泡桐(Paulownia fortunei)是我国黄淮海平原商业化种植的优良速生乡土阔叶树种,但在南方亚热带区域泡桐多为四旁绿化树种,南方地区宜桐地的种植潜力较大,因而探讨施肥等人工管理措施对土壤微生物群落结构和多样性变化的影响,可为亚热带区域泡桐人工林科学施肥与集约经营提供科学依据。本文拟研究亚热带区域不同施肥年限下泡桐人工林土壤微生物群落结构和多样性变化规律,泡桐人工林土壤微生物群落结构和多样性与土壤基本性质之间的关系,以及泡桐人工林土壤微生物优势种群的分布规律。本研究以常绿阔叶林为对照,在湖南湘阴县设置4种不同施肥年限的(施肥1年、3年、10年和13年)泡桐人工林施肥试验,测定28项土壤物理、化学、微生物指标,通过高通量测序技术研究泡桐人工林土壤微生物区系及演替规律,采用聚类分析和主坐标分析探究不同处理下土壤微生物群落结构差异,使用冗余分析对泡桐人工林土壤微生物群落结构和土壤基本性质之间的关系进行了分析,主要结论如下:(1)随着施肥年限的增加,土壤细菌群落样本序列优化比例仅为50%,而真菌群落样本序列优化比例则达到98%。细菌群落样本总共测得741465有效序列,平均优化比率为45.48%。真菌群落样本总共测得826904有效序列,平均优化比率达到97.99%。真菌群落的序列优化比例和有效序列数均显著高于细菌群落,而从丰富度指数来看,人工林处理均高于常绿阔叶林。细菌的(Shannon)多样性指数、丰富度指数(Chao1)以及均匀度指数(Heip)在人工林及常绿阔叶林之间差异显著(p<0.05)。真菌的多样性指数(Shannon)和丰富度指数(Chao1)在人工林和常绿阔叶林处理间差异显著(p<0.05)。(2)研究结果表明,试验处理细菌和真菌群落的3-yr和CK,与1-yr、10-yr和13-yr处理之间差异显著。试验林土壤在门水平下,不同处理间的优势菌门均为绿弯菌门,细菌优势菌属为嗜酸栖热菌属(Acidothermus)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)等。试验林土壤在门水平下,不同处理间的优势菌门均为子囊菌门,真菌优势菌属为毛壳菌属(Chaetomium)、枝孢菌属(Cladosporium)、镰刀菌属(Fusarium)等。泡桐人工林土壤细菌群落的优势菌门为绿弯菌门(Chloroflexi)(30.61%)、变形菌门(Proteobacteria)(24.18%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(19.21%),绿弯菌门在不同处理中差异显著(p<0.05)。真菌的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)(72.99%)、担子菌门(Basidiomycota)(14.52%)、接合菌门(Zygomtcota)(5.13%),接合菌门在不同处理中差异显著(p<0.05)。(3)土壤pH、全钾、速效钾、有机质、硝氮、氨氮、有效硼、有效硫在不同施肥年限泡桐人工林之间存在显著差异(p<0.05)。脲酶活性和蔗糖酶活性在人工林处理和对照组处理之间差异显著(p<0.05),微生物量碳、氮、磷在人工林处理和对照组处理之间差异显著(p<0.05)。(4)在不同施肥年限泡桐人工林的土壤细菌群落有显著相关关系的土壤化学指标为全磷、有机质、有效硼,表明这些因素与施肥年限密切相关。真菌群落的结果表现出不同施肥年限的全钾、有机质、有效硼与土壤真菌群落显著相关,说明这些土壤性质与施肥年限紧密相关。细菌群落的多样性指数共有的极显著相关因子为土壤粘粒含量、有效铁、有效锰、微生物量碳、微生物量磷。土壤真菌多样性指数的极显著相关因子为土壤粘粒含量、有效铁、微生物量磷,土壤真菌丰富度指数的极显著相关因子为土壤粘粒含量、氨氮、有效铁、有效锰、微生物量磷,但土壤真菌均匀度指数则并没有极显著相关关系因子。总而言之,对于土壤微生物群落结构影响的关键限制因子为有机质和有效硼,细菌和真菌多样性共同限制因子为粘粒含量、有效铁、微生物量磷,在施肥管理过程中可以适当添加铁元素和磷元素以促进有益微生物的生长繁殖。