日益增长的世界人口和粮食需求导致全球化肥施用量大幅增加,刺激了农业土壤氮素气体（如NH₃、N₂O）排放量增加,加剧了氮素流失和温室效应等环境问题。而近年来新兴的各种功能材料也可能进入土壤系统对氮素循环产生一定的影响。对不同类型农业土壤进行氮素循环的研究有利于进一步明确土壤氮素的迁移转化和对全球温室气体的贡献量。目前已有研究多关注典型农业系统,对于桑园系统土壤氮素循的了解较少。桑树是高氮作物,对氮肥的大量消耗使土壤具有较高的氮素气体排放潜力。本研究采用野外观测实验和室内模拟相结合的方法,研究不同水肥管理下桑园土壤N₂O通量的短期排放特征,查明不同外源物输入下桑园土壤N₂O和NH₃通量的短期响应规律,揭示农业管理和其它外源物输入对土壤氮素循环的影响。同时分析水肥管理和外源物输入对土壤理化性质和酶活性的影响等。主要研究内容及结果如下:（1）水肥管理对桑园土壤N₂O通量及土壤性质的影响研究通过大田野外观测和室内模拟,获得了低、中和高三种氮肥施加量及土壤含水率条件下桑园土壤N₂O的排放通量以及土壤常规酶活性的影响。研究发现,桑园土壤是N₂O的排放源,氮肥量的增加对N₂O通量有促进作用;土壤含水率的增加会刺激N₂O的产生和排放,但含水率过高使土壤呈淹水状态时,N₂O通量显著降低。研究结果表明,桑园土壤N₂O排放通量与土壤p H、硝态氮、脲酶和蔗糖酶活性呈极显著正相关关系,与土壤含水率和磷酸酶活性呈显著负相关关系。（2）不同外源物输入对桑园土壤氮素气体通量的影响通过室内模拟实验,对比分析不同外源物对桑园土壤N₂O和NH₃通量、土壤性质和酶活性的影响。与对照组相比,尿素叠加纳米银、石墨烯施加的土壤均释放出更多的N₂O气体,其中纳米银对N₂O有低促高抑的作用,硝化抑制剂对N₂O产生的抑制作用极显著;与单施尿素相比,叠加硝化抑制剂和纳米银均提升了NH₃通量,而叠加石墨烯对NH₃的产生有一定的抑制作用,抑制效果随石墨烯施加量的增加而减弱。此外,不同Ti O₂光催化材料的输入则显著增加了土壤N₂O、NH₃和CO₂三种气体的排放通量。研究结果表明,不同的功能对桑园土壤氮素循环的影响有较大差异,一些纳米功能材料均能促进氮素气体的产生和排放,加速土壤氮素的流失。