深松和秸秆还田作为农田管理过程中两项主要技术措施,是增加土壤耕层厚度、提高有机质含量以及土壤肥力水平的重要途径。然而深松与秸秆还田结合后如何发挥其优势以及破解单一耕作方式对土壤碳循环和微生物群落结构的局限尚不清楚。因此,本研究以吉林省农业科学院公主岭长期定位试验站黑土为研究对象,采用田间原位培养方法,分析深松和秸秆深还后表层(0-20 cm)和亚表层(20-35 cm)土壤有机碳、活性有机碳组分(可溶性有机碳和微生物量碳)以及微生物磷脂脂肪酸(PLFA)含量的动态变化,探讨深松和秸秆深还田对土壤微生物群落特征的影响机制。结果如下:(1)秸秆深还田显著提高了不同层次土壤活性有机碳组分的含量。研究结果表明,在0-20 cm表层中,深松处理的土壤有机碳含量在0-360 d内无明显变化,而活性有机碳组分的含量和微生物熵在30 d和150 d显著提高(P<0.05);秸秆深还处理的土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量以及微生物熵在整个培养期较常规耕作处理平均提高2.96%、17.36%、18.16%和14.80%。在20-35 cm亚表层中,与常规耕作相比,深松处理的土壤有机碳和活性有机碳组分的含量以及微生物熵在30 d时显著增加,60 d时各指标明显降低(P<0.05);秸秆深还处理的土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量和微生物熵比常规耕作显著提高10.69%、24.86%、21.93%和10.14%。(2)秸秆深还田显著提高了0-150 d内不同层次土壤微生物PLFA含量。研究结果表明,在0-20 cm表层中,深松和秸秆深还处理的土壤总PLFA以及各菌群(细菌、真菌以及放线菌)PLFA含量在0-150 d内较常规耕作处理显著增加,且秸秆深还处理提升效果更好(P<0.05)。与常规耕作相比,深松和秸秆深还处理的群落多样性指数在60-150 d内明显提高(P<0.05)。主成分分析表明,培养时间的不同是引起0-20 cm表层土壤微生物群落结构差异的主要原因。在20-35 cm亚表层中,培养30 d时,深松和秸秆深还处理的土壤总PLFA(18.39%和103.71%)、细菌PLFA(19.17%和109.12%)、真菌PLFA(21.38%和143.37%)和放线菌PLFA含量(14.01%和66.39%)较常规耕作处理显著提高(P<0.05);培养60-150 d内,各处理的总PLFA以及各菌群PLFA含量大小排序为秸秆深还>常规耕作>深松处理;培养360 d时,其大小排序为常规耕作>秸秆深还>深松处理。与深松与秸秆深还相比,培养30 d时,深松处理的Shannon-Winner多样性指数(H)、均匀度指数(J)显著降低(P<0.05)。主成分分析表明,耕作方式的不同是引起20-35cm亚表层土壤微生物群落结构变化的主要原因。(3)秸秆深还田改变了土壤微生物的特征比值。在0-20 cm表层中,秸秆深还处理的真菌/细菌比值在0-360 d内较常规耕作和深松处理明显增加(P<0.05)。在0-60 d内,秸秆深还处理的环丙基脂肪酸/单烯前体和顺式异构/反式异构脂肪酸比值低于常规耕作处理;培养360 d时,秸秆深还处理的环丙基脂肪酸/单烯前体比值最小。在20-35 cm亚表层中,培养0-60 d内,秸秆深还处理的真菌/细菌比值较常规耕作和深松处理显著增加(P<0.05)。在150-360 d内,深松和秸秆深还处理的革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值比常规耕作处理高16.84%和13.34%。培养30 d时,与常规耕作相比,深松和秸秆深还处理的环丙基脂肪酸/单烯前体和顺式异构/反式异构脂肪酸比值显著降低(P<0.05)。(4)土壤微生物群落特征与土壤有机碳以及活性有机碳组分之间关系密切。土壤总PLFA以及各菌群(细菌、真菌、放线菌)PLFA量、真菌/细菌比值与土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量均呈极显著正相关(P<0.01)。