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土壤硝化作用是微生物主导的氮素(N)转化过程,联系着N矿化-生物固持、反硝化等作用。自养氨氧化是硝化作用最基本的步骤,也是将NH3氧化为N03-过程中的限速步骤,这一过程对植物养分的供应和全球N循环具有重要意义。设施栽培蔬菜地是高度集约化利用的种植模式,投入的化肥、农药等农业化学品长期处于较高水平。不合理施肥,特别是大量施用氮肥已造成了设施栽培蔬菜土壤酸化和次生盐渍化,降低了氮肥利用效率,并引发了地下水N03-污染的风险。夏季休闲或种植填闲作物可以缓解土壤酸化和次生盐渍化,减少N淋洗损失,防止地下水N03-污染。然而,到目前为止,氮肥用量、夏季休闲及种植填闲作物对设施栽培蔬菜土壤微生物群落和多样性的影响仍不清楚,对N循环关键微生物及其过程的影响尚不明确。本论文选取处于太湖地区的宜兴市设施栽培蔬菜地,以大棚蔬菜番茄、黄瓜和芹菜的轮作土壤为主要研究对象,施氮量是以当地农户传统用量为基础,试验设5个处理；(1)NO：不施化肥氮。(2)N348：根据农民传统施氮(纯N,下同)量减少60%,番茄、甜玉米、黄瓜和芹菜的施氮量分别为120、0、108和120kg/hm2。(3)N522:根据农民传统施氮量减少40%,番茄、甜玉米、黄瓜和芹菜的施氮量分别为180、0、162和180kg/hm2。(4)N696:根据农民传统施氮量减少20%,番茄、甜玉米、黄瓜和芹菜的施氮量分别为240、0、216和240kg/hm2。(5)N870:对照处理,根据试验所在地农户的平均施氮水平确定,番茄、甜玉米、黄瓜和芹菜的施氮量分别为300、0、270和300kg/hm2。本研究采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法和群落水平生理图谱(CLPP)方法分析了不同氮肥用量下夏季休闲及种植填闲作物对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响；通过室内培养试验优化了氨氧化势(Potential ammonia oxidation)测定条件,分析了不同氮肥用量对土壤氨氧化势的影响,利用定量PCR (Real-time PCR, qPCR)分析了不同氮肥用量下土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的amoA基因拷贝数；通过微宇宙培养试验,采用13C稳定性同位素技术(DNA-SIP)及454高通量测序技术研究了AOB与AOA对氮素转化的贡献和机理。结果显示,不同氮肥用量对土壤微生物群落结构没有明显影响,较高氮肥用量(N696和N870)明显降低了土壤微生物功能多样性。夏季休闲及种植填闲作物甜玉米能缓解土壤酸化和次生盐渍化,降低N淋洗损失,改善土壤微生物群落结构和功能多样性,这可能与夏季休闲期间揭棚进行雨水淋洗去除部分N03-及填闲作物吸收部分N03-有关。在30℃和中性pH的培养条件测定土壤的氨氧化势最为合适。长期高量施氮肥(N870和N696)明显降低了AOA和AOB amoA功能基因的数量。随着氮肥用量的增加,土壤酸化加重,导致土壤氨氧化作用显著降低,且较高氮肥用量(N696和N870)显著降低AOB和AOA的氨氧化势。相比较于AOB, AOA更加不适应于施用过量氮肥的土壤环境。适宜氮肥用量(N522)的土壤中“活跃的”AOA的群落丰度高于“活跃的”AOB,而传统施氮(N870)土壤中“活跃的”AOB的群落丰度高于“活跃的”AOA。以上结果说明在设施栽培蔬菜土壤氨氧化过程中AOA在适度施氮土壤(N522)中占主导作用,而AOB在氮素高度富集土壤(N870)中占主导作用。不同施氮量土壤的“活跃的”AOA和AOB的组成存在明显差异。不施氮肥(N0)土壤的“活跃的”AOA79%为Group1.1a类群,21%为Group1.1b类群；适氮(N522)土壤“活跃的”AOA72%为Group1.1b类群,27%为Group1.1a-associated类群；传统氮肥用量(N870)土壤的“活跃的”AOA100%为Group1.1a-associated类群。不施氮肥(N0)土壤的“活跃的”AOB100%为Nitrosospira.sp.Nsp65-like group类群；适氮(N522)土壤的“活跃的”AOB78%为Nitrosospira.sp.Nsp65-like group类群,22%为Nitrosococcus watsonii sp. nov.类群；传统氮肥用量(N870)土壤的“活跃的”AOB88%为Nitrosococcus watsonii sp. nov.类群,12%为Nitrosospira.sp.Nsp65-like group类群。与不施氮(NO)相比,施氮肥以后,设施栽培蔬菜土壤中“活跃的”AOA、AOB均发生变化。较高氮肥用量(N696和N870)导致高量无机氮在土壤中积累,从而引起土壤次生盐渍化和酸化。在传统施氮的基础上减氮40%(N522)能保持土壤质量和蔬菜产量,还能保持土壤中氨氧化微生物的活性,更有利于氨氧化微生物的生命活动及土壤N转化与供应,也更有利于设施栽培蔬菜土壤N养分的管理和土壤的可持续利用。因此我们可以得出设施栽培蔬菜地每年施氮522kg/hm2是科学的的氮肥用量。本文的研究思路、方法与结果具有一定的特色和创新性,可为我国设施栽培蔬菜地科学施肥和提高氮肥利用效率提供理论依据。