水旱轮作是长江中游稻田主要种植模式,对该区域农田生态系统碳、氮循环有重要影响。水旱轮作下,前茬作物类型不同,作物根系分泌物及输入的秸秆的数量、化学组成性质不同,势必引起土壤碳、氮组分发生改变,继而会影响土壤肥力及后茬水稻对土壤养分的吸收利用,而不同水旱轮作模式碳、氮循环的差异及对水稻生产的影响尚需深入探讨。因此,本试验以江汉平原小麦-水稻轮作模式（WR）和油菜-水稻轮作模式（RR）为研究对象,通过2年大田试验研究了两种轮作模式下秸秆还田对作物产量、土壤活性碳氮组分及土壤不同颗粒有机质含量的影响;此外,通过盆栽试验,研究了小麦与油菜根系分泌碳的差异;通过秸秆降解试验分析了不同作物秸秆降解与养分释放规律。研究结果如下:（1）秸秆不还田下两种轮作模式水稻产量差异不显著,但2020年RR模式水稻生物量较WR模式显著高12.17%。秸秆还田显著提高了WR模式水稻产量,但降低了小麦产量;秸秆还田对RR模式作物产量影响不显著。（2）油菜、小麦的秸秆与根系在水稻生长季的降解率差异明显,至水稻成熟期,小麦秸秆与根系的降解率较油菜分别显著高12.22%、12.02%;小麦秸秆碳、磷释放率较油菜分别显著高18.86%、31.90%;小麦与油菜秸秆氮、钾释放率差异不显著。在旱作物生长季,两种轮作模式下水稻秸秆与根系降解率及养分释放率差异不显著。WR模式周年秸秆碳、氮释放量分别较RR模式显著高10.16%、9.96%,周年秸秆磷、钾释放量差异不显著。（3）RR模式秸秆不还田处理（RR0）土壤易氧化有机碳含量（EOC）较WR模式秸秆不还田处理（WR0）显著高21.40%,其它指标差异不显著。与秸秆不还田相比,秸秆还田均显著提高了RR模式与WR模式土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、EOC及其占土壤总有机碳（TOC）的比例。RR模式秸秆还田处理（RRS）土壤EOC、EOC/TOC、土壤碳库管理指数（CPMI）较WR模式秸秆还田处理（WRS）分别显著高16.26%、11.00%、18.43%,但DOC、DOC/TOC显著低24.61%、26.42%。（4）RR0处理土壤可溶性有机氮（DON）较WR0平均低17.93%。与秸秆不还田相比,秸秆还田均显著提高了RR模式与WR模式土壤DON、微生物量氮（MBN）、硝态氮（NO3-）、氨态氮（NH4+）含量。RRS处理土壤MBN较WRS处理平均高17.55%,但DON平均低16.48%。（5）RR0处理土壤物理-化学保护态有机质（i POM）组分所占比重及碳储量较WR0分别显著高6.87%、9.84%。RR0处理土壤轻组颗粒有机质（f POM）组分所占比重、碳含量、碳储量及其氮含量较WR0处理分别显著高16.67%、9.64%、41.66%、18.57%。秸秆还田明显提高了RRS处理土壤i POM组分碳、氮含量及储量,分别显著提高21.23%、21.24%、23.64%、19.73%;WRS处理土壤i POM组分碳含量及储量也分别显著提高了9.66%、16.48%,且显著低于RRS处理。（6）盆栽试验结果表明,单株油菜根系碳分泌强度(EIplant)在生育期内的变化趋势与小麦相似,但油菜的EIplant明显高于小麦;在整个生长期中,油菜的根系碳累积分泌量为14.09 g/plant,几乎是小麦植株的2倍。油菜的单位根生物量碳分泌强度(EIroot)高于小麦,但在作物生育后期,油菜的EIroot低于小麦。两种作物的EIroot与作物比根长（SRL）、比根表面积（SRSA）、比根体积（SRV）、根C/N、根氮含量和根可溶性糖含量具有显著的指数关系。两种作物的EIplant与RL（根长）,RSA（根表面积）,RV（根体积）和根生物量呈现明显的二次函数关系,该定量回归模型可为估算油菜和小麦田间根分泌碳提供参考依据。综上,小麦与油菜根系碳分泌与秸秆降解差异较大,导致其土壤各碳氮组分差异明显,尤其是秸秆还田下,RR模式土壤易氧化有机碳、微生物量氮、土壤物理-化学保护态有机质均显著高于WR模式,可见,在稻-油轮作下土壤具有较高的碳、氮固持潜力。