秸秆还田是土壤地力提升的重要措施。然而，光降解和微生物降解在秸秆降解中的贡献还不明确，相应的降解机制仍然不清楚。研究秸秆降解过程中秸秆化学组成的变化和微生物作用机制对于指导秸秆还田措施有重要的意义。　　本论文以小麦和玉米秸秆为研究对象，采用尼龙网袋腐解试验一年，应用固体13C核磁共振技术(NMR)测定秸秆降解过程中化学结构组成的变化，利用Biolog技术研究了秸秆降解过程中碳源代谢能力，利用磷脂脂肪酸技术(PLFA)分析了秸秆降解过程中微生物生物量大小及群落组成，采用454高通量测序技术研究了秸秆降解过程中微生物群落组成多样性特征。研究主要围绕以下几个方面展开:(1)光照强度和秸秆位置对小麦玉米秸秆降解率及其化学组成的影响;(2)不同温度和水分对秸秆腐解化学结构的影响;(3)不同水热条件下添加秸秆对土壤性质的影响;(4)不同水热条件下秸秆腐解微生物群落功能多样性特征;(5)不同水热条件下秸秆腐解微生物群落组成多样性及微生物群落影响因素。　　试验结果表明，光照影响着秸秆降解率和秸秆碳氮比，同时，光照对秸秆降解的影响还取决于秸秆是否接触土壤。与遮光对照相比，在增强紫外条件下不接触土壤的秸秆降解率增加了14-19％，常规太阳光不接触土壤的秸秆降解率增加了9-16％。然而，增强紫外对于在土壤表面的秸秆降解有抑制作用。光照对秸秆化学组成的影响主要表现在:光照增加了秸秆中烷基的百分比，这可能是由于烷基是光降解的产物之一，光照减低了氧烷基的百分比，因此导致了烷基/氧烷基比率的增加，但是光照对秸秆的芳香率影响不显著。秸秆类型对秸秆降解过程中残余量作用最大，其次是腐解时间和温度，水分对秸秆腐解影响不大。小麦和玉米秸秆在降解过程中其化学组成的变化较为相似，主要基团变化规律为:氧烷基和二氧烷基百分比减少，烷基碳、NCH/OCH3, aromatic C-C+/H（芳香碳）、aromaticC-O（含氧芳香碳）和COO/N-C=O等百分比增加。腐解后期，不同处理之间的秸秆降解率和化学组成逐渐趋同。　　温度一方面直接调控着土壤呼吸，另一方面还会通过影响养分供应和微生物群落结构从而影响土壤呼吸。温度对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的影响较大;此外，秸秆的化学性质，尤其是碳氮比也显著影响着秸秆降解微生物群落组成。秸秆重量损失受到腐解微生物群落组成的影响，在降解早期，总的微生物生物量显著影响秸秆重量损失，但是到了后期这种影响不显著。革兰氏阴性细菌和阳性细菌之比在不同阶段均对秸秆重量损失有显著影响。温度和秸秆性质调控着秸秆降解微生物群落组成，影响着秸秆降解。　　温度升高导致秸秆降解微生物群落代谢能力下降，原因是温度高导致了土壤和秸秆中养分含量减少，微生物可以利用的碳源减少，微生物活性降低。温度还对秸秆降解微生物代谢功能多样性产生影响，不同的温度导致秸秆腐解微生物代谢功能多样性差异明显，而在这个过程中，水分的贡献不大。454高通量测序分析结果表明温度显著影响了秸秆腐解微生物群落组成多样性;不同温度和水分条件下微生物群落在腐解早期差异较大，但是腐解后期不同处理之间差异减小;测序的结果显示在腐解30天，三个温度下共有的OTUs数量为10个，到了120天，共有的OTUs数量为39个。通过相关分析得出秸秆的化学性质（比如碳氮磷的含量）显著影响着秸秆降解微生物群落生物量和群落组成，对G+/G-比和F/B比的影响尤其明显;秸秆全氮含量与α-变形菌和拟杆菌门显著负相关，而与放线菌门显著正相关。α-变形菌，放线菌门和拟杆菌门与土壤微生物量碳的相关性和秸秆全氮含量与这三类菌的相关性相反。在秸秆降解过程中，秸秆的NCH/OCH3和O-alkyl等官能团对秸秆降解微生物群落组成有显著影响。