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本研究在广州华南农业大学试验中心进行,通过11年（2009-2019年）的田间定位试验来研究减量施氮和间作大豆对系统作物产量、甘蔗品质及土壤肥力的影响;应用同位素标记和DNA-SIP（DNA based stable isotope probing）方法,以及q PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,通过盆栽试验研究了3种施氮水平(不施氮、减量施氮300 kg·hm-2、常规施氮525 kg·hm-2)对甘蔗//大豆间作系统氮素转移、氮循环6个核心功能基因（nos Z、chi A、amo A、nir S、nir K以及nif H）群落结构组成的影响,旨在分析甘蔗//大豆间作系统产量的稳定性,阐明不同施氮水平对参与土壤氮循环核心功能微生物群落多样性影响的规律。主要结论如下:1、大田试验结果表明,各处理的甘蔗、大豆以及系统总产量呈现明显的年季变化。年份和种植模式对甘蔗和大豆产量有极显著影响,系统总产量受种植年份的极显著影响。施氮量对甘蔗、大豆和系统总产量均无显著影响。不同间作模式的LER（Land Equivalent Ratio）均大于1,间作稳定且显著地提高了土地利用率。不同处理甘蔗产量的W~2（Wricke’s ecovalence）和SYI值（产量可持续性指数）差异不显著,减量施氮单作甘蔗的CV%（变异系数）值显著低于常规施氮,低氮处理的单作产量稳定性显著高于高氮处理。单作大豆产量的W~2显著高于间作。大豆产量的CV%和SYI值均表明在间作模式中施氮量对大豆产量稳定性无显著影响,SB2-N1具有种植优势。不同处理的系统总产量W~2值差异不显著,说明甘蔗//大豆间作和施氮量不影响系统产量稳定性。种植年限的增加对甘蔗蔗糖分和纤维分、蔗汁糖锤度、蔗汁旋光度和蔗糖分无显著影响,同一年份不同种植模式和施氮量处理的甘蔗品质差异不显著。减量施氮甘蔗//大豆间作模式能够保持系统生产力和地力的稳定性。2、盆栽试验结果表明,常规施氮处理的甘蔗根生物量显著高于不施氮,与减量施氮无显著差异。施氮的大豆根瘤干重显著低于不施氮。不施氮的甘蔗和大豆植株氮素吸收量显著低于施氮处理,说明施氮肥可以促进甘蔗和大豆植株对氮素的吸收。减量施氮的大豆的固氮率、氮转移率和氮转移量分别为88.90%、1.65%,819.80 mg/kg,显著高于不施氮和常规施氮。说明间作系统中的大豆向甘蔗转移一部分氮素以满足甘蔗对氮素的需求,减量施氮有效促进大豆固定更多的氮素来满足甘蔗的氮素需求。3、Illumina Miseq高通量测序结果表明,（1）常规施氮显著降低甘蔗根际土chi A基因群落的丰富度;施氮显著降低甘蔗根际土amo A基因群落丰富度;减量施氮显著增加甘蔗根际土nir S基因群落丰富度;施氮显著增加大豆根际土nir K和nos Z基因群落丰富度。施氮显著降低甘蔗根际土amo A基因群落多样性,显著增加大豆根际土nif H、nir K和nos Z基因群落多样性。（2）施氮减少甘蔗根际土6个功能基因群落和大豆根际土amo A基因群落物种数,增加大豆根际土nif H、chi A、nir K、nir S和nos Z基因群落物种数。（3）不同施氮量显著影响甘蔗和大豆根际土6个功能基因群落结构和物种相对丰度。（4）常规施氮显著影响甘蔗根际土chi A、amo A、nir K和nos Z基因群落结构,施氮显著影响甘蔗根际土nif H和nir S基因群落结构;不同施氮水平显著影响大豆根际土nif H、amo A和nos Z基因群落结构,常规施氮显著影响大豆根际土chi A基因群落结构,施氮显著影响大豆根际土nir K和nir S基因群落结构。（5）施氮显著影响甘蔗根际土nif H、chi A、amo A、nir K和nir S基因群落物种丰度,常规施氮显著降低甘蔗根际土nif H、chi A、amo A和nir S基因群落物种丰度;不同施氮水平显著影响大豆根际土6个功能基因群落物种丰度,与常规施氮相比,减量施氮处理的差异菌群较多和物种丰度较高。（6）SOM、TN、TP、AP以及AK含量对甘蔗根际土nif H基因群落物种分布有显著性影响。土壤p H、AN、NO4+-N和NO3--N对间作根际土chi A基因群落结构影响显著。土壤p H、AN和NO3--N对间作根际土amo A基因的群落物种分布影响显著。土壤p H、AN、NO3--N和NO4+-N含量对甘蔗根际土nir K基因群落结构有显著影响。土壤p H、SOM、TP、AN、NO4+-N和NO3--N对间作根际土nir S基因的群落结构组成有显著影响。土壤p H、NO3--N以及AN对间作根际土nos Z基因群落结构有显著性影响。与不施氮和减量施氮相比,常规施氮显著影响根际土固氮作用和反硝化作用强度,可能抑制间作系统根际土群落微生物的氨化作用过程。综上所述,减量施氮和常规施氮对甘蔗、大豆以及间作系统总产量无显著影响,300 kg·hm-2的施氮量能够满足甘蔗和大豆以及间作系统对氮素的需求。不同种植模式和施氮量处理对甘蔗品质的影响无显著差异。间作和减氮能够维持系统产量的时间稳定性,是一种可持续的生产方式。不同的施氮水平对甘蔗和大豆根际土参与氮循环过程关键基因nif H、chi A、amo A、nir K、nir S和nos Z基因群落的结构组成有显著影响。与不施氮和减量施氮相比,常规施氮显著影响群落结构和物种丰度。土壤养分含量显著影响功能基因群落物种分布。