保障国家粮食安全的首要条件是保证农业可持续发展,探究北方寒地条件下不同类型土壤随水耕年限增加的物理性质及有机碳组分变化规律对保证农业可持续发展至关重要。黑龙江省是我国重要的粮食主产区之一,本文选择黑龙江省三江平原地区3种典型稻田（草甸土、草甸黑土、潜育白浆土）土壤为研究对象,以未进行水稻种植的旱耕同类型土壤为对照,测定不同水耕年限下土壤耕层、犁底层和心土层的硬度、容重、三相组成、总孔隙度、饱和导水率、颗粒组成、微团聚体、总有机碳、碳水化合物碳、腐殖质碳和可矿化碳含量。旨在了解水田不同类型土壤发育过程及不同种稻年限中物理性质及有机碳组分的演变规律,为保证土壤资源可持续利用提供理论依据和参考。将旱耕转水耕后的5～6年时间视作水耕初期阶段,主要研究结果和结论如下:（1）在旱耕转水耕初期阶段,各土壤所有土层硬度均减小,减小幅度为3.68%～16.97%,草甸土、潜育白浆土各土层容重普遍增大,增大幅度为1.87%～40.85%,草甸黑土各土层容重普遍减小,减小幅度为1.72%～11.84%。草甸土固相在心土层增加40.08%,液相减少25.00%～53.38%,气相在犁底层增加58.59%。草甸黑土固相在耕层增加3.76%,所有土层液相增加21.28%～34.76%,气相在犁底层增加4.32%。潜育白浆土各土层固相增加14.23%～32.81%,气相减少41.67%～89.35%,液相在耕层增加32.19%。草甸土、潜育白浆土总孔隙度减小2.34%～34.66%,草甸黑土总孔隙度增大1.63%～19.13%。三种土壤耕层和心土层饱和导水率减小2.41%～21.40%,犁底层饱和导水率增大8.20%～28.86%。草甸土和草甸黑土中小于2μm的颗粒组成在耕层减少,2～20μm的颗粒组成在心土层减少,20～200μm的颗粒组成在犁底层减少。潜育白浆土中0～20μm的颗粒组成在各土层均增加,20～200μm的颗粒组成在各土层均减少。三种土壤耕层中小于1μm、10～250μm的微团聚体组成减少,犁底层中0～10μm的微团聚体组成减少。草甸土心土层中小于1μm、10～50μm的微团聚体组成减少,草甸黑土心土层中1～10μm、250～2000μm的微团聚体组成减少,潜育白浆土心土层中0～10μm的微团聚体组成增加。（2）在旱耕转水耕初期阶段,草甸土心土层总有机碳含量减小9.20%,草甸黑土耕层、潜育白浆土所有土层总有机碳含量增大1.53%～56.11%。草甸土耕层、草甸黑土心土层、潜育白浆土所有土层碳水化合物碳含量减小9.18%～18.52%。草甸土、草甸黑土心土层腐殖质碳含量减小5.24%～14.00%,潜育白浆土所有土层腐殖质碳含量增大5.76%～18.77%。草甸土所有土层可矿化碳含量减小25.64%～26.83%,草甸黑土犁底层、潜育白浆土心土层可矿化碳含量增大18.91%～27.09%。（3）随水耕年限增长,草甸土耕层和犁底层、草甸黑土耕层、潜育白浆土整体容重增大,最多增大40.41%,其它土层最多减小12.94%。各土壤各土层的气相比例显著减少,最多减小90.98%,液相占有比例增大,最多增大32.60%。草甸土耕层和犁底层、草甸黑土耕层、潜育白浆土耕层和犁底层总孔隙度减小,最多减小34.29%,其它土层最多增大20.90%。草甸土犁底层和心土层、草甸黑土犁底层、潜育白浆土犁底层饱和导水率最多增大29.86%,其它土层最多减小15.48%。草甸土和草甸黑土中小于2μm的颗粒组成、草甸黑土20～200μm的颗粒组成在心土层增加,其它土层减少,2～20μm的颗粒组成变化规律相反,草甸土20～200μm的颗粒组成在犁底层减少,其它土层增加。潜育白浆土中20～200μm的颗粒组成在各土层均减少,其它颗粒组成均增加。各类型土壤耕层中10μm以下较小的微团聚体组成增加较多,其它较大的微团聚体显著减少,犁底层、心土层中10μm以上较大的微团聚体组成增加较多,其它较小的微团聚体显著减少。（4）随水耕年限增长,草甸土和潜育白浆土各土层、草甸黑土耕层总有机碳均增大,最多增大58.19%,草甸黑土其它土层总有机碳含量最多减小10.83%。草甸土心土层、草甸黑土和潜育白浆土犁底层碳水化合物碳含量均增大,最多增大16.67%,各土壤其它土层碳水化合物碳含量最多减小45.00%。各土壤心土层腐殖质碳含量均减小,最多减小26.34%,其它土层腐殖质碳含量最多增大57.76%。各土壤的所有土层可矿化碳含量均减小,最多减小64.62%。