为阐明土壤有机碳组分及微生物功能多样性对不同耕作方式与秸秆覆盖量的响应，2019—2021年通过田间小麦与玉米轮作定位试验，研究免耕秸秆不覆盖（T1）、免耕秸秆半量覆盖（T2）、免耕秸秆全量覆盖（T3）、旋耕秸秆不覆盖（T4）、旋耕秸秆半量覆盖（T5）、旋耕秸秆全量覆盖（T6）处理条件下土壤有机碳、轻组有机碳、重组有机碳和土壤微生物碳源利用及功能多样性的变化规律。结果表明，各处理土壤有机碳、轻组有机碳、重组有机碳含量变化一致，其中耕作方式相同时，表现为秸秆全量覆盖处理＞秸秆半量覆盖处理＞秸秆不覆盖处理；秸秆覆盖量相同时，表现为免耕处理＞旋耕处理，整体表现为T3＞T6＞T2＞T5＞T1＞T4处理，免耕秸秆覆盖全量覆盖处理的土壤有机碳、轻组有机碳、重组有机碳含量均为最高值；平均颜色变化率表现为T3＞T6＞T2＞T5＞T1＞T4处理；T3处理土壤微生物对碳水化合物、羧酸化合物、氨基酸、多聚化合物的利用能力较其他处理分别提高6.33%～47.37%、5.19%～39.66%、9.76%～28.57%、3.23%～50.00%,其中除对氨基酸的利用能力与T1处理无显著差异外，其余指标均与T1处理差异显著，不同措施处理土壤微生物对多聚化合物、胺类化合物的利用能力最强，其次是碳水化合物、羧酸化合物，对氨基酸、芳香化合物的利用能力最弱；T3处理的香农指数、多样性指数较其他处理分别提高5.52%～24.03%、2.36%～13.06%,香农指数显著高于T1、T2、T4、T5处理，多样性指数显著高于T1、T4、T5处理；冗余分析（RDA）和相关性分析结果表明，土壤微生物代谢活动与土壤有机碳组分之间具有紧密相关的联系。因此，免耕与秸秆全量覆盖配套实施能够有效改善土壤微生物功能代谢能力，有利于土壤有机碳组分含量的累积。