提高水稻单产水平是解决世界粮食需求的主要途径,对保障我国口粮安全具有重要意义。提高土壤肥力和适量施用氮肥是水稻高产高效的关键。近几十年来,由于产量和秸秆还田比例的提升,我国南方稻田土壤有机质含量普遍呈增加趋势。但目前研究主要集中于土壤肥力对双季稻产量和氮素利用效率的影响,而有关不同肥力和施氮量调控双季稻氮素利用效率的微生物机制还不甚清楚。因此,本研究通过在母质(第四世纪红色黏土发育而来)相同的低肥力(F_L)、中肥力(F_M)和高肥力(F_selleck产品H)土壤上设置4个施氮处理(0、90、150和210 kg N·hm~(-2),分别以N_0、N_(90、)N_(150)和N_(210)表示),以明确土壤肥力和施氮量对双季稻产量和氮素利用效率的影响。同时采用实时荧光定量技术,分析双季稻氮循环相关土壤微生物功能基因丰度差异,以揭示土壤肥力和施氮量调控土壤氮素利用效率的微生物机制,为协调红壤氮素利用效率及农田氮循环改进模型提供科学依据。主要LXH254分子量研究结果如下:提高土壤肥力和施氮量均显著提高了早、晚稻产量,且二者对早、晚稻产量具有显著的互作效应。与N_0处理相比,早稻低肥力土壤上增施氮肥处理的产量增幅为151.93%～171.67%,但中肥力(102.29%～144.66%)和高肥力土壤上的产量增幅(35.12%～60.47%)较低肥力土壤上低。晚稻产量趋势与早稻一致,在低肥力和高肥力土壤上分别以N_(210)和N_(90)处理为最优。双季稻产量的增加均主要归功于有效穗数的增加。早、晚稻地上部吸氮量随土壤肥力和施氮量的提高显著增加,且土壤肥力和施氮量对早稻地上部总吸氮量有显著的互作效应。早、晚稻低肥力土壤上的氮素利用效率随施氮量增加有增加趋势,高肥力上有降低趋势。提高土壤肥力和施氮量均显著增加了土壤AOA-amoA、AOB-amoA、narG(晚稻分蘖肥时期除外)、nirK、nirS、nosZ、nrfA(早稻分蘖肥时期除外)和nifH基因的丰度。且AOA-amoA基因丰度较AOB-amoA基因高两个数量级,nirK基因丰度>nirS基因丰度。地上部总吸氮量与土壤AOA-amoA、AOB-amoA(早稻穗肥时期除外)、narG(早稻穗肥时Criegee intermediate期除外)、nirK(早稻基肥时期除外)、nirS(早稻基肥时期除外)、nosZ、nrfA和nifH(早稻基肥、晚稻分蘖肥时期除外)基因丰度呈显著或极显正相关。其中,以土壤AOA-amoA和narG基因丰度对地上部总吸氮量的影响最显著。氮素利用效率与早、晚稻分蘖肥时期narG基因丰度显著正相关。土壤AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度分别与土壤铵态氮(r~2=0.95)和微生物生物量氮(r~2=0.96)的正相关性系数最大。土壤亚硝酸还原酶和硝酸还原酶活性与土壤narG、nirK、nirS和nosZ基因丰度显著正相关。其中,土壤亚硝酸还原酶活性(r~2=0.97)与nrfA基因丰度的正相关系数最大。土壤微生物生物量氮和蛋白酶活性对nifH基因丰度的影响最显著。综上,土壤肥力和施氮量可能主要是通过铵态氮浓度和亚硝酸还原酶活性影响AOA-amoA和narG微生物的活性,从而调控双季稻地上部总吸氮量和氮素利用效率。