地球所有生境中，土壤被认为微生物多样性最高，群落组成最复杂。微生物通过影响碳氮循环调节土壤生态系统中的氮和碳的转化，是维系土壤生态系统可持续发展的关键。然而，人为活动如土地利用和各种管理措施等，可能会影响微生物群落及其维持土壤生态系统的功能。例如，连续种植水稻导致农田土壤中化学氮肥的过度使用，从而改变氮循环，并且影响的微生物群落，包括土壤中氨氧化微生物和甲烷氧化微生物，但其具体的机制尚不清楚。本论文探讨不同的土壤管理措施如何影响土壤细菌和古菌，特别是不同施肥模式对氨氧化细菌(AOB)，古菌(AOA)和甲烷氧化菌(MOB)的作用，为评估不同施肥模式对土壤微生物AOB，AOA和MOB的影响提供依据。　　针对不同施肥模式下的江西旱地和稻田红壤，新一代高通量测序技术在转录组(16S rRNA)和基因组(16S rDNA)水平研究了土壤整体微生物群落多样性。结果表明，长期不同的田间施肥模式下，酸性水稻土中的细菌和古菌整体群落大致维持不变，表明土壤中微生物具有极强的稳定性，同时，细菌和古菌群落的潜在生长率或活性与它们的相对丰度密切相关。长期施肥小区土壤中类型Ⅰ甲烷氧化菌占所有微生物的比例高于不施肥土壤，而类型Ⅱ甲烷氧化菌占所有微生物的比例在不施肥土壤中最高，表明长期施肥抑制了类型Ⅱ甲烷氧化菌，刺激了类型Ⅰ甲烷氧化菌的生长.　　针对江苏扬州的江都稻田土壤，微宇宙培养实验研究发现施肥能够刺激土壤甲烷氧化，同时甲烷能够促进土壤氨氧化过程。然而，针对常熟稻田土壤的结果表明氮肥的施用浓度对稻田土壤甲烷氧化活性有很大程度上影响。铵态氮肥浓度高时，可能会抑制甲烷氧化活性。实验结果表明，尿素/硫酸铵浓度为200μgN/g.d.w.s及以上，显着抑制甲烷氧化活性。通过微宇宙培养实验或长期田间施肥试验对甲烷氧化菌pmoA基因的系统发育分析发现，氮肥刺激Ⅰ型MOB的生长，而Ⅱ型MOB在原始土壤中占主导。江都和常熟稻田土壤的总氮含量分别为1.45和2.41 g kg-1，因此，江都土壤中的甲烷氧化菌可能处于氮亏缺状态、氮肥施入缓解了甲烷氧化菌的生长逆境，刺激了土壤甲烷氧化活性，而常熟土壤甲烷氧化细菌处于氮素盈余状态，大量氮肥施入可能对其产生负效应，对甲烷氧化菌产生一定的胁迫，抑制了土壤甲烷氧化过程。　　在江西长期田间施肥的酸性土壤中，氨氧化微生物的丰度和群落结构表现出相反的结果。在这一土壤的硝化过程中，AOA似乎比AOB具有更加重要的作用。AOA在数量上更具优势，似乎受到长期田间施肥的影响。而AOB群落结构在不同的田间施肥处理下，几乎保持不变。酸性的好氧旱地转变为水稻田，能够显着改变氨氧化古菌群落结构。我们的研究结果表明，与土壤类1.1b氨氧化古菌AOA相比，海洋类1.1a氨氧化古菌AOA能够更好地适应淹水稻田环境;然而，淹水稻田和好氧旱地土壤中氨氧化细菌AOB的种群基本一致。因此，土地使用的类型可能是形成复杂的土壤环境中氨氧化微生物的群落结构的主导力量之一。　　总之，我们的结果表明，不同施肥管理措施影响土壤甲烷氧化和氨氧化微生物。根据目前的研究推测，甲烷氧化和氨氧化微生物可能存在相互作用并需迸一步研究。