为了研究不同连作年限棉田土壤质量的演变趋势以及目前生产中采取的耕作措施对长期连作障碍棉田的调节效应，本实验采用空间替代法，从土壤微生物角度出发，研究土壤微生物群落结构和功能变化，阐明长期连作棉田土壤微生物过程的变化规律。通过分析不同连作年限（连作1年、5年、15年、20年、30年）和不同耕作措施（长期连作棉田出现障碍后进行稻棉轮作和深翻）条件下土壤真菌群落多样性、微生物区系、酶活性和基础呼吸等微生物特征变化及土壤理化特征变化，其结果显示：　　 1．土壤理化性质的变化。在0～40cm 土层，短期连作（1～15年）土壤容重和孔隙度没有变化，而长期连作土壤容重增加，孔隙度降低；随连作年限的增加，土壤pH 呈先降低后增加再降低的趋势，土壤有机质呈逐渐增加的趋势。长期连作经水旱轮作后，20～40cm 土层土壤容重增加，孔隙度降低，0～40cm 土层土壤pH 升高，土壤有机质含量降低；长期连作经深度翻耕后，不同土层土壤容重和孔隙度没有变化，土壤pH 升高；土壤有机质含量降低。　　 2．土壤微生物区系的变化。在0～40cm 土层，随连作年限的增加，土壤可培养细菌呈先增加后减少的趋势，0～20cm 土层真菌数量呈先增加达到一定数量后逐渐稳定，20～40cm 土层土壤真菌呈先增加后降低的趋势；不同土层放线菌呈波动状态；与连作30年障碍棉田相比，长期连作棉田经水旱轮作和深度翻耕均可增加不同土层土壤可培养细菌、放线菌数量，降低0～20cm 土层可培养真菌数量。土壤细菌、放线菌、真菌与土壤有机质之间呈显著或极显著正相关，土壤pH 与土壤细菌之间呈极显著正相关。　　 3．土壤酶活性变化。随着连作年限的增加，不同土层土壤脲酶、磷酸酶呈先增加后降低的趋势，土壤蔗糖酶、过氧化氢酶表现为先增加后降低然后再增加的趋势；长期连作采取土壤深度翻耕可增加0～40cm 土层土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性；长期连作采取水旱轮作可增加0～20cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性，降低20～40cm 土层脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性。土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶与土壤容重呈显著或极显著正相关；土壤磷酸酶与放线菌呈极显著正相关。土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶与土壤有机质、细菌、放线菌、真菌呈正相关。　　 4．土壤基础呼吸的变化。随连作年限的增加，不同土层土壤基础呼吸呈先增加后减少的趋势；与连作30年障碍棉田相比，长期连作后经水旱轮作和深度翻耕均可增加土壤基础呼吸速率。土壤基础呼吸与土壤pH、细菌、放线菌呈正相关，与土壤容重、真菌、有机质呈负相关。　　 5．土壤真菌群落多样性的变化。随着连作年限的延长，土壤真菌多样性由开始基本不变转向急剧减少，土壤真菌群落结构由稳定转向不稳定。在连作的20年内，土壤真菌丰富度和群落多样性基本不变，群落结构比较稳定，而在连作30年表层土壤真菌多样性降低，群落结构出现波动；连作5年与种植1年棉田真菌群落结构相似，而连作20年以上棉田土壤真菌群落结构发生了改变。长期连作采取轮作和深翻耕作措施后，深层20～40cm 土壤真菌的多样性增加。通过棉花和水稻轮作，可以增加土壤真菌丰富度和群落多样性，与连作30年障碍棉田相比土壤真菌群落结构发生了改变；深翻棉田与连作30年障碍棉田相比，降低表层0～20cm 土壤真菌的多样性，土壤真菌丰富度和群落多样性在20～40cm 土层有明显的升高，而真菌群落结构与连作30年障碍棉田表层相似，深层发生一定改变。土壤Shannon 指数与细菌、放线菌、真菌呈正相关，与土壤容重、土壤有机质呈负相关。土壤Simpson 指数与土壤容重、基础呼吸、真菌、放线菌、土壤pH、呈负相关，与细菌之间呈显著负相关。　　 随连作年限的延长，配合秸秆还田，土壤有机质增加，为微生物提供了丰富的碳源和氮源，土壤有机碳增加，维持了棉田土壤微生物群落结构的基本稳定，但连作20年以上棉田土壤真菌群落结构发生了改变，棉田土壤微生物存在剧烈波动的现象。长期连作出现障碍的棉田经过水旱轮作后土壤真菌群落多样性、可培养微生物数量增加，棉田土壤微生物多样性增加，有利于缓解连作障碍，维持棉田土壤质量；长期连作出现障碍棉田经深翻后降低了表层土壤真菌多样性，相应的也减轻了由真菌引起的连作病害，但同时也会影响土壤真菌群落的稳定性。因此，在南疆主要植棉区，对长期连作达20年以上的棉田，当农田生产力水平下降时，应采取稻棉轮作措施以恢复棉田生产力水平。