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摘要
农田过量施氮所引发的问题已经引起广泛关注，但长期施氮后土壤无机氮水平状况及其对秸秆降解的作用尚不清楚。以中国科学院封丘农业生态实验站长期试验（2005—2018年）的潮土为研究对象，选择5个施氮水平(0（N0）、150（N1）、190（N2）、230（N3）和270（N4）kg·hm–2·a–1)土壤，开展短期（50 d）的秸秆降解-土壤培育实验。培育期间监测秸秆碳的矿化、土壤无机氮（硝态氮和铵态氮）、可溶性有机碳、微生物生物量碳的动态变化，利用高通量测序测定细菌群落结构。结果表明，长期施氮后，土壤无机氮含量和秸秆碳的矿化率随施氮水平的升高而增加。不同长期施氮水平的土壤细菌群落结构呈现显著差异。网络分析揭示：秸秆降解过程中细菌群落内部物种间的共现模式随长期施氮水平发生改变，具体体现为长期高施氮水平下细菌群落彼此间的负相关得到了加强；同时，变形菌主导地位减弱、酸杆菌主导地位增强。综上，土壤无机氮含量随着长期施氮水平的升高而增加，进而引起土壤细菌群落结构发生了改变，使得在秸秆降解过程中起到的作用不同，表现为秸秆降解随着施氮水平的增加而增加。本研究探究了长期不同施氮水平下土壤中无机氮的水平状况、秸秆降解状况以及秸秆降解过程中土壤细菌的生物特性，以期为秸秆还田和科学施氮提供一定的数据支撑和思路启示。
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单位中国科学院大学; 中国科学院南京土壤研究所; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室
