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随着粮食产量需求的日益提高,大量化肥的施用导致了氨挥发、N20排放和氮素淋滤流失等重大环境问题。作为应对全球气候变化的新材料,生物质炭对土壤氮素物质循环的生态效应不容忽视。并且,由于氨氧化作用是硝化作用的限速步骤,其进程对氮素周转具有决定性作用,因此,研究生物质炭输入对稻田土壤氨氧化作用的影响及其机理,对提升稻田土壤氮肥利用率、有效遏制氮素流失和面源污染、促进稻作制农业的可持续发展具有重要意义。本研究针对生物质炭对稻田土壤氨氧化作用的影响机理这一核心问题,选取五种不同类型稻田土壤,以水稻秸秆生物质炭为试材,研究了生物质炭对稻田土壤氮素物质周转的影响,并结合微生物功能基因定量PCR与454高通量测序技术,分析了秸秆生物质炭输入对稻田土壤氨氧化过程主要功能微生物菌群多样性的影响。主要研究结果如下：(1)以水稻秸秆生物质炭为试材,选取纬度梯度上五种不同类型的稻田土壤,探究了温室栽培条件下生物质炭输入对稻田土壤氮素物质循环的影响及其作用机理。结果表明,生物质炭输入对不同类型稻田土壤N20排放量的影响有所不同,造成这种差异的主要原因可能是生物质炭对不同类型稻田土壤氨氧化作用影响不同。通过相关性分析证明土壤中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的比例因土壤质地不同而有所差异；生物质炭输入可以显著促进稻田土壤AOB的丰度,并在一定程度上降低AOA的丰度。当土壤生态系统氨氧化功能微生物中AOA占据主导地位时,生物质炭的施入会抑制土壤氨氧化作用；当AOB为主要功能菌群时,生物质炭的施入将促进土壤氨氧化作用。(2)利用454高通量测序技术,分析了4年间稻田土壤氨氧化功能微生物对生物质炭人为输入的响应机制。研究发现,生物质炭添加对稻田土壤AOA的多样性有一定促进作用,但会降低AOA菌群丰度。这种现象产生的主要原因是稻田土壤生态系统中AOA的优势菌群更适宜于生长在酸性环境中,而生物质炭的输入提高了土壤环境pH值,抑制了该优势菌群的生长。生物质炭的外源输入对AOB的种群数量影响不明显,但会在一定程度上影响AOB的群落结构,且这种影响作用会随时间推移逐渐减弱。