在稻-油轮作种植系统中,水作和旱作的交替进行引起土壤物理、化学和生物学性质在不同作物季节间的转变。团聚体是土壤结构的基本组成单元,其稳定性是维持土壤结构及其功能的重要属性。土壤团聚体稳定性的内因（土壤本身）包括成土环境和土壤基本理化性质等,特别是胶结物质的胶结作用;外因主要是人为活动的干扰,如耕作方式、秸秆还田和施肥等。秸秆还田作为改良土壤结构和肥力的农业措施,在我国得到了大面积推广应用。目前,关于秸秆还田下稻-油轮作土壤中团聚体的胶结物特点与稳定性的研究相对较少。本文以湖北省武穴市第四纪粘土沉积物和荆州市近代河流冲积物发育的水稻土为研究对象,分析武穴试验点（9年）的传统耕作（T1）、传统耕作+秸秆还田（T2）、免耕（T3）和免耕+秸秆还田（T4）,及荆州试验点（5年）的施氮磷肥（F1）、氮磷钾肥（F2）、氮磷肥+秸秆还田（F3）和氮磷钾肥+秸秆还田（F4）处理后土壤团聚体中有机碳和氧化铁含量的变化,利用扫描电镜（SEM）,傅里叶红外光谱（FTIR）,固体¹³C核磁共振（NMR）,X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射（XRD）等技术对团聚体中有机无机胶结物的组成特征进行研究,分析有机碳和氧化铁在土壤团聚体稳定中的作用;使用选择性溶提等手段,结合粒级分析及有机碳和氧化铁含量测定,明确有机碳与氧化铁在团聚体形成中的作用,探讨稻-油轮作制度下土壤团聚体稳定性的主要原因及其机制,为农田土壤合理的耕作培肥提供科学依据。主要结果如下:（1）两个土壤表层（0–20 cm）中水稳性团聚体以>5 mm粒级为主（在第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土中分别占全土的31.3%–53.5%和35.6%–66.8%）,其次是2–0.25 mm粒级团聚体,微团聚体（0.25–0.053 mm）和粉+粘粒（<0.053 mm）含量较低;在亚表层（20–40 cm）中水稳性团聚体以2–0.25 mm粒级为主,大约占总质量的35%以上。与传统耕作相比,传统耕作配合秸秆还田增加了第四纪沉积物水稻土表层>5 mm粒级团聚体的百分含量;免耕处理显著增加>2 mm粒级团聚体和降低微团聚体和粉+粘粒的含量;免耕配合秸秆还田处理对团聚体分布的影响最明显。与单施化学肥料相比,长期化肥配施秸秆还田增加了河流冲积物发育的水稻土表层>5和5–2 mm粒级团聚体的百分含量增加,降低了微团聚体和粉+粘粒的含量。秸秆还田对亚表层土壤团聚体含量分布的影响更加明显,主要表现在降低了粉+粘粒的含量。季节变化显著影响了0–40 cm土层内水稳性团聚体的分布,主要表现在水稳性大团聚体（>0.25 mm）和粉+粘粒的含量。（2）第四纪沉积物发育的水稻土表层团聚体的平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）分别为3.06–4.77 mm和1.01–1.57 mm,河流冲积物发育的水稻土中分别为3.29–5.81 mm和0.97–1.93 mm。表层土壤团聚体MWD和GMD高于亚表层的。秸秆还田和免耕增加表层团聚体的MWD和GMD,表明秸秆还田和免耕措施增加了团聚体的稳定性,改善土壤结构。在亚表层中,秸秆对团聚体稳定性的作用优于耕作处理。在第四纪沉积物发育的土壤表层中,水稻收获后团聚体的MWD和GMD高于油菜收获后的,而在河流冲积物发育的土壤中正好相反。（3）河流冲积物发育的水稻土团聚体表面较光滑,而第四纪沉积物发育的水稻土团聚体表面较粗糙。秸秆还田后大团聚体表面附着更多小粒级颗粒,大多呈圆润多孔状,可见未分解完全的植物残渣。土壤微团聚体中清晰可见絮片状粘粒物质和腐殖质连接形成的孔道。秸秆还田后微团聚体表面颗粒细小,排列规整且紧密,表面更光滑和孔隙更发达。（4）长期秸秆还田和免耕措施提高了表层土壤有机碳（SOC）含量,秸秆还田也增加了亚表层SOC的含量。水稻收获后表层SOC含量（在第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土中的SOC平均值分别为23.2和19.9 g/kg）高于油菜收获后的（在第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土中的SOC平均值分别为20.7和17.6 g/kg）。在第四纪沉积物发育的水稻土中,SOC含量随着团聚体粒级减小呈现出“V”形的分布趋势,均表现为>5 mm粒级团聚体内SOC含量浓度最高（17.9–28.8 g/kg）,而微团聚体中SOC含量最低（7.52–15.6 g/kg）。在河流冲积物发育的水稻土上,SOC含量随着团聚体粒径减小呈现先增加后降低的趋势,表现为5–2和2–0.25 mm粒级中最高（分别为11.7 g–24.2 g/kg和11.1–26.6g/kg）,粉+粘粒中含量最低。秸秆还田后不同程度增加两个土壤各粒级团聚体中SOC的含量,尤其是大团聚体的。（5）O-烷基C是主要的土壤有机质组分,在第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土中分别占团聚体有机碳的38%–46%和41%–48%。烷基-C的相对含量在团聚体中表现为（0.053–0.25 mm）>（<0.053 mm）>（>0.25 mm）,而O-烷基C的相对含量则相反。秸秆还田分别增加了第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土团聚体中烷基-C和O-烷基C的相对含量。另外,秸秆还田处理增加了第四纪沉积物发育的水稻土粉+粘粒组分中,和河流冲积物发育的水稻土团聚体（>0.25和0.053–0.25 mm）中芳香C的含量。秸秆还田促进了粘粒在大团聚体中的富集,增加了粘粒组分中有机碳的含量,增幅为27.0%–95.0%。大团聚体（5–2 mm）中粘粒表面的脂肪碳（C-H）和醚/醇碳（C-O）高于微团聚体（0.25–0.053 mm）的,芳香碳（C=C）表现出相反的趋势。与未秸秆还田处理相比,秸秆还田处理增加了团聚体中粘粒表面的C=C和羧基碳（O-C=O）,降低了C-H和C-O的相对含量。（6）在第四纪沉积物发育的水稻土中,随着团聚体粒级的减小,游离态（Fed）和非晶形（Feo）氧化铁含量有逐渐增加的趋势,但0.25–0.053 mm粒级团聚体低于2–0.25 mm的,络合态氧化铁（Fep）含量呈先降低后增加的趋势,微团聚体中的含量最低。在河流冲积物发育的水稻土中Fed和Feo含量分别在5–2和2–0.25 mm粒级团聚体中最高,而Fep的含量在>2 mm粒级团聚体中最高。在两个土壤中,表层土壤团聚体的Fed低于亚表层的,但Feo和Fep的含量有相反的趋势。田间处理对表层土壤团聚体中氧化铁含量的影响更显著。秸秆还田降低了Fed含量,但增加了Feo和Fep含量。水稻收获后土壤Fed含量（在第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土中的Fed平均值分别为16.2和26.3 g/kg）显著高于油菜收获后的（在第四纪沉积物和河流冲积物发育的水稻土中的Fed平均值分别为14.4和24.5 g/kg）。（7）SOC是团聚体最重要的胶结物,其次是Fep和Feo,而Fed的胶结作用最弱。SOC,Feo和Fep对团聚体的稳定性有直接的作用,SOC和Feo可以通过对Fep的影响间接改善团聚体的稳定性。在两个土壤中,团聚体中Feo与O-烷基C的含量呈正相关关系,表明Feo和不稳定的有机碳化合物（O-烷基C）相结合形成有机-无机复合体。Feo在第四纪沉积物发育的水稻土中对羧基C和芳香C的结合能力要比河流冲积物发育的强。（8）当SOC含量较低时,铁氧化物可以提高土壤团聚体的稳定性。在高有机碳-低氧化铁含量的土壤中,Fed对团聚体的稳定性的影响大于Feo,但在低有机碳-高氧化铁含量的土壤中,Fed和Feo的影响相同。SOC是>2和2–0.25 mm粒级团聚体主要胶结物。SOC不仅影响大团聚体（>0.25 mm）的形成,而且还影响高有机碳-低氧化铁土壤中微团聚体（0.25–0.053 mm）的形成。Fed是土壤微团聚体的重要的胶结物。高有机碳-低氧化铁土壤具有更多的有机-矿物复合物促进团聚体的形成。（9）秸秆还田降低了第四纪沉积物发育的水稻土团聚体粘粒中晶形铁氧化物和矿物的含量,增加了非晶形铁矿物和氧化物含量。相比与大团聚体,微团聚体粘粒中含有更多的Fe（III）和水铁矿。土壤团聚体中均含有1.4 nm矿物（HIV）、伊利石、高岭石、绿泥石、针铁矿和赤铁矿。各粒级团聚体中含量最高的矿物为高岭石。秸秆还田降低了团聚体中HIV的含量,增加了蛭石的含量。随着团聚体粒级的减小,HIV含量呈现先减小后增加的趋势,在微团聚体中含量最低。微团聚中伊利石的含量高于其他粒级。粉+粘粒组分中蛭石的含量最低。（10）秸秆还田措施提高了土壤团聚体中有机碳、Feo和Fep的含量,增加团聚体的水稳性。SOC是供试水稻土团聚体最重要的胶结物,尤其是大团聚体,其次是Fep和Feo,而Fed的胶结作用最弱。秸秆还田也可通过改变团聚体和粘粒中有机碳的化学组成和矿物含量,促进有机-矿物复合体的形成和团聚体稳定性。