【目的】硝化-反硝化是我国农田氮肥损失的主要途径,其过程中产生的氧化亚氮（N₂O）作为一种潜在的温室气体（GHG）也愈来愈受到关注,如何降低土壤硝化-反硝化损失及其引起的N₂O排放是农业生产一直面临的问题。施入石灰性土壤中的氮肥在短时间内迅速完成硝化,为反硝化提供了大量的底物进而诱导反硝化的进行,加快了硝化、反硝化过程中的氮损失。利用硝化抑制剂（NIs）可延缓石灰性土壤的硝化作用,在实现有效氮缓慢释放的同时可减少N₂O排放,提高氮素利用。以往对硝化抑制剂应用于石灰性土壤的相关研究较少,尤其是在滴灌条件下对石灰性土壤氮转化、N₂O排放的影响及其微生物作用机理缺乏系统而深入的研究。本论文则研究了硝化抑制剂2-氯-6-（三氯甲基）吡啶（Nitrapyrin,简称氯甲基吡啶）对石灰性土壤有效氮转化、N₂O排放、氮转化关键酶活性以及相关微生物的影响,旨在厘清氯甲基吡啶影响石灰性土壤氮转化过程及其N₂O排放的微生物调控机制,为促进滴灌石灰性土壤氮素养分资源高效利用、N₂O减排与环境保护双重目标的实现提供理论依据与技术途径。【方法】采用滴灌小区试验与模拟培养试验相结合的方式进行研究,设置不施氮肥（CK）、单施尿素（Urea）和尿素添加1%施N量的氯甲基吡啶（Urea+nitrapyrin）3个处理,重复4次。运用静态箱/培养瓶-GC、Biolog-ECO微平板培养、荧光定量PCR以及Illumina高通量测序等研究方法和技术手段,开展2-氯-6-（三氯甲基）吡啶对石灰性土壤有效氮转化、N₂O排放及相关微生物影响的研究。【结果】1.在石灰性土壤中,尿素在随水滴施后的7天内迅速完成硝化,氯甲基吡啶的添加使土壤硝化得到有效抑制。田间滴灌条件下,氯甲基吡啶的添加使土壤铵态氮（NH₄⁺-N）含量增加25.98%,硝态氮（NO₃^--N）含量降低11.70%;模拟培养条件下,氯甲基吡啶的添加使土壤NH₄⁺-N含量增加233.34%,NO₃^--N含量降低39.23%,平均铵硝比增加316.78%,平均表观硝化率降低37.03%。氯甲基吡啶随水滴施后石灰性土壤的硝化抑制效应期为35天,硝化抑制率为6.38⁷8.48%,最高抑制率出现在第7天。氯甲基吡啶的添加降低了土壤矿质氮总量但并未产生明显影响。2.尿素的随水滴施激发了石灰性土壤N₂O排放,氯甲基吡啶的添加则对施氮引起的N₂O具有显著的减排效应。田间滴灌条件下,氯甲基吡啶的添加使施肥季内土壤N₂O累积排放量（CE）和排放系数（EF）分别降低14.28%和32.38%,农田氮肥利用率（NUE）提高10.70%;模拟培养条件下,氯甲基吡啶的添加对土壤N₂O的减排率为3.83⁷7.53%,且最高减排率出现在第7天,累积排放量降低了51.16%。田间滴灌条件下,N₂O与NH₄⁺-N、NO₃^--N及土壤孔隙含水率（WFPS）均呈显著正相关,其中,与NO₃^--N相关性最高,其次为WFPS和NH₄⁺-N,且WFPS通过影响NO₃^--N含量而间接调控N₂O排放;模拟培养条件下,N₂O与土壤NO₃^--N含量在硝化抑制关键期内呈显著正相关。3.尿素的随水滴施增加了土壤微生物的碳代谢能力和强度,提高了微生物的代谢多样性和丰富度,增加了微生物对各类碳源的利用。氯甲基吡啶的添加则进一步提高了土壤微生物的碳代谢能力和强度,以及多样性和丰富度,增加了土壤微生物对聚合物、酚酸、羧酸、氨基酸及胺类的利用,降低了其对碳水化合物的利用,但差异均不显著,说明氯甲基吡啶对土壤总微生物群落并未产生显著影响。尿素的随水滴施提高了土壤脲酶、羟胺还原酶、亚硝酸还原酶以及硝酸还原酶活性。氯甲基吡啶的添加则降低了脲酶和羟胺还原酶活性,增加了亚硝酸还原酶和硝酸还原酶活性,但差异均不显著,说明氯甲基吡啶对土壤氮转化关键酶活性并未产生显著影响。上述酶与N₂O排放均呈现一定的相关性,其中,脲酶和羟胺还原酶活性与N₂O通量始终呈显著正相关;亚硝酸还原酶活性在田间滴灌条件下与N₂O通量呈显著正相关,硝酸还原酶活性在模拟培养条件下与N₂O通量呈显著正相关。4.尿素的随水滴施提高了土壤氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）以及反硝化细菌的基因丰度,改变了AOB的群落结构。氯甲基吡啶的添加显著抑制了AOB的amoA基因丰度,改变了其群落结构,对AOA的amoA基因丰度虽有抑制但不显著,其群落结构也未发生显著改变。氯甲基吡啶的添加抑制了nirS、nirK、nosZ型反硝化细菌的基因丰度,且对nirS和nirK的抑制大于nosZ。田间滴灌条件下,AOB和AOA的amoA基因丰度与土壤N₂O通量呈显著正相关;模拟培养条件下,AOB和AOA的amoA基因以及反硝化细菌nirS、nirK及nosZ基因丰度与N₂O通量均呈显著正相关。NH₄⁺-N、NO₃^--N和WFPS对氨氧化和反硝化微生物均能产生一定的影响,其中,NO₃^--N对氨氧化和反硝化微生物基因丰度的综合影响最为显著,NH₄⁺-N对AOA和AOB群落结构的影响最显著。【结论】尿素添加1%施氮量的氯甲基吡啶随水滴施能有效抑制石灰性土壤的硝化作用,显著降低N₂O排放,对土壤总微生物的群落结构和多样性以及氮转化关键酶活性并未产生显著影响。氯甲基吡啶的添加显著抑制了土壤AOB的基因丰度,改变了其群落结构,对AOA的基因丰度和群落结构虽有影响但不显著。氯甲基吡啶的添加抑制了nirS、nirK及nosZ型反硝化细菌的基因丰度,对nirS、nirK的抑制大于nosZ。在干旱区滴灌石灰性土壤中,氯甲基吡啶主要是通过改变氨氧化细菌的丰度和群落结构抑制硝化进而减少N₂O排放,对反硝化微生物及其N₂O排放的影响则是间接的。在滴灌石灰性土壤中,NO₃^--N是调控土壤硝化、反硝化微生物和N₂O排放的最主要的土壤因子。