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土壤有机质是陆地生态系统重要的碳库,土壤有机质的矿化是土壤养分循环和影响气候变化的关键过程。施肥和土地利用是重要的土壤管理实践,其对土壤有机质矿化的影响具有重要的研究意义。本文以红壤和水稻土为研究对象,探讨长期施肥和土地利用对土壤有机质矿化的影响特征及潜在机制,主要内容包括:（1）运用培养实验结合矿化动态模型反映土壤有机质矿化的特征。（2）借助荧光光谱、核磁共振波谱、热裂解-气相色谱/质谱技术分析土壤有机质的化学组成。（3）通过高通量测序和酶活性测定,探究微生物群落和功能对土壤有机质的分解作用。（4）利用物理分组和化学提取,探讨团聚体大小和铁铝氧化物对土壤有机质矿化的调控作用。（5）通过统计分析评估有机质化学组成、微生物群落、有机碳降解酶活性、铁铝氧化物和团聚体大小对土壤有机质矿化的作用。结果如下:（1）化肥和有机肥的施用显著增加了红壤有机质的矿化。供试施肥处理中,红壤总有机碳、有机碳库、可溶性有机碳和微生物量碳的含量大小为:对照<化肥<化肥+秸秆<粪肥,但铁铝氧化物结合态有机碳占总有机碳的比例具有相反的规律。化肥和有机肥增加了Actinobacteria、Proteobacteria和Ascomycota的相对丰度以及β-葡萄糖苷酶和转化酶的活性。结构方程模型表明有机碳水解酶活性、活性有机碳、微生物群落组成和多样性是红壤有机质矿化的积极影响因素。在这些因素中,有机碳水解酶活性是最重要的影响因素,活性有机碳比微生物群落和多样性的作用更大。以上结果表明,施肥主要通过增加有机碳水解酶活性促进红壤有机质的矿化。（2）红壤团聚体有机质的矿化随团聚体粒径的减小而增大。小团聚体相对大团聚体具有更高浓度的可溶性有机质,但其化学结构的复杂性更低。β-葡萄糖苷酶活性随团聚体粒径的减小而增大,GH1β-葡萄糖苷酶微生物的丰度和多样性具有相似的趋势。红壤团聚体中携带GH1β-葡萄糖苷酶基因的微生物主要包括Actinobacteria,Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Flavobacteria、Eurotiomycetes和Sordariomycetes。Actinobacteria、Sordariomycetes和Eurotiomycetes的相对丰度在团聚体粒径之间差异显著。冗余分析结果表明可溶性有机质和pH是红壤团聚体GH1β-葡萄糖苷酶微生物的重要影响因素。结构方程模型结果表明团聚体大小主要通过调控β-葡萄糖苷酶活性和可溶性有机质来影响红壤有机质的矿化。（3）化肥和有机肥的施用显著增加了红壤有机-无机复合体中有机质的矿化速率和累积矿化量。施肥显著增加了红壤有机-无机复合体中有机质化学组成的类型和多样性。红壤有机-无机复合体中GH1β-葡萄糖苷酶微生物的丰度、多样性和β-葡萄糖苷酶活性在供试施肥处理之间没有显著差异。施肥显著改变了红壤有机-无机复合体中GH1β-葡萄糖苷酶细菌的群落组成,但对GH1β-葡萄糖苷酶真菌的群落组成没有显著影响。红壤有机-无机复合体携带GH1β-葡萄糖苷酶基因的优势微生物包括Actinobacteria、Betaproteobacteria、Deltaproteobacteria、Gamproteobacteria、Rubrobacteria、Eurotiomycetes和Sordariomycetes。红壤有机-无机复合体中铁铝氧化物及其结合的有机碳的含量在施肥处理之间差异显著。有机碳属性是红壤有机-无机复合体中有机质矿化的重要影响因素。（4）施用化肥抑制了水稻土有机质的矿化,绿肥部分替代化肥减弱和转变了其抑制作用。化肥和绿肥部分替代化肥都增加了水稻土有机碳的含量,而活性有机碳占总有机碳的比例和有机质矿化的规律相似。施肥处理轻微地改变了水稻土中微生物的丰度和多样性,显著改变了微生物的群落组成。Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Chloroflexi、Firmicutes、Mortierellomycota和Ascomycota是供试水稻土的优势微生物。水稻土细菌群落组成主要受NO3--N和pH的影响,真菌群落组成主要受有机碳组分的影响。绿肥部分替代化肥显著提高了水稻土有机碳水解酶的活性,但对其编码基因的丰度没有显著的影响。总有机碳是β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性重要的影响因素。随机森林模型和偏最小二乘路径分析表明绿肥部分替代化肥主要通过改变有机碳组分影响水稻土有机质的矿化。（5）土地利用显著改变了红壤有机质的矿化,且竹<樟<茶。种植樟和茶的土壤比种植竹的土壤具有更高含量的有机碳。可溶性有机质的含量大小为竹<樟<茶,但其化学组成的复杂性具有相反的规律。土地利用显著改变了微生物的群落组成,其中Actinobacteria、Acidobacteria、Firmicutes和Basidiomycota的相对丰度在土地利用之间差异显著。多元回归树结果表明总有机碳和碳氮比是微生物群落的显著影响因素。冗余分析表明,种植竹、樟和茶的土壤微生物群落分别与碳氮比、pH和活性碳库I以及可溶性有机质密切相关。相关性分析表明有机质的矿化和有机碳组分显著相关,但和微生物群落组成没有显著相关性。以上结果推测土地利用主要通过改变有机碳组分来调控红壤有机质矿化。本文从土壤全土、团聚体和有机-无机复合体尺度,系统地探讨了施肥和土地利用通过影响有机质化学组成、（功能）微生物群落、酶活性、铁铝氧化物来调控红壤和水稻土有机质的矿化,为理解亚热带陆地生态系统碳循环和气候变化提供科学依据。