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研究生物及其与环境的关系是环境科学研究的重要内容。碳氮是生命的基本元素，当在土壤中添加易利用碳源时，微生物通常会快速生长、分裂、增殖;但是随着微生物不断的繁殖，对氮源的竞争加剧，具有固氮潜力的微生物能够固定大气中的氮气获取氮源继续生长，微生物群落发生了演替，这个过程中的微生物在不同土壤中的竞争情况及复杂土壤体系内的固氮机制尚不清楚。 本研究利用中国3种典型旱地土壤（封丘潮土，海伦黑土，鹰潭红壤）分别添加水、葡萄糖(C，8mgC/g d.w.s)和葡萄糖与硝酸铵(CN)(CN，8mgC/g d.w.s与8mg N/g d.w.s)后，在30％15N2+70％O2、暗处，28℃的封闭培养瓶中培养一周。通过比较3种土壤在3种处理(加水、加葡萄糖与加葡萄糖与硝酸铵(CN))后理化性质的变化（包括土壤中15N丰度、总氮、N2O，硝态氮、铵态氮、总碳、CO2，pH）、总体微生物群落丰度（荧光定量PCR16SrRNA基因）、结构差异与多样性差异（Miseq测序16S rRNA基因，在门、纲、目、科与属水平下比较）、固氮基因(nifH)多样性差异（Miseq测序nifH基因）与固氮土壤和不固氮土壤的表达差异（提取土壤总RNA，除去核糖体rRNA之后，开展土壤宏转录组分析），研究3种旱地土壤的不同处理中微生物竞争差异和共性，揭示中国典型旱地土的微生物和固氮基因的分布情况。 结果发现3种旱地土壤零时刻、加水处理及加葡萄糖与硝酸铵(CN)处理是，15N的丰度无显著变化，为0.367±0.001atom15N/N％，而加葡萄糖后潮土、黑土和红壤的15N分别增加到6.697±1.244atom15N/N％，0.443±0.118atom15N/N％和0.391±0.015atom15N/N％，潮土的固氮潜力最高。潮土、黑土和红壤加葡萄糖和加葡萄糖处理后较加水处理存在一些微生物的相对丰度发生显著增加(t-test，p＜0.05)，潮土加葡萄糖显著增加的微生物(相对丰度40.7±3.3％)在加水时的相对丰度仅为3.5±0.3％，黑土加葡萄糖显著增加的微生物（相对丰度28.2±1％）在加水时的相对丰度仅为12.1±0.2％，红壤加葡萄糖显著增加的微生物（相对丰度40.3±5.5％）在加水时的相对丰度仅为8.4±1％。潮土、黑土和红壤添加葡萄糖后显著增加的微生物中有73.5±5.8％、46.1±9％与39.2±5.8％是固氮微生物;潮土加葡萄糖与硝酸铵(CN)显著增加的微生物（相对丰度13±0.5％）在加水时的相对丰度仅为3.3±0.4％，黑土加葡萄糖与硝酸铵(CN)显著增加的微生物（相对丰度54.1±0.3％）在加水时的相对丰度仅为5.7±0.3％，红壤加葡萄糖与硝酸铵(CN)显著增加的微生物（相对丰度64.5±0％）在加水时的相对丰度仅为13.6±0.3％。潮土、黑土和红壤添加葡萄糖与硝酸铵(CN)后显著增加的微生物中仅有8.5±2％、1.8±3.3％与3.7％是固氮微生物，较加水时固氮微生的相对丰度都显著减小。三种土壤中添加葡萄糖后与加水相比显著增加的微生物与添加葡萄糖与硝酸铵(CN)后与加水相比显著增加的微生物具有较大的差异，仅S inomonas属在三种土壤添加葡萄糖和添加葡萄糖与硝酸铵(CN)后与加水处理相比都显著增加。三种土壤添加葡萄糖后与加水处理，显著增加的微生物也具有加大的差异，仅Sinomonas与Burkholderia在三种土壤添加葡萄糖后较加水处理都显著增加，其中Burkholderia是已知的固氮微生物。三种土壤添加葡萄糖与硝酸铵(CN)后与加水处理相比，显著增加的微生物也具有较大的差异仅Sinomonas与Sporolactobacillaceae科下的一个属在三种土壤添加葡萄糖与硝酸铵(CN)后较加水处理都显著增加。潮土加葡萄糖固氮的转录组的固氮基因的表达显著高于与加葡萄糖与硝酸铵(CN)不固氮的固氮基因表达，且潮土加葡萄糖的转录组中氨转运基因(amt)显著高于潮土加葡萄糖硝酸氨处理，固氮微生物固氮的产物NH3可被其微生物利用。潮土添加葡萄糖后nifH基因属于1G分支与1E分支，主要来自A.vinelandii，Paenibacillus.sabinae，Azotobacter.chroococcum，与Paenibacillus.azotofixans。 外加葡萄糖能刺激土壤固氮现象发生，但土壤的固氮潜力具有显著差异，本研究中潮土固氮最高，黑土次之，红壤最弱。外加葡萄糖的同时添加硝酸铵后固氮现象不发生，与固氮相关的基因转录几乎未检测到，表明无机氮能够在转录水平上抑制土壤中的非共生固氮，扩展了当下对旱地固氮微生物和机制的认知。但潮土与红壤和黑土之间的固氮潜力差异需要进一步探究。