【摘 要】
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绿肥种植还田是绿色循环农业发展的重要举措。通过绿肥还田,可以为后茬作物提供氮素并截留、活化一部分养分,提升产量。较早的研究主要针对于绿肥的促产及土壤的改良作用,而绿肥在碳循环的作用和对土壤微生物群落的影响在绿色农业以及土壤健康中越发重要。因此,本文主要利用稳定同位素标记方法,结合DNA高通量测序、DNA稳定同位素示踪（DNA-SIP）和磷脂脂肪酸稳定同位素示踪（PLFA-SIP）技术系统研究了4种
【基金项目】
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国家自然科学基金青年科学基金（批准号:41701282）；
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绿肥种植还田是绿色循环农业发展的重要举措。通过绿肥还田,可以为后茬作物提供氮素并截留、活化一部分养分,提升产量。较早的研究主要针对于绿肥的促产及土壤的改良作用,而绿肥在碳循环的作用和对土壤微生物群落的影响在绿色农业以及土壤健康中越发重要。因此,本文主要利用稳定同位素标记方法,结合DNA高通量测序、DNA稳定同位素示踪（DNA-SIP）和磷脂脂肪酸稳定同位素示踪（PLFA-SIP）技术系统研究了4种豆科绿肥（蚕豆、豌豆、苕子、紫云英）、2种禾本科绿肥（大麦草、黑麦草）在种植、还田及水稻种植期间碳的固持、释放及对微生物群落结构的影响。主要研究结果如下:（1）蚕豆在种植期间积累的生物量显著高于其它绿肥作物,且种植期间释放的二氧化碳（CO2）显著低于其它处理。所有绿肥作物均喜硝,导致种植过程中土壤铵态氮（NH4+-N）含量恒定,而硝态氮（NO3--N）含量急剧下降,减缓了土壤中氮的流失。种植绿肥增加了土壤利用光合碳素的微生物比例并改变了微生物群落结构,DNA-SIP结合高通量测序结果表明种植紫云英后土壤微生物多样性最为丰富,而土壤微生物对蚕豆根系分泌物的利用显著小于其它绿肥作物。其中,利用光合碳素的优势细菌为放线菌门（55～75%）、变形菌门（14～28%）,优势真菌为子囊菌门（26～51%）、球囊霉菌（0.1～10%）。（2）在同等豆科秸秆浓度还田的条件下,添加紫云英的土壤CO2排放速率最低,但蚕豆和紫云英的激发效应对比苕子和豌豆具有迟滞效应。如果种植绿肥后移除绿肥植株,土壤的微生物群落结构会逐渐恢复至种植前的状态,但绿肥还田则会导致微生物群落结构的持续改变,其中以紫云英的影响最小,而以豌豆的影响最大,标记的PLFA大约有28～39%属于革兰氏阳性菌。（3）在本论文中,绿肥还田并未显著促进水稻的生物量与产量。在水稻生长过程中,绿肥分解产生的碳素主要以CO2的形式排放到空气中,其次进入到微生物碳和土壤有机碳,只有少量同化到水稻植株内。施用绿肥改变了水稻根系土壤微生物群落结构:在分蘖期,水稻根系优势菌属为革兰氏阳性菌（11～15%）,在成熟期,水稻根系优势菌属为革兰氏阴性菌（20～25%）;利用绿肥的主要菌属为革兰氏阴性菌（17～43%）。本论文通过测定绿肥对碳转化及土壤微生物群落结构的影响,以期为选择高碳累积、低碳排放、促产增效的生态友好型绿肥提供一定的基础数据支持及科学研究参考。
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