土壤中厌氧氨氧化协同铁还原过程,被称为铁氨氧化反应(Feammox),是厌氧条件下土壤氮素去除的新途径。施肥作为一种重要的农艺措施,其对铁氨氧化过程的影响及作用机制亟待研究。本研究在以南方长期施肥的稻田土壤为研究对象,进行室内土壤泥浆化培养试验,采用15N同位素标记结合定量PCR的方法,表征铁氨氧化反应速率及微生物的响应,并以生物质炭为载体,对驱动该反应的深层“电子传递体”调控机制进行探究。本研究从铁氨氧化反应速率表征入手,揭示微观层面各要素的贡献,最后进行微生物驱动的调控机制验证,完成了“施肥导致铁氨氧化速率差异”这一科学问题“现象-原因-本质”的探索,为理解施肥条件下稻田土壤氮循环过程提供理论依据和数据支撑。研究概述如下:(1)通过田间不同施肥土壤样本的高通量测序,得出长期施肥过程能够显著提高土壤中铁氨氧化功能微生物和铁还原相关微生物丰度,表明施肥后土壤中可能存在极大的铁氨氧化潜势。(2)进行室内土壤培养试验,量化四种不同施肥土壤中铁氨氧化反应速率强弱,探究相关微生物群落组成和分布,预测其对稻田生态系统氮损失贡献率,结果表明不施肥土壤中经由铁氨氧化过程的氮素损失量为3.64 kgN ha-1 year-1,而在施肥土壤中这一损失量高达15.97-24.91 kgN ha-1 year1,功能微生物酸微菌科A6和有机质输入触发的“电子传递体”机制是导致其差异的主要原因。(3)以生物质炭为载体,在不同铁源存在的情况下,验证以上土培试验过程中“电子传递体”机制对反应的影响,“微生物-电子穿梭体-铁氧化物”主导的电子传递体系,能构建微生物及其受体之间电子传递的闭环,是调控铁氨氧化反应过程的内在驱动机制。