氮素在土壤中的转化直接关系到氮肥的有效利用和环境效应，是农业、环境和生态科学的重要研究内容。土壤中氮素转化主要受微生物驱动，有机质作为支撑微生物活动的碳源和能源物质，对土壤氮素转化作用有重要影响。土壤中碳氮的相对含量(碳氮比)是比较稳定的，但在过量施用氮肥、以及施肥点周围的微域范围内，由于氮素浓度几倍乃至十几倍于一般土壤含量，碳氮比显著较低。在这样的条件下，氮素转化过程将明显有别于一般土壤中的状况。本论文采用原状土柱，研究肥料氮在土柱剖面中的迁移转化动态，明确肥际内氮素养分浓度水平；通过布置模拟肥际养分浓度的培育试验，研究肥际养分浓度下土壤有机质含量变化对氮素转化作用的影响；设置添加不同碳源处理，进一步探索调节有机物质影响氮素转化作用的可能机制。　　 红壤水稻土原状土柱中肥料氮的迁移动态具有明显的时空特异性，也受肥料种类的影响。结果表明，28 d培养期内，尿素和硫铵在红壤水稻土原状土柱中的迁移距离均为距肥土界面8 cm。在此范围内(0-8 cm土层)，常规的硫铵和尿素施用量条件下(120 mg N kg-1)，土壤中铵态氮平均含量分别为440.3 mg kg-1和306.4 mg kg-1。不同土层中，铵态氮含量随距肥土界面距离增加迅速降低，分别由0-1 cm土层中的1302.7 mg kg-1和1136.4 mg kg-1降低至7-8 cm土层的42.6 mgkg-1和16.0 mg kg-1。施用硫铵后，不同土层中硝态氮含量随距肥土界面距离增加逐渐升高；而施用尿素后，则在0-2 cm土层中较高，2 cm以下迅速降低，3-8 cm土层中变化幅度较小。施用尿素处理，肥际范围内土壤铵态氮含量小于硫铵处理，硝态氮含量则较高。培养期内，不施肥对照、施用硫铵、施用尿素处理的平均硝化速率分别为1.54、0.53、1.88 mg N kg-1 d-1，表明肥际养分浓度条件下，尿素氮在土壤中的转化速率较硫铵高。　　 肥际养分浓度下红壤水稻土中氮素转化作用明显不同于一般土壤条件，土壤有机质含量变化对氮素转化的影响也发生了明显改变。结果表明，不施肥时，硝化作用强度表现为高肥力土壤<低肥力土壤，但高、低肥力土壤间硝化速率差异较小。施用尿素后，红壤水稻土硝化作用显著增强，尿素高量施用下增幅较大，高肥力土壤增幅较大，硝化作用表现为尿素3倍常规施肥>尿素常规施肥，高肥力土壤>低肥力土壤。施用尿素条件下，高、低肥力土壤间硝化速率差异明显大于不施肥对照。施用硫铵，硝化作用显著降低，并在硫铵高量施用下降幅较大，高肥力土壤降幅较大，土壤硝化作用强度表现为硫铵常规施肥>硫铵3倍常规施肥，低肥力土壤>高肥力土壤。施用硫铵条件下，高、低肥力土壤间硝化速率差异亦明显大于不施肥对照。研究结果揭示肥际养分浓度下土壤有机质含量变化对红壤水稻土氮素转化作用的影响较不施肥时大。　　 不同肥际养分浓度下，黑土氮素转化作用随土壤有机质含量的变化亦差异明显。结果表明，随土壤有机质含量和尿素施用量变化，黑土硝化作用变化显著，黑土有机碳含量从16.0 g kg-1增加到60.9 g kg-1，铵态氮含量降低了27.7％，硝态氮含量升高了50.6％，硝化率升高了58.1％：尿素用量从120 mg N kg-1提高到1200mg N kg-1，铵态氮和硝态氮含量分别增加了2262.7％和425.7％，硝化率降低了48.0％。不施肥条件下，不同肥力黑土间硝化率变化幅度为8.9％，而尿素常规施肥、3倍常规施肥、6倍常规施肥和10倍常规施肥条件下，硝化率分别变化了40.2％、23.3％、16.3％和15.3％。表明施用尿素条件下，土壤有机质含量变化对黑土硝化作用的影响大于不施肥，但随尿素用量增加，影响减小。　　 添加葡萄糖、纤维素或木质素对红壤水稻土和黑土中氮素矿化、硝化和反硝化作用的影响明显不同。结果显示，添加葡萄糖2个供试土壤平均净氮矿化速率均显著低于相应对照；而添加木质素则均显著高于对照；添加纤维素对氮素矿化作用的影响在2种供试土壤中截然相反，黑土中净氮矿化速率降低，而红壤水稻土中则升高。供试红壤水稻土硝化作用较弱，培养至49 d时所有处理土壤硝化率仅为3.86％-5.26％，碳源添加对其硝化作用影响不明显；而黑土硝化作用较为强烈，所有处理在培养至49 d时硝化率均在97％以上，添加葡萄糖在培养前期抑制黑土硝化作用，纤维素和木质素添加对黑土硝化作用的影响不明显。供试红壤水稻土反硝化作用极强，所有处理在培养至7 d时均反硝化完全，土壤中不缺乏反硝化作用所需碳源；黑土反硝化活性低于红壤水稻土，添加葡萄糖在培养前期促进黑土反硝化作用，添加纤维素和木质素则抑制反硝化作用。研究结果揭示，外源碳对氮素转化作用的影响不仅取决于碳源类型，还与土壤性质如pH，土壤中可供微生物利用的活性碳源数量和有效性，以及土壤微生物对碳源的利用情况等有关。　　 添加外源有机物(葡萄糖)对红壤水稻土和黑土氮素矿化、硝化和反硝化作用的影响还因土壤肥力水平的差异而不同。结果表明，红壤水稻土氮素矿化、反硝化作用强度均随土壤有机质含量升高而增强。添加葡萄糖后红壤水稻土净氮矿化量降低，反硝化作用增强，但变化幅度较低肥力土壤大于较高肥力土壤。添加葡萄糖对红壤水稻土硝化作用的影响不明显。黑土氮素矿化、硝化、反硝化作用强度均表现为高肥力土壤>低肥力土壤。添加葡萄糖后黑土净氮矿化量降低，硝化作用受到抑制，反硝化作用增强，变化幅度亦为低肥力大于高肥力。