高过氧化氢酶活性。3、与常规翻耕相比,免耕不利于土壤下层细菌的生长繁殖,导致下层土壤细菌数量降低,而秸秆还田为土壤表层细菌提供适宜的生存条件,促进表层土壤细菌数量的增加。0-20 cm 土层深度中分布最丰富的门是变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacreria)。免耕秸秆还田增加了细菌中变形菌门的相对丰度,降低酸杆菌门相对丰度。同时秸秆还田提升变形菌和酸杆菌门下菌目的相对丰度占比。0-20cm土壤变形菌纲水平上相对丰度最高的是β-变形菌纲(Betaproteobacteria),有随着土层深度的增加,其相对丰度随之增加的趋势。变形菌纲中相对丰度最低的是α-变形菌纲(Alphaproteobacteria),其相对丰度随着土层深度的增加呈下降的趋势。总体上,翻耕秸秆不还田处理(CT)、连续免耕秸秆覆盖还田处理(NTS)的β-变形菌高于其他处理。秸秆还田条件下,少耕和翻耕提高了土壤下层细菌群落结构多样性指数的变化,减缓了微生物多样性随土层深度增加而减少的变异性,印证不同耕法与秸秆还田结合作用下造成的土壤下层环境影响因子和群落特征出现差异,影响了细菌的群落层次。4、与免耕相比,少耕、翻耕提高土壤表层真菌数量,真菌OTU随土壤深度的增加呈减少的现象,其中,子囊菌门(Ascomycota)含量是土壤真菌中最丰富的门,其次是担子菌(Basidiomycota)。翻耕与秸秆还田均能提升子囊菌门的相对丰度,加快有机质分解,利于土壤养分含量的积累与增加,从而促进植物生长发育。少耕秸秆半量还田与连续免耕秸秆覆盖还田提升了担子菌门(Basidiomycota)丰富度,少耕秸秆还田的耕作方式有利于真菌属水平群落相对丰度的提高。从真菌多样性指数来看,在秸秆还田条件下,少耕耕作方式可以在一定程度上提高真菌数目和物种丰富度,免耕与秸秆还田结合有助于真菌数目的增加和物种丰富度的提升,另外,免耕与秸秆还田更有利于土壤表层真菌群落的多样性变化。总之,秸秆还田改变了真菌菌落结构,增加真菌群落数量,提升菌落丰富度和多样性变化,改善土壤微环境。5、不同耕法中,小麦穗数虽在免耕条件下较低,但粒数和千粒重较高,故理论产量和实际产量较高。轮耕时,麦季免耕产量高于常规翻耕;不同耕作措施与秸秆还田结合对水稻穗粒数影响不大,其中少耕、翻耕与秸秆还田条件下穗粒数较高,免耕秸秆覆盖还田水稻产量较常规耕作显著降低。少耕秸秆还田增加了小麦和水稻产量,免耕秸秆还田提升了小麦产量,降低了水稻产量。