红壤是我国南方地区分布最广泛的土壤,面积达113万平方公里,占陆地国土面积的11%。但是,红壤有机质含量低,结构粘闭板结,土壤肥力低。如何提高红壤有机碳含量,改善土壤结构,提升红壤生产力,一直是迫切需要解决的科学问题。长期施肥可导致土壤基本性质和土壤有机碳库及有机质化学结构的变化。本研究利用1986年建立的红壤长期肥料定位试验,通过室内试验和田间试验相结合的方法,研究了长期不同施肥措施对旱地红壤基本性质、玉米产量、土壤有机碳库的分布及周转速率、有机质化学结构的影响。主要研究结果如下：1.长期不同施肥处理显著改变了土壤的基本性质。在所有施肥处理中,施用有机肥处理(NPKOM, OM)土壤的有机碳(SOC)含量、活性有机碳(LOC)、pH、阳离子交换量(CEC)、全氮(TN)、全磷(TP)、>0.25mm水稳性团聚体含量以及土壤团聚体稳定性、玉米产量最高。长期施肥显著影响了土壤微生物生物量,其中有机肥的施用显著提高了土壤微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)以及微生物商(qMB)。与CK和偏氮缺磷处理(N、NK)相比,施用有机肥特别是无机肥和有机肥的配合施用不仅可以有效缓解土壤酸化,还可以显著提高土壤微生物商,改变土壤微生物群落结构,有利土壤肥力的维持。2.通过土壤有机质物理分组和室内培养的方法,研究结果表明：与矿物结合的有机碳占绝对优势,微团聚体中的粉黏粒(s+c_mM)和大团聚体中的粉黏粒(s+c_M)分别占SOC的31%～53%和28%-38%,其次为微团聚体间的细颗粒有机质(fPOM)和微团聚体中的细颗粒有机质(iPOM_mM),分别为8%-15%和7%-21%,粗颗粒有机质(cPOM)仅占5%-12%。施用有机肥(NPKOM、OM)显著提高了颗粒有机碳组分,包括cPOM、fPOM和iPOM_mM组分碳的数量,但是对矿物结合态碳(s+c_M、s+c_mM)影响不明显。施用无机肥对有机碳库组成(除s+c_mM外)影响不显著。在有机肥(NPKOM、OM)处理中土壤有机碳周转速率最快,相应的半衰期最短,为CK处理的0.47倍～0.70倍,是无机肥处理的0.11倍～0.95倍。3.长期不同施肥处理改变了土壤有机质的化学结构。与不施肥处理(CK)相比,施化肥处理降低了红壤有机质烷基C和烷氧C的含量(分别降低了0.3%-21.1%和0.4%-7.8%),增加了芳香C和羧基C的含量(除了K处理),分别增加了3.4%～21.4%和1.1%～24.5%；有机肥(NPKOM,OM)的施用也增加了羧基C的含量(提高了17.0%～0.2%),此外,OM处理还提高了烷基C和烷氧C的含量,但是增加幅度较低；NPKOM处理增加了芳香C的含量,增加幅度也较低。与CK相比,有机肥的施用提高了烷基C/烷氧C比值、芳香度以及脂族C/芳香C比值,从而导致土壤有机质脂族性提高,有机质分子结构变得复杂化和脂族化,有利于提高土壤有机碳和团聚体的稳定性。