土壤是全球最主要的氧化亚氮(N2O)排放源。硝化和反硝化作用是土壤中N2O生成的两个最主要的微生物过程，好氧的硝化作用与厌氧的反硝化作用对N2O的产生量的贡献是有极大的差别；影响农田土壤N2O排放的因素主要有土壤水分状况、土壤温度、NH4+-N和NO3--N含量、土壤有机质、土壤pH等，区分N2O的硝化和反硝化作用来源，和理解环境因子改变如何影响N2O排放，对准确估算和预测土壤N2O排放通量非常重要。 本文主要以旱田土壤为研究对象，运用乙炔和氧气抑制技术(低浓度乙炔抑制自养硝化作用，纯氧抑制反硝化作用)，研究各种不同类型土壤中的硝化和反硝化作用N2O产生过程，以及各种不同因素对N2O产生过程的影响。 本试验主要由两部分组成：5个观测站点农田土壤N2O的季节性排放试验；硝化和反硝化N2O产生过程的因素控制试验(因素包括温度、含水量、速效氮、外源磷氮比和外源有机质)。第一部分主要是将采自三江、沈阳、封丘、盐亭和江都五个站点的土壤样品进行室内土壤培养实验，得出接近于田间土壤状况的条件下的硝化和反硝化N2O排放速率、硝化和反硝化作用对N2O排放的贡献率和硝化和反硝化N2O转化率季节波动状况及其与影响因素的关系；第二部分主要是将采自江都站点的土壤样品进行室内不同因素条件下的土壤培养实验，得出各种因子条件下的硝化和反硝化N2O排放速率、硝化和反硝化贡献率和N2O转化率以及各种影响因子对硝化作用和反硝化作用N2O转化率的影响函数。 试验所得结果和结论如下：在5个观测站点农田土壤N2O排放的季节性试验中，硝化作用是旱田土壤N2O的主要的排放源，硝化N2O排放速率大于反硝化N2O排放速率，硝化N2O贡献率大于反硝化N2O贡献率。由于排放速率因受各种因素的综合影响，而呈现不同的特点和波动规律。三江站土壤夏初排放速率最高，以硝化作用为主要N2O源；沈阳站夏初排放速率亦较大，在冬季，因温度低和含水量小，反硝化作用反而成为主要N2O源。封丘站土壤排放总量不高，在夏秋雨水较多土壤含水量较高时，反硝化作用超过硝化作用成为N2O的主要源。盐亭站硝化作用为N2O主要排放源，冬初时硝化和反硝化N2O排放速率相当。江都站水旱轮作，产生较大的硝化和反硝化N2O排放速率。 硝化N2O的转化率和反硝化N2O的转化率受土壤含水量、铵氮和硝氮含量等的影响。三江站土壤硝化N2O的转化率和反硝化N2O转化率与土壤含水量、铵氮和硝氮含量之间皆不显著相关；沈阳站土壤反硝化N2O转化率与铵氮含量呈显著的对数负相关关系；封丘站土壤反硝化N2O转化率与硝氮含量呈极显著的指数负相关关系；盐亭站土壤硝化N2O转化率与含水量呈显著的平方相关关系，硝化N2O转化率与铵氮含量呈极显著的倒数相关关系。综合考虑五个站点，硝化N2O转化率与五个站点土壤铵氮含量呈显著的倒数负相关关系(包括江都站旱作)；反硝化N2O转化率与五个站点土壤含水量呈显著的复合型负相关关系(包括江都站水旱轮作)。 温度影响硝化和反硝化微生物的活性。4～33℃范围内，随着温度的增加，硝化N2O排放速率和硝化N2O转化率也一直在增加，达到40℃时，排放速率和转化率又会下降。而反硝化N2O转化率和反硝化N2O排放速率在4～40℃范围内一直增加。尽管如此，但在温度变化影响下，硝化和反硝化N2O排放贡献则基本维持恒定。统计显示，反硝化N2O转化率与温度T(℃)之间呈极显著的生长函数型正相关关系；在4～33℃范围内，硝化N2O转化率与温度T(℃)之间呈极显著的生长函数型正相关关系。 在10﹪～140﹪土壤充水空隙度(wfps)的含水量范围内，反硝化N2O转化率与土壤含水量呈极显著的指数函数型正相关关系。在10﹪～80﹪wfps的含水量范围内，硝化和反硝化N2O转化率与土壤含水量(wfps)呈极显著的线性正相关关系。当含水量超过60﹪wfps时，反硝化N2O排放的贡献要大于硝化N2O排放的贡献。在100﹪～140﹪wfps含水量条件下，土壤空隙完全充水，土壤处于完全厌氧环境下，硝化作用可以忽略。 添加铵氮能促进硝化和反硝化作用的N2O排放。在0～100mg/kg铵氮添加量范围内硝化N2O排放速率是一直增加的，当NH4+浓度继续提高时又会减小。反硝化N2O排放速率随着铵氮添加量增加而增加。在0～10mg/kg铵氮添加量范围内硝化N2O转化率是增加的，继续添加时又会减小。反硝化N2O转化率却随着铵氮添加量增加而增加。随着硝氮添加量的增大，并不能显著增加N2O排放，但当添加量为100mg/kg时，N2O总排放速率和硝化N2O排放速率都达到最大；添加硝氮略微降低反硝化N2O排放速率。在0～100mg/kg硝氮添加量范围内能增加硝化N2O转化率，当硝氮添加量增至250mg/kg时，硝化N2O转化率又会变小。而反硝化N2O转化率却随着硝氮添加量增加而减小。统计显示，铵氮添加量与反硝化N2O转化率之间呈极显著的线性正相关关系；铵氮添加量与硝化N2O转化率呈不显著相关，硝氮添加量与硝化N2O转化率和反硝化N2O转化率的相关性都不显著。 增大磷氮比，一方面使硝化N2O转化率先减小再强势增加；另一方面，使反硝化N2O转化率先增大再迅速减小。在同一外源磷氮比条件下，反硝化作用的贡献要比硝化作用大。另一方面，P∶N的增加，促进了反硝化类微生物的反硝化活性。统计显示，硝化和反硝化N2O转化率与外源磷氮相关性皆不显著。 添加有机质(秸秆)对硝化N2O转化率有减小的作用。不添加秸秆时，硝化作用是N2O排放的主要的源，贡献率达74.23﹪；添加秸秆，硝化作用排放N2O的功能逐渐被削弱；添加量达到100﹪正常还田量时，N2O总排放速率和硝化N2O排放速率最小；添加量在正常的田间还田量或超过正常还田量时，硝化作用对N2O的排放基本不起作用；而硝化N2O转化率随着有机质添加量的增加而减小，反硝化N2O转化率随着有机质添加量的增加而增加。添加量，超过100﹪正常还田量时二者基本不变。统计显示，硝化N2O转化率与外加秸秆的量呈显著的平方负相关关系；反硝化N2O转化率与外加有机质的量不显著相关。