邱文静，栾 璐，郑 洁,3，胡凯婕，徐勤松，孙 波，蒋瑀霁*

    (1 南京师范大学生命科学学院，江苏南京 210023；2 土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所，江苏南京 210008；3 中国科学院大学，北京 100049)

    氮是核苷酸、蛋白质和叶绿素的基本成分，是主要的植物营养元素之一。自然界中的氮素大部分以N2形式存在，大多数植物不能直接利用，因此氮也是最常见的作物生长限制性营养元素。目前，我国高强度集约化的作物生产系统严重依赖于氮肥施用，但施加的氮肥仅部分被植物吸收利用，其余则以含氮气体的形式进入大气，或以硝酸盐的形式淋溶进入水体[1–2]。大量施用氮肥在增产的同时破坏了土壤的氮素平衡，造成土壤板结、水体富营养化等问题[3]。如何减少氮肥施用，保障粮食安全是我国当前亟需解决的关键问题。

    生物固氮是指固氮微生物通过固氮酶的作用将氮气转化为氨供植物吸收利用。据统计，生物固氮每年向陆地生态系统贡献4000～10000 万t氮，是农业生态系统中氮素的主要来源之一[4]。固氮菌中编码铁蛋白组分的nifH基因高度保守，因此常作为分子标记基因被广泛用于研究土壤固氮微生物多样性和群落组成[5]。固氮微生物作为土壤微生物类群中的重要组成部分，其多样性和群落结构可以影响土壤固氮的功能活性，调控土壤氮素循环平衡[6]。固氮菌不仅可以直接提供氮素促进植物生长，还能刺激宿主根呼吸速率，增强植物对氮磷营养元素的吸收。大量研究表明固氮微生物的丰度、多样性以及活性受到施肥管理和种植方式等多种因素的综合影响[7–9]。长期单施化肥或化肥配施秸秆会降低固氮菌多样性，显著改变其群落结构，而秸秆配施畜禽粪肥提高了固氮微生物的多样性[10]。Wakelin等[11]研究发现秸秆还田使农田土壤中非共生固氮菌丰度增加一倍，对维持固氮菌多样性起到了重要作用。当前，不同秸秆还田方式如何影响根际固氮微生物多样性和群落组成尚不明确。

    东南丘陵区红壤地处热带和亚热带，水热资源丰富，农业生产与经济发展潜力巨大，是我国经济作物及粮食作物的重要基地，在农业可持续发展和生态环境建设中发挥着重要作用[12]。由于长期对耕地的不合理利用，导致土壤碳氮库容下降，固氮微生物多样性降低，其群落结构和功能活性退化，氮素平衡供应能力失调。因此，本研究以中低产田旱地红壤为研究对象，通过高通量测序技术，研究不同秸秆还田条件下根际固氮微生物多样性与群落组成特征，解析根际固氮菌群落对花生产量的潜在作用机制和影响程度，为建立红壤生态系统合理的秸秆还田措施，快速提升红壤质量与健康提供科学指导 ......