项目以石家庄平原为研究靶区，运用多学科理论知识，通过原位构建农田包气带剖面的均衡试验土层系统，在控制选择田间不同土壤水势及秸秆还田或不还田试验条件下，进行综合考虑试验系统中的无机氮变化、有机氮变化及生物固氮、气体氮挥发、植物氮吸收、生物量氮吸收等因素影响下的包气带土层有机质驱动的生物反硝化脱氮试验研究，研究首先对原位均衡试验土层施以一定浓度的N03--N液态肥料(生物固氮测试考虑添加硝化抑制剂)，并借助不同深度部位针对铰态氮的原位硝化试验中硝态氮的增量比值，结合相关凯氏氮、总氮变化值及生物固氮值，参比计算出土层各深度部位的硝态氮增量值，再与均衡试验土层中的硝态氮本底值、末期值、顶底进出值及植物氮吸收值、生物量氮值一道参与均衡计算，得到均衡试验土层中NO3--N的反硝化损失量值，从而达到定量研究农田包气带土层生物反硝化脱氮的目的。同时依据对土壤有机碳的监测，研究土壤剖面有机碳的时空分布特征，为农田氮素污染地下水的防护实践提供科学依据。