冬季种植模式在利用自然资源方面发挥着重要作用,其中种植绿肥有利于土壤质量的保持,而经济作物的种植则有利于增加农民收入,种植模式的优化充分体现光、温、水、热资源的有效利用,并且改善土壤生态及保障粮食生产。在农作物种植中,土壤肥力为作物生长提供充足的营养物质,而土壤肥力体现在其物理结构、化学养分、以及微生物代谢等生物过程中。鉴此,本研究通过大田实验,针对长江中游地区传统种植模式的局限性,设置双季稻田不同冬种模式,研究冬闲—双季稻、紫云英—双季稻、油菜—双季稻、大蒜—双季稻,及轮作(马铃薯、紫云英、油菜)—双季稻5种冬季不同种植模式对稻田土壤团聚体、有机碳库和有机碳矿化特征及稻田土壤微生物群落的影响,综合分析不同种植模式下土壤物理、化学和微生物群落的关系,旨在揭示长期不同种植模式对土壤有机碳库特征及微生物群落的影响,提高稻田土壤碳固持能力和保障粮食安全,为制定合理的种植模式以保持土壤的可持续生产力提供科学依据。主要结论如下:(1)在水稻产量方面,由年平均产量可以看到产量增幅范围在0.88%～3.18%之间,冬种大蒜和冬季轮作的种植模式表现较好(P<0.05)。(2)在土壤物理性状方面,通过综合0～30cm土层分析发现,土壤中>2mm粒级的团聚体含量最高,其次是<0.053mm粒级的土壤团聚体,1～2、0.5～1、0.25～0.05、0.053～0.25mm粒级的土壤团聚体含量相近;各冬种模式均提高了稻田水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD),其中冬种油菜、冬季轮作以及冬种紫云英处理的MWD较冬闲处理分别显著提高21.50%、21.16%、16.32%(P<0.05),冬种油菜和冬季轮作处理的GMD较冬闲处理分别显著提高83.31%、62.50%(P<0.05);冬季不同种植模式显著降低了土壤水稳性团聚体的分形维数(P<0.05),有利于维持土壤结构稳定性;冬季不同种植模式对土壤容重改变差异不显著(P>0.05),多年冬种模式在一定程度上降低了土壤容重,且在土层深度增加的情况下,土壤容重呈现增大的趋势。(3)在土壤肥力方面,冬季不同种植模式对0～30cm土层土壤全氮的提高具有积极作用,各模式下土壤微生物生物量碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳含量有了一定的提高;其次,冬季种植模式有利于提高稻田土壤有机碳含量,其中冬种大蒜和冬季轮作模式对其积累效果最显著;长期冬季轮作的种植模式可显著提高土壤有机碳的累计矿化量和矿化速率;各冬季种植模式轻微(P>0.05)降低了土壤有机碳累计矿化率,有助于土壤固碳能力的增强。(4)在土壤微生物方面,与冬闲对照相比,各冬季种植模式有利于稻田土壤根际物种多样性的增加,其中冬种大蒜与冬闲处理相比差异显著(P<0.05);在土壤群落多样性指数(Diversity index)方面,冬季种植模式显著增加土壤shannon和simpson指数(P<0.05),但在群落丰富度指数中,各处理下的chao 1和ACE指标无显著差异(P>0.05)。