土地沙化过程的阻控和沙化土地的改良与利用是世界性的难题。毛乌素沙地作为我国四大沙地之一,长期以来,深陷土地风蚀和沙漠化的困局之中,近年来,借助于砒砂岩与沙复配成土的工程化措施,构建了沙化土地良好的土体结构,解决了沙地变耕地的本质性问题,成功扭转了沙化土地的退化态势,实现了沙地的生态化建设。然而,随着种植年限的延长,毛乌素沙地砒砂岩与沙复配土的理化特性和微观结构发生了哪些变化、微生物的演替过程以及作物的适宜性如何,这些问题还有待持续跟踪研究。因此,本文以砒砂岩与沙不同体积比的复配土为研究对象,选取0:1、1:5、1:2和1:1四个处理（砒砂岩:沙）,采用田间试验结合实验室分析研究复配土在种植3和9年条件下的理化特性演替和作物适宜性变化特征,揭示砒砂岩与沙复配后的土体结构及其稳定性变化情况,探明复配土体的碳库组分变化规律及其稳定性,明晰复配土体细菌群落结构的变化及其与有机碳稳定性的关系,研究结果可为沙地质量的快速提升寻找科学路径,为其他退化土地、未利用土地及难利用土地整治、开发与利用提供科学指导。取得的主要结论如下:（1）与风沙土相比,添加砒砂岩后,风沙土的水稳性团聚体的含量明显增加,促使复配土形成具有垒结结构的特征。复配比例为1:1时,复配土中的有效大团聚结构较多,且种植年限对团聚结构的形成具有促进作用。团聚体在砒砂岩与沙按照1:2体积比进行混合复配时更容易形成。复配土的平均重量直径（MWD）在种植9年后的效果显著好于种植3年,增幅介于2.17%～120.70%之间;此外随着年限的延长,复配土的几何平均径（GMD）也变大,增幅介于9.22%～208.15%,团聚体破坏率（PAD）则降低,表明复配土的稳定性逐年增加且团聚作用增强。（2）与种植3年相比,种植9年复配土的总有机碳含量变化较为明显,增幅近69%。不同土层水溶性有机碳的平均含量差异不显著,但土壤颗粒有机碳平均含量随着土层的加深呈现先升高后减小的趋势。经过作物种植培育,各比例复配土中微生物量碳含量较全沙均有显著提升。有效磷含量在各比例中表现为1:2＞1:5＞1:1＞0:1,各复配比中土壤速效钾和硝态氮含量也随着种植时间呈显著增高趋势。此外,不同处理的铵态氮含量则表现出先增加后减小的规律。（3）随着复配年限的增加细菌基因拷贝数年均增幅为5.60%,1:5和1:2处理的基因拷贝数优势逐渐凸显,细菌物种的丰富度和多样性指数均明显增加。复配土中变形菌（Proteobacteria）、放线菌（Actinobacteria）和绿弯菌（Chloroflexi）为三大优势细菌。不同种植年限下对细菌的功能梯度表现出一定的差异性,种植9年后复配土核结构功能凸显。种植年限改变了有机碳矿化的程度,1:2处理土壤的有机碳矿化率在种植9年后最低,非优势菌在有机碳的存储中有积极的推动作用。（4）玉米的各光合指标在各处理间的变化规律基本一致,从生育期来看,均在吐丝期最高,拔节期次之,灌浆期最低。在砒砂岩与沙复配比例在1:2时,蒸腾速率、光合速率、气孔导度、叶绿素、LAI值相对指数都最高,且添加砒砂岩后,玉米没有出现空杆、分蘖、倒伏、倒折的现象。随着增加砒砂岩的添加量,玉米产量呈现先升高后降低的趋势,与玉米的株高和生物量趋势相同。综上所述,砒砂岩与沙复配土经过多年耕种后,种植年限对复配土壤的土体结构起到改善的作用,逐步向团聚化、胶结状发展,实现了质的提升过程。复配土体的养分含量也表现出稳步提升的过程,能够满足作物的生长需求,生物活性也大幅增加,作物的农艺性状良好,说明砒砂岩与沙复配加速了沙化土地的改良。根据砒砂岩改良风沙土的综合作用结果,可以在沙地的整治工程中进行大面积应用以保证耕地数量的补充,并为沙地地力的提升提供科学基础。同时,研究成果还可在类似的沙地整治区进行规模化应用,在绿化、道路等领域也可推广应用。