土壤中广泛存在着硝化作用,酸性土壤占有我国很大的面积。早期的研究表明：硝化作用在碱性土壤中广泛的存在且活性很强,酸性土壤中几乎不存在硝化作用。但是随着研究人员的不断探索,很多的证据证明了酸性土壤中同样存在硝化作用,且在某些特定的酸性土壤中,其硝化作用甚至很强烈。由于以上原因,酸性土壤的硝化作用越来越受到研究人员的重视。国内外许多学者对酸性土壤硝化作用的影响因素以及机理均做了详细的研究。酸性土壤颗粒表面带有大量的负电荷,这样在土粒表面及附近溶液中形成一个“连续”分布的强大电场,对H+、NH4+和土壤微生物(带有负电荷)都产生影响,从而对硝化过程产生影响。在以前的研究中,人们较少考虑土壤颗粒表面电场的作用,本文从土壤颗粒表面不同电场强度的角度来研究土壤的硝化作用及硝化微生物微生物数量、活性及群落结构的变化。本实验选用了重庆缙云山马尾松林土壤(酸性黄壤pH 5.2),在土样中加入3%、5%、8%、10%和12%浓度蒙脱石处理,风干、碾碎过1mm筛后待用。将样品调节含水率为田间含水率的50%,在28℃的恒温培养箱中预培养一个月,然后加入相当于干土重的100mg/kg含量的NH4+—N,加入NH4+—N后采样一次,然后土壤样品放置在28℃的恒温培养箱中继续培养,共培养4周每周采样1次。通过测定子样品的H+和NH4+活度、净硝化率的时间动力学方程、实时荧光定量PCR方法测定氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)amoA功能基因的丰度、PCR—DGGE方法测定AOB群落结构组成。结果如下：加入蒙脱石后,土壤颗粒比表面积随着蒙脱石百分比的增加而增加,变化范围为52.9-102.4m2g-1。与比表面积变化趋势相似,表面电荷数量、表面电荷密度、表面电场强度、表面电位等都岁蒙脱石百分比的增加而增加。H+和NH4+活度都随蒙脱石百分含量的增加而呈线性下降。净硝化作用最大的为含10%蒙脱石的处理103 mg/kg,最小的为对照样品,净硝化作用只有62 mg/kg。然而蒙脱石没有改变净硝化作用的动力学模型,从时间动力学方程可以推出,含10%蒙脱石的处理中潜在硝化作用最高,可以达到275 mg/kg,高出对照的3倍多。酸性土壤中加入蒙脱石后硝化作用显著增强了,主要是因为AOB和AOA数量和活性的提高。对照样品中AOB数量是1.82×105g-1。与对照相比,蒙脱石含量在3%-5%范围内时土壤中AOB数量均没有显著性的变化,随着蒙脱石含量的继续增加,处理土壤中氨氧化细菌开始显著增加。从8%开始,AOB数量开始急剧增加,达到2.08×107,当蒙脱石含量为10%时达到最大值3.11×107,高于对照的170倍。然而,当蒙脱石百分比增加到12%时,AOB数量降到了2.64×107每克干土。AOA与AOB具有相似的变化趋势。对照中AOA数量为9.19×103每克干土,在0-8%范围内AOA数量随着蒙脱石百分比的增加而增加,8%时AOA数量最高,达到1.22×105每克干土。然而,蒙脱石含量为10%和12%时,AOA数量分别降到9.05×104和5.24×104每克干土。AOB数量显著高于AOA。通过对DGGE图谱进行聚类分析可知：处理8%和10%土壤中氨氧化细菌的群落组成相似性最高,在0.7以上,然后它们又与处理12%聚类,这三个处理群落组成相似性最高,首先聚类；然后又与处理0%聚类,它们的氨氧化细菌群落群落组成相似性在0.5以上；处理5%和处理3%群落组成相似性最低,稍大于0.4,最后聚类,这也与其DGGE可检测条带数量差异明显的结果相似。我们推论,酸性土壤中加入蒙脱石后显著增加了土壤颗粒表面电化学性质,AOB和AOA数量也随着显著增加了,且AOB数量显著高于AOA；土壤颗粒表面电场的增强提高了硝化作用,除了初始pH的不同外,主要是因为AOB和AOA数量及活性的显著增加；随着土壤颗粒表面电场的增强,AOB群落结构组成发生了明显改变,群落组成多样性增加。