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生物固氮是土壤氮素补充的主要途径,该过程主要依赖土壤中的固氮微生物,它们能利用体内的固氮酶将空气中分子态的氮还原成氨态氮,进而被植物吸收利用。固氮微生物的群落结构和丰度与固氮效率的高低密切相关,影响丰度和群落结构的主要因素是外界条件如水、热、营养物质等,而这些外界条件又与人类的耕作方式、施肥制度等密切相关。本文选取了中国农业科学院祁阳和乌鲁木齐两个长期定位试验点的四个不同施肥处理的土壤:不施肥(CK)、施化肥(NPK)、施有机肥(M)、化肥有机肥混施(NPKM),研究不同施肥处理对土壤全钼含量、有效钼含量、理化性质、固氮微生物群落结构的影响;利用二维红外光谱技术,研究了梯度浓度钼酸钠溶液滴定过程中,不同施肥处理的土壤可溶性有机质(DOM)的动态变化。主要研究结果如下:1.与对照CK相比,祁阳和乌鲁木齐各施肥处理的土壤全钼含量均有增加,并且M和NPKM处理的效果较好,能显著提升土壤全钼含量;祁阳各施肥处理有效钼含量与对照相比,M和NPKM有显著提升,NPK处理则显著降低,乌鲁木齐各施肥处理土壤的有效钼含量均显著高于对照;祁阳的M和NPKM处理能显著提升土壤pH,NPK则会显著降低土壤pH,乌鲁木齐各施肥处理的土壤pH与对照相比无显著差异;祁阳和乌鲁木齐各施肥处理的土壤有机质和全氮含量与对照相比,均有所增加,并且M和NPKM的效果要好于NPK,达到显著水平。2.一维红外光谱显示,在钼酸钠滴定培养过程中,各施肥处理在不同浓度相酸钠滴定下的土壤可溶性有机质(DOM)的谱图十分相近,仅在峰的强度上有所变化,而二维红外谱图则可以对它们进行更细致的区分。结果表明,NPK和M处理的土壤可溶性有机质(DOM)组成基本相近,均由纤维素、多糖、脂肪类物质以及矿物颗粒构成,但是M处理在900-1800cm-1波谱范围,出现了 NPK处理中所没有的Si-O伸缩振动峰,表明M处理中形成了非晶性纳米矿物如水铝英石[Al2O31.22SiO22.5H2O]或伊毛缟石[(OH)3Al2O3SiOH],而非晶性纳米矿物的形成可能有助于降低土壤中钼的淋失。3.实时荧光定量PCR的结果发现,不同施肥处理条件下土壤固氮微生物的丰度以M为最多,NPKM和CK次之,NPK处理中固氮微生物的丰度最低,且NPK与M的差异达到显著水平。4.高通量测序的结果表明,各施肥处理中,NPK对土壤固氮微生物群落结构影响最大,M和NPKM则相对较小,且M和NPKM在固氮微生物群落组成相似性上较为接近;NPK会显著降低土壤固氮微生物丰富度和多样性。