本研究以四种不同施肥管理进行实验研究，并以一次采样结果进行分析，通过生信分析探究微生物相互关系对碳储量的影响。后续应当从其他角度，进行全面深入研究，并通过微生物学实验进一步证明结论，使结论更加具有普适性。

第一章 引言

1.1.3秸秆还田对土壤微生物群落功能的影响

土壤微生物是分解土壤中有机物质，引发土壤元素，如碳、氮元素养分循环的主要驱动力，不同施肥措施使土壤中微生物群落组成产生差异，导致功能随之发生变化。在农业生态系统中微生物类群的偏好可以通过影响类群间的相互作用，从而影响微生物群落的功能[25, 26]。具体而言，微生物相互作用可以刺激生物多样性并影响群落功能[27-29]。例如，真菌可以通过胞外酶分解结构复杂的大分子有机物（如木质纤维素），分解产物成为细菌所需的碳和能源[30, 31]，与此同时，细菌会产生真菌所需的生长因子（尤其是维生素）[32]。Zhao等[33]指出秸秆还田时，土壤微生物对碳水化合物组分的代谢，尤其是对其中半纤维素和纤维素的分解十分活跃，分解所需的酶与土壤碳含量呈正相关[34]。Wang 等[35]研究表明，长期向农耕地输入有机质不仅会使微生物种群向具有代谢难降解碳源功能的种群转变，同时促进碳循环功能基因的富集。但也有研究认为，土壤微生物组成的多样性差异远大于功能差异，表明土壤微生物群落为抵御农业实践对农耕地的影响，可能具备缓冲能力[36, 37]。

第三章 施肥管理对耕地理化特征的影响

3.1引言

施肥管理的干扰，会打破原状土壤中物理、化学性质的平衡，影响作物长势。无机肥作为农业生产中常用的肥料，不合理会施用导致土壤板结等不利影响。冯静霞[59]研究表明，向耕地中施加无机肥时，氮肥利用率为31.75%，磷肥利用率为16.47%，钾肥利用率为39.55%。由于无机肥无法全部被作物利用，土壤中的无机肥会随着水的渗透被转移至土壤深层，不仅造成深层土壤的污染，甚至可能影响地下水水质，增加饮用水中的有毒物质。秸秆是一种重要的生物质资源，秸秆施入农田，对于改善土壤结构，增强土壤通气性、保水保墒能力，以及土壤肥力的增强有促进作用[60-62]。因此，研究不同施肥管理下的关键土壤环境因子，对探究适宜黄绵土的施肥方式有重要意义。

第五章 施肥管理对土壤微生物群落功能的影响

5.1引言

微生物的在生态系统中的功能与群落组成、多样性关系密切，本章延续上一章的研究结果，进一步对微生物的生态功能进行评价。宏基因组测序技术是研究各类环境中的微生物功能的重要手段之一[106]，具有较高的分类学分辨率，在定位环境功能、识别代谢途径方面均具有显著优势[107, 108]。基于测序结果，将质控、优化后的数据与不同数据库对比，可探究各施肥管理中微生物功能特征、差异，评价土壤微生物功能基因对管理措施的响应情况。本研究将不同管理措施的土壤微生物基因序列与 NR、EggNOG、CAZy和KEGG 数据库对比，探究施肥管理对土壤微生物生态功能的影响，及施肥方式对氮代谢和碳固定过程功能基因的影响。其中NR数据库是非冗余蛋白库，用来进行物种注释；EggNOG数据库是蛋白质直系同源簇，用来预测蛋白质功能；CAZy数据库用于将碳水化合物活性酶分入不同蛋白质门类；KEGG数据库中的PATHWAY数据库将基因目录与生态系统水平的系统功能关联起来，将生物代谢通路划分为6类，Orthology 数据库将同源基因与已知基因归为一类，并赋予KO代码，该KO代码的功能由已知基因的功能指示。

5.2结果分析

5.2.1土壤微生物组成的NR数据库注释分析

（1）NR数据库注释的物种组成

不同施肥管理下土壤主要微生物的NR数据库统计如图5.1所示：放线菌门（34%-42%）、变形菌门（26%-33%）、酸杆菌门（5.7%-7.1%）、芽单胞菌门（5.1%-5.7%）、拟杆菌门（3.5%-5.1%）、绿弯菌门（2.8%-3.7%）、浮霉菌门（1.8%-1.9%）、厚壁菌门（1.6%-2.1%）、未明确分类细菌（1.6%-1.9%）、蓝细菌（1.4%-1.6%）、奇古菌门（1.1%-1.7%）、疣微菌门（0.84%-1.1%）。与UC相比拟杆菌门和蓝细菌的含量在三种管理措施中均有增加，拟杆菌门的含量在秸秆还田的处理中增幅更大，为1.6%；变形菌门和疣微菌门在秸秆还田的两种管理措施下含量均有增加，变形菌门增幅达到2%-6%，但在CF处理中有所减少。与UC相比放线菌门、芽单胞菌门和奇古菌门的含量在仅施加无机肥的处理中有所增加，其中放线菌门增幅最大，为2%，奇古菌门在WS和WSCF处理中的含量都减少。WS中酸杆菌门含量是四种管理措施中最高的。三种施肥管理措施中绿弯菌门、浮霉菌门和厚壁菌门的含量都比UC减少或持平。

第七章 结论与展望

7.2展望

本研究以四种不同施肥管理进行实验研究，并以一次采样结果进行分析，通过生信分析探究微生物相互关系对碳储量的影响。后续应当从其他角度，进行全面深入研究，并通过微生物学实验进一步证明结论，使结论更加具有普适性。具体可进行如下研究：

（1）增加不同施肥梯度与不同的耕作措施排列组合进行研究，延长施肥年限，增加采样次数，采集多位点和多时间点样品，更全面的揭示黄土高原耕地土壤微生物群落特征及与土壤碳储量间的关系；

（2）以本文结论为基础，利用同位素标记法，探究秸秆碳在土壤、微生物之间的不同转化形式及不同形式碳之间的相互联系。

参考文献（略）

（本文摘自网络）