土壤微生物是一个庞大的群落,也是自然界元素循环的重要组成部分。土壤微生物种类繁多、结构复杂,而目前可培养的微生物仅占到了1%-10%,并不能反映土壤微生物的群落结构。土壤微生物组是土壤中所有微生物及其栖息环境的总称。土壤微生物组的研究内容是特定土壤中微生物菌系的协同演化规律及其环境的功能。目前,最热门的Illumina Mi Seq高通量测序是土壤微生物组研究的最有效的前沿技术。它可以对土壤中所有微生物的16S r DNA、18S r DNA及ITS等序列进行测序,并对土壤中的优势物种、稀有物种和未知物种进行检测,分析每个物种的相对丰度及微生物群落的组成,从而可以具体的知道土壤微生物的变化。本论文通过采集河北省59个不同地区的97份农业土壤,以及河北省农科院长期氮肥定位试验田32份土壤样品,借助Illumina Mi Seq高通量测序平台,分析了大棚和大田土壤微生物的多样性,分析了氮肥施加土壤的微生物的多样性。结果如下:本论文借助Illumina Mi Seq高通量测序平台,对河北省不同地区的农业土壤进行土壤微生物组学研究,通过可培养微生物与不可培养微生物的数据进行综合分析。得到了两组样品中的物种组成信息与相对丰度信息,得出的结论是河北省不同地区大棚与大田土壤微生物存在一定差异。结果表明:在大棚（M1）与大田（N1）土壤样品中,优势菌群的组成基本一致,在门水平有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和芽单胞菌门这7个细菌门类,其中放线菌门在大田中的相对丰度要多7%,厚壁菌门在大棚中的相对丰度要多2.8%。在纲水平有α-变形菌纲、酸杆菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲、Δ-变形菌纲、β-变形菌纲、芽单胞菌纲、纤维粘网菌纲等15种优势菌群,其中大棚中相对丰度明显增高的是纤维粘网菌纲、杆菌纲和黄杆菌纲等,而相对丰度明显降低的是酸杆菌纲和β-变形菌纲等。在属水平有节细菌属、鞘氨醇单胞菌属、德沃斯氏菌属、芽胞杆菌属、黄单胞菌属和溶杆菌属6个优势菌群,其中节细菌属在大田中要多,而芽胞杆菌属、黄单胞菌属和溶杆菌属在大棚中较多。另外,一些具有固氮和降解修复能力的菌群在大田中的相对丰度要高一些。这应该是大田与大棚不同的种植环境导致的。另外,通过从河北省农科院长期氮肥定位试验田取样,对根际与非根际土壤微生物群落组成差异和长期氮肥施加对土壤微生物的影响进行了分析。得出的结论是,总体看根际土壤的优势菌群有:拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门,非根际土壤的优势菌群有:酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门。从属水平上看,根际与非根际土壤中存在差异最大的25种菌属,其中根际较多的有18种壤霉菌属、红球菌属、成对杆菌属、Duganella、纤维菌属、叶杆菌属、分支菌属、细杆菌属、根瘤菌、类诺卡氏菌属、金黄杆菌、假黄色单胞菌属、气微菌属、硝化杆菌属、芽胞杆菌属等,非根际有7种芽单胞菌属、Gp4、未知菌属、Povalibacter、Thioprofundom、Pseudenhygromyxa、Rubrivirga。根际土壤中较多的这18种菌属可能是因为植物生长时期需要这些菌群的协助,所以他们就会在植物生长时期往根部聚集。长期的氮肥施加对土壤微生物群落组成的影响是,总体来看全氮组相对丰度较多的菌群集中在了拟杆菌门和生丝微菌科,而不加氮肥组的优势菌群集中在了土壤红杆菌科。具体分析一下属水平上两组间存在的差异菌属群落分布情况。不加氮肥组与全氮组两组间存在差异的所有菌属中,有23种菌属的丰度是存在显著性差异的。其中有13种菌属在不加氮肥组种明显增多,有10种菌属的丰度在全氮组中明显增多。这23种菌中有Candidatus Brocadia,Nitrospira,Nitrosomonas,Novosphingobium这四种菌属是跟土壤氮循环相关的菌属。其他菌属有的与纤维素降解和农药降解有关。这种差异与氮肥施加量有关。上述研究成果为以后农业的科学种植和合理施肥提供了重要的理论依据和数据指导,对农业生产有着重要的意义。