土壤微生物系统庞大而复杂,这些微生物在土壤有机质分解,重要元素的循环转化以及土传病害的发生中起关键作用。保护性耕作通过减少土壤扰动和秸秆还田改变土壤微生物栖息环境,进而影响微生物群落。目前,关于保护性耕作对土壤微生物群落组成特别是功能组成影响的系统研究还比较少。因此,本文以中国东北地区保护性耕作定位试验为平台,采用磷脂脂肪酸法和扩增子测序技术在明确保护性耕作下土壤真菌生物量、多样性以及群落组成的时空变化的基础上,利用宏基因组测序技术进一步研究了土壤微生物功能方面的变化。主要研究结论如下:（1）种植模式和耕作对土壤真菌生物量、多样性和群落组成的影响高于季节。（2）与玉米连作系统相比,玉米-大豆轮作系统生长季（4,6,8月份）的平均土壤真菌生物量降低了60.1%（0-5 cm土层）,63.8%（5-15 cm土层）,而平均土壤真菌多样性指数和均匀度指数分别增加22.0%（0-5 cm土层）,19.8%（0-5 cm土层）及40.0%（5-15 cm土层）,65.0%（5-15 cm土层）。相比于常规耕作,免耕处理对5-15 cm土层土壤真菌生物量、多样性无显著影响,但免耕处理下0-5 cm土层生长季的平均土壤真菌生物量显著增加43.3%、丰富度指数显著增加9.8%,且土壤真菌群落更稳定。（3）种植模式和耕作对土壤真菌群落组成具有显著的影响,整个生长季,0-5 cm土层轮作系统子囊菌富集而玉米连作系统担子菌富集;5-15 cm土层,常规耕作中腐生菌富集,免耕中共生菌富集。不论种植模式、季节以及土层如何,免耕均有利于共生菌（主要是Leptodontidium sp.）富集的真菌群落的形成。（4）土壤微生物（包括真菌,细菌及古菌等）群落组成在不同耕作方式下（包括免耕,常规耕作及秋翻秸秆还田）具有显著差异。免耕与常规耕作之间的差异物种最多。相对于其他处理,免耕中一些与可溶性有机碳显著正相关的属,如慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）、堆囊菌属（Sorangium）及Reyranella具有更高的相对丰度,常规耕作中一些能适应碳限制条件的微生物如芽球菌（Blastococcus）、游动放线菌（Actinoplanes）以及偏寡营养的未定义绿弯菌属（unclassified＿p＿Chloroflexi）的相对丰度更高。（5）土壤微生物功能组成在不同耕作方式下（包括免耕,常规耕作及秋翻秸秆还田）具有显著差异。相对于其他处理,常规耕作中与氨基酸代谢,脂肪酸降解,碳代谢等功能相关的基因相对丰度较高,免耕创造的稳定且营养丰富的环境更有利于一些与ABC转运蛋白和群体感应等功能有关的基因,这些基因涉及离子、糖类、氨基酸和多肽等有效底物运输和根癌农杆菌群体感应。免耕与秋翻秸秆还田之间有差异的功能类别明显少于其他处理之间。（6）基于CAZy数据库注释结果,发现不同耕作处理下一些CAZy基因如糖苷水解酶（GH102、GH5＿38和GH13＿17）,糖基转移酶（GT39）和多糖裂解酶（PL17和PL5＿1）在基因丰度上存在显著差异,免耕和秋翻土壤这些差异基因的丰度高于常规处理。基于KEGG数据库注释结果,发现不同耕作方式土壤碳循环功能基因组成具有显著差异（Adonis,R2=0.45;p=0.006）,具体反映在各组间共有76个碳循环功能基因的丰度（>0.1%）存在显著差异,其中秋翻和常规耕作土壤碳固定,甲烷代谢以及碳水化合物代谢功能基因类似,聚类在一起,而免耕单独聚为一类。免耕中多数上调基因丰度与土壤可溶性有机碳,土壤容重或土壤含水量显著正相关。贡献分析表明奇古菌门（Thaumarchaeota）对土壤碳循环功能基因组成的贡献最大,酸杆菌门（Acidobacteria）,泉古菌门（Crenarchaeota）,浮霉菌门（Planctomycetes）以及硝化螺旋菌门（Nitrospirae）同样具有重要贡献。此外,基于6年的平均值,生长季前期免耕土壤的平均CO2释放速率显著低于秋翻和常规耕作,免耕土壤CO2释放速率分别比秋翻低28%（5月份）、11%（6月份）和23%（7月份）;比常规耕作分别低31%（5月份）、19%（6月份）和7%（7月份）。（7）不同耕作方式下土壤可溶性有机碳和土壤含水量是显著影响土壤微生物群落组成的土壤因子;土壤容重和可溶性有机碳是显著影响土壤微生物群落总体功能组成以及碳循环有关功能基因组成的土壤因子。