随着全球人口对粮食需求的快速增长，创造稳定优良的土壤肥力条件以确保作物高产稳产变得尤为迫切，然而化肥的高投入严重威胁着生态环境安全及土壤质量，深入认识土壤肥力演变过程并制定合理施肥制度是解决问题的关键。土壤团粒结构、养分累积、酶活性变化以及微生物群落结构是指示土壤肥力演变的重要指标，长期施肥过程中土壤酶活性及微生物群落结构的时空演化特征仍需深入探索并进一步明确。本论文依托江西鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站已栽培水稻24年（1990-2014年）的长期定位小区试验以及站区附近不同栽培年限的水田，通过采样分析和布置室内培育试验观测，研究长期不同施肥处理的土壤酶活性在团聚体及根际微域内的分布特征及其动态变化过程，探明土壤微生物群落结构的时间演变规律及其驱动因素，揭示不同施肥处理的土壤酶活性及微生物群落结构对干湿交替的响应特征及形成机制。结果将有助于深入认识红壤水稻土的肥力演变过程机制，并为区域农田生态系统的科学管理提供理论依据。　　长期小区试验共设9个施肥处理:对照（不施肥，CK）、有机肥(M)、化学氮肥(N)、氮肥+有机肥(NM)、化学氮磷肥(NP)、化学氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+有机肥(NPKM)、氮钾肥(NK)和氮磷钾肥+1/2秸秆还田(NPKS)。于2014年晚稻收获后采集表层0-20cm土壤样品，采用湿筛法获得5个粒级的水稳性团聚体:＞2mm、1-2mm、0.25-1mm、0.053-0.25mm和＜0.053mm，并采用抖根法收集根际土壤，分析酶活性在团聚体及根际微域空间内的分布规律及其影响因素。同时，选择了不同试验年限不同施肥处理的历史样本，包括1990年的初始土样以及1998年、2004年、2014年的CK、NPK、NPKM处理，分析细菌16S rRNA基因序列，揭示细菌群落结构的演变规律。在此基础上，选择利用了5年、15年、30年和100年的水稻田，同时选择邻近的荒地做为0年稻田利用，采样测定土壤酶活性及微生物群落组成，揭示酶活性及微生物群落结构的时间演变规律。为了揭示长期施肥处理下酶活性及微生物群落结构的稳定性，选择长期施肥小区内四种施肥处理:CK、M、NPK、NPKM，设置三种水分处理:1)淹水培养;2）淹水落干交替;3）好气培养，25℃暗光培养70天，分析酶活性及微生物群落结构对土壤水分变动的响应。　　结果表明，长期施用有机肥(M)、磷肥(NP、NPK)及有机无机肥配施(NM、NPKM)均可显著提高土壤有机碳(SOC)、氮、磷养分含量以及转化酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性。与对照相比，单施有机肥、施用磷肥和有机无机肥配施处理下大团聚体（＞0.25mm）的增加量分别为26.7％、27.6％和32.6％，团聚体的平均当量直径显著增加了49.2％、46.8％和60.3％。不同施肥处理间的SOC及全氮含量在各粒级团聚体中的分布并不一致。大团聚体(＞0.25mm)对全土SOC及全氮的贡献率较大，分别为64％-81％和54％-82％，SOC、氮主要赋存在大团聚体内。参与土壤中碳氮磷循环的三种酶活性在不同团聚体内的分布不同，转化酶最大酶活性分布在全土中的NPK处理;脲酶最大酶活性分布在＜0.053mm粒级内的NM处理;酸性磷酸酶最大酶活性分布在＞2mm粒级内的NPKM处理。集成推进树(ABT)分析表明，SOC是影响团聚体内酶活性分布差异的主导因素。然而土壤理化条件的改变对转化酶的米氏常数影响不显著，影响转化酶活性的主要因素是土壤酶浓度，土壤酶活性与微生物生物量碳显著正相关，但土壤微生物对转化酶和脲酶影响程度并不一致。　　不同施肥处理也导致了根际与非根际土壤理化和微生物学性质变化的差异。根际SOC、土壤酶活性、总磷脂脂肪酸(PLFA)含量分别比非根际土壤高了15.3％、85.8％、51.3％。与对照相比，施磷肥处理显著提升了根际SOC、酶活性及总量PLFA，提升幅度分别是41.2％、1.2倍、40％，非根际相应指标的提升幅度是34.6％、1.7倍、68％。根际与非根际土壤微生物群落结构具有显著的差异性，施磷肥处理的微生物群落结构与不施肥处理、单施氮肥或与钾肥配施处理有显著差异性。冗余分析表明，SOC和全氮是根际与非根际土壤微生物群落结构差异的主要影响因素。　　不同施肥处理下土壤养分、酶活性及微生物群落结构随试验年限延长的变化规律有显著差异。与1990年初始土样相比，三个采样年份（1998年、2004年、2014年）NPKM处理的SOC平均增加了1.9倍显著高于不施肥处理的1.2倍增幅。在1998、2004、2014年份土样中，相比不施肥对照，NPKM处理转化酶活性、脲酶活性的增幅分别是61％-107.2％、25.9％-65.1％，随着施肥年限增加酶活性的增幅逐渐增大。细菌群落多样性指数(Shannon)从1990年的5.5显著增加到2014年的6.5。1990、1998、2004年份样品中主要的细菌门类是厚壁菌门（Firmicutes）占比在32.1％以上，2014年份土样中主要是绿弯菌门（Chloroflexi）占比32.8％，不同采样年份中的细菌群落结构具有显著的差异性，可分成三大时间聚类:1990年，1998年和2004年，2014年。冗余分析表明，SOC和C/N是细菌群落结构时间演变的主导因素。　　不同利用年限的水稻土肥力变化反映了肥力熟化的综合过程。结果表明，随着植稻年限的增加，土壤养分含量、酶活性显著增加。PLFA的数据表明，种植水稻30年的土壤中真菌含量达到最大，随后真菌含量显著降低，细菌主导微生物群落演替。分析细菌16S rRNA基因数据表明，随着土壤养分的增加，细菌群落结构由贫营养型向富营养型转变，依照细菌群落结构的β多样性，可将实验样品分为三组:荒地，5年和15年水田，以及30年和100年老水田。在不同阶段出现了不同的指示物种，30年和100年水田出现了具有多条代谢途径的指示物种Ignavibacterium。随种植年限增加土壤养分累积及生物学特性逐渐趋于稳定。　　不同施肥处理导致的土壤肥力差异，还影响了土壤生态系统对外界干扰的响应。结果表明，与好气条件相比，淹水/落干交替处理显著降低土壤酶活性，在不施肥处理中的降幅（27.7％-61.5％）显著高于施肥处理(1.7％-54.4％)。淹水/落干处理下各类PLFA含量显著高于好气条件，在不施肥处理中的增幅（31.8％-58.8％）显著高于施肥处理（1.1％-34.4％）。施NPK肥、有机肥或两者配施可显著提高土壤酶活性及微生物群落的稳定性，影响其稳定性的主控因素是SOC、全P及速效氮。　　综上所述，长期施用有机肥、磷肥以及有机无机肥配施对团聚体内酶活性影响最为显著，施用磷肥对根际土壤中酶活性及微生物群落结构的影响低于非根际土壤;随施肥年限增加，NPKM与CK之间养分含量及酶活性差异性逐渐增大，不同施肥年份之间细菌群落结构分异较大;随植稻年限增加，土壤酶活性、养分含量逐渐提升，微生物群落结构具有明显的时间演变特征，经30年以上利用后可形成具有相对稳定生化特性的土壤肥力特征;影响土壤微生物学特性的主导因素是SOC。