全文总字数：6100字
1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
氮在陆地生态系统中扮演着重要的角色，特别是在农田生态系统中，作物产量主要取决于土壤是否能满足其对氮素营养的需求以及氮素营养的有效性。因此，土壤中氮循环是一个非常重要的生物化学过程，它能够地上部和地下部生态系统氮素营养供给与平衡。土壤中氮素的输入、转换以及输出都依赖于微生物主导的固氮过程，氨氧化过程，反硝化过程以及氨化过程[1]。固氮微生物能将大气中的n2固定到土壤中，并且转化成有效的氮素形态供作物吸收[2]。nifh基因常常作为一种分子标志物来分析固氮微生物的群落变异[3]。
土壤硝化过程主要由无机化能营养的氨氧化微生物和亚硝酸盐氧化微生物共同作用，主要是把铵态氮氧化成硝态氮[4]。由于氨氧化过程是硝化过程的主要限速步骤，所以我们常用amoa基因（aoa和aob）来研究硝化过程的微生物群落的变异。反硝化过程主要是把土壤中的各种氮素形态以n2或n2o的形式释放到大气, 所以在氮循环过程中扮演着重要的角色[5-6]。
反硝化过程由多种功能微生物所调控，它们能分泌不同的酶来催化调控这一过程。这些酶主要包括：硝酸盐还原酶（napa和narg）、亚硝酸还原酶（nirs和nirk）, no还原酶（norb）和n2o还原酶（nosz）。氨化过程主要是将土壤中的有机态氮转变成无机铵态氮，这一过程主要由氨化微生物所分泌的依赖nad的谷氨酸脱氢酶所催化。gdh基因常常被由于固氮微生物群落的分子分析[7]。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标：
到目前为止，我们对农田生态系统中氮循环相关微生物的研究相对较少，且大都集中在单个功能组微生物（如:固氮微生物、氨氧化微生物），缺乏对氮循环相关功能微生物组的全面认识和研究。所以，我们通过荧光定量pcr（q-pcr）技术定量了参与土壤氮循环过程的各组功能微生物丰度（包括：固氮微生物，氨氧化微生物，反硝化微生物，硝酸盐还原微生物和氨化微生物），通过对这些功能组丰度的研究进一步探究长期不同氮素施用水平对土壤氮循环生态学潜力的调控。
2.研究内容：
3. 研究的方法与方案
1.研究方法与技术路线
1.1土壤理化性质测定
土壤理化性质测定参照土壤农化分析。新鲜土样在105℃烘干至恒重以测定土壤含水量（water content, wc）。以水土比为2.5:1（w/v）土壤悬液测定土壤ph值和离子交换量（electrical conductivity, ec）。利用元素分析仪（vario el, germany）通过干烧法测定土壤的总碳（tc）、总氮（tn）及碳氮比（c/n ratio）。用0.01 m 氯化钙溶液浸提铵态氮（nh4 -n）和硝态氮（no3--n），然后用流动分析仪（auto analyzer 3, germany）测定。利用醋酸铵浸提土壤并用火焰分光光度计测定土壤速效钾（ak）；利用碳酸氢钠浸提土壤悬液并用钼锑抗比色法测定土壤速效磷（ap）。
4. 研究创新点
到目前为止，我们对农田生态系统中氮循环相关微生物的研究相对较少，且大都集中在单个功能组微生物（如:固氮微生物、氨氧化微生物），缺乏对氮循环相关功能微生物组的全面认识和研究。所以，我们通过荧光定量PCR（q-PCR）技术定量了参与土壤氮循环过程的各组功能微生物丰度（包括：固氮微生物，氨氧化微生物，反硝化微生物，硝酸盐还原微生物和氨化微生物），通过对这些功能组丰度的研究进一步探究长期不同氮素施用水平对土壤氮循环生态学潜力的调控。
5. 研究计划与进展
定量参与土壤氮循环过程的各组功能微生物丰度（包括：固氮微生物，氨氧化微生物，反硝化微生物，硝酸盐还原微生物和氨化微生物），通过对这些功能组丰度的研究进一步探究长期不同氮素施用水平对土壤氮循环生态学潜力的调控。
年度计划如下：
2018年7月-12月 收集材料方法、开展实验设计、样品采集处理；
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