长期施氮和NPK肥对土壤细菌多样性和群落组成的影响
摘要：人为的长期高氮素（N）输入可能导致土壤酸化和作物减产，但地下土壤微生物群落对长期单施氮肥或与磷（P）和钾（K）肥配施的响应尚不清楚。本研究通过汇总全球数据集进行Meta分析，探讨了长期施氮和NPK肥对土壤细菌多样性和群落组成的影响。
图1长期施用无机肥对（a）土壤pH值、（b）总有机碳、（C）有效氮含量和（d）微生物生物量碳的影响
图2长期施用无机肥对土壤细菌多样性（香农指数）的影响
图3施氮和施NPK对细菌多样性的效应值大小与土壤pH或总有机碳间的相关分析
图4分别使用（a）水分管理，（b）土壤质地，（c）作物类型和（d）施氮量（kg N/ha）分组数据进行分析时长期施氮对土壤细菌多样性的影响
图5长期施用无机肥对特定细菌类群相对丰度的影响
图6微生物生物量碳作为预测长期施肥下土壤细菌多样性变化的生物指标
结果表明，施氮降低了土壤pH值，增加了土壤有机碳（C）和有效氮含量。单施氮肥降低了细菌多样性，而施NPK肥增加了细菌多样性。施氮对细菌多样性的影响因土壤质地和水分管理而异，而与作物类型或施氮量无关。单施氮肥时细菌多样性的变化与土壤pH值和有机碳含量呈正相关关系，而施NPK肥时仅与土壤有机碳含量呈正相关关系。长期施氮条件下，微生物生物量碳随细菌多样性的降低而降低。
施氮增加了变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度，但降低了酸杆菌门（Acidobacteria）的丰度，这符合细菌的普遍生存策略理论。施氮量与放线菌相对丰度呈显著正相关，这说明氮素有效性的提高有利于放线菌的生长。
本研究首次对长期施用氮肥和氮磷钾肥对细菌多样性和群落组成的影响进行了全球Meta分析，为全球农业生态系统中维持地下微生物多样性的养分管理策略提供了参考。
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