郭俊杰，朱 晨，刘文波，王建中，凌 宁，郭世伟*

    (1 南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化研究重点实验室，江苏南京 210095；2 溧阳市南渡镇农业综合服务站，江苏常州 213371)

    土壤氮循环是农业生态系统的关键组成部分，主要包括氨化、硝化、反硝化和固氮等过程[1-2]。从本质上讲，氮循环是由植物、真菌、细菌和古菌等共同催化的氮化合物氧化还原反应网络[3]，其中微生物是主要的驱动者[4]。研究表明，微生物对其定殖环境的变化非常敏感[5]。作为农业生态系统中主要的人为干扰因素，施肥能够通过改变土壤微环境，塑造土壤微生物群落，进而影响土壤氮循环过程[6-7]。基于氮素生物地球化学所涉及微生物功能基因的定量分析已被证明能够有效提供关于行使氮转化功能的微生物群落动态及其生态学信息，有助于将功能微生物类群与土壤性状以及实际氮转化生态过程直接联系，以提高对土壤氮循环关键微生物过程及机制的理解[8]。不同施肥模式对氮循环各功能基因具有显著不同的影响[6-7]。但是，大多数研究主要集中在涉及特定氮转化过程的一种或几种功能基因[6-8]，关于施肥模式对整个土壤氮循环相关微生物群落的影响仍缺乏足够的认知。

    在参与氮循环的微生物中，氨氧化微生物和反硝化微生物通常作为微生物生态学研究的模式微生物，以深入理解微生物群落在农业生态系统功能调控中的重要作用[9-10]。Petersen等[11]研究发现，氨氧化微生物和反硝化微生物的功能基因丰度是预测土壤硝化和反硝化潜在速率最重要的变量。相比于由多种不同的细菌、古菌和真菌所介导的反硝化过程，氨氧化过程仅由少数系统发育聚集的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌 (AOB) 完成，因而更适用于探究功能微生物类群与生态功能之间的联系[8]。AOA和AOB在大多数土壤中共存，且通常AOA的丰度比AOB更丰富，因此AOA被认为是土壤氨氧化过程的主导微生物[12]。然而，一些研究却提出了相反的结论，认为氨氧化活性的变化仅与AOB群落的丰度和组成有关，而与AOA的群落无关[13-14]。目前，AOA和AOB之间的生态位分异和功能互补已有较为明确的结论[15-16]，但是关于不同施肥模式下AOA与AOB对土壤硝化作用的相对贡献仍有待于进一步研究。

    本研究通过采集短期不同施肥模式田间试验的土壤样品，利用荧光定量PCR (q-PCR) 技术定量分析参与土壤氮循环过程的各类功能微生物基因丰度，探究土壤氮循环功能微生物对不同施肥模式的响应及其关键影响因素。同时，以氨氧化微生物为例，评估功能微生物类群与土壤生态功能间的内在联系 ......