山东省寿光市设施蔬菜的规模化发展，在为菜农带来更高的经济效益的同时，也因其高水肥投入的特点，造成了菜田土壤质量衰退、投入的氮素大量损失以及以氧化亚氮（N2O）为代表的土壤温室气体排放量增加等环境问题。氧化亚氮是是一种强有力的温室气体（GHG），它的温室效应约是同分子CO2的300倍。在过去一百年间，随着工农业的发展，氧化亚氮排放量急剧升高，它对全球气候变化的影响不容忽视。据估计平均每年土壤过程贡献了全球氧化亚氮排放的56％-70%（10.3-12.8Tg Nyr-1）。山东省寿光市一长期定点监测设施菜田的前期研究表明，该菜田土壤受到田间水肥管理措施的强烈影响，呈脉冲式排放氧化亚氮气体。本研究选取该设施菜田作为研究对象，研究其微生物菌群特征和气体排放规律。　　首先，对该设施菜田与棚外粮田的土壤菌群结构和反硝化功能基因丰度进行了对比。结果表明设施菜田与棚外粮田具有不同的土壤细菌群落结构，并且土壤细菌总量显著高于棚外粮田，然而两种反硝化功能基因（nirS，nosZ）相对丰度并没有显著变化。菜田各处理土壤菌群总体结构受灌溉施肥和时间推移的影响较小，保持稳定；nosZ功能基因丰度在灌溉施肥后显著上升。　　为了研究氮转化过程中的气体产生，我们建立了一套自动化反硝化培养物实时气体检测系统（ROBOT系统），并进行前期的方法创立和仪器运行状态的评估。结果表明该系统具有良好的扩展性，通过对分析方法的改进，整个分析时间可以缩短1分钟，并建立了含有氢气和乙炔样本的测定方法；测定准确，实验数据真实可信，仪器精密度良好，系统泄漏量较小。　　此外，我们还进行了寿光设施菜田与棚外粮田的土壤培养实验，利用ROBOT系统检测土壤培养过程中的反硝化气体的排放模式。结果表明与设施菜田相比，棚外粮田有相对低的N2O积累量和产物比，并且在厌氧初期气体产生模式有所不同。菜田土壤N2O排放主要源于微生物的厌氧硝酸盐呼吸，不同土壤管理方式仅与该呼吸过程的强度相关，而终止土壤厌氧状态可以使N2O排放过程立即停止。据此提出了通过缩短因灌溉造成的土壤厌氧条件时长，而实现设施菜田N2O减排的新思路。　　综上所述，本研究应用ROBOT系统通过土壤培养实验和气体动态分析，结合微生物分子生态学技术，研究了一个典型设施菜田及其附近粮田的土壤微生物群落结构和反硝化气体排放模式，解释了该设施菜田中出现N2O脉冲式排放的原因，为设施菜田N2O减排提供了理论基础。