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在土壤的生物地球化学循环过程中,氮素作为植物生长必需的大量元素,直接决定了其生长状况。氮素转化过程主要包括硝化、反硝化、固氮和氨化作用,这些过程主要由微生物所驱动。硝化作用是硝化微生物将铵态氮氧化为亚硝态氮,进而氧化成硝态氮的过程,普遍存在于农田、林地、草地等陆地生态系统,对生态系统生产力及物质循环具有重要作用。设施菜地因复种指数高、氮肥投入量大,土壤硝化作用剧烈,伴之而来的环境流失风险高。生物炭作为一种源于生物质热解产生的多孔富碳类物质,土壤输入影响氮素转化和微生物活动已受到普遍关注。探索生物炭影响菜地土壤氮素活动的规律,明确微生物的驱动作用,对于构建高效安全氮素管理决策,防控设施菜地面源污染具有积极意义。本研究以华北潮土区设施菜地土壤为对象,通过土壤培养试验（生物炭添加量为C1为0%;C2为0.5%;C3为1.5%;C4为4.0%）,结合q PCR、T-RFLP和Mi Seq PE300高通量测序等技术,探明花生壳生物炭（600℃）输入下土壤硝化作用的变化趋势与关键微生物群落（氨氧化细菌AOB和氨氧化古菌AOA,以及亚硝酸盐氧化细菌NOB）的响应特征,解析生物炭、土壤硝化作用与关键功能微生物之间的互作关系。取得主要结果如下:（1）施加生物炭显著提高了土壤的全氮（Total Nitrogen,TN）和土壤有机质（Soil Organic Matter,SOM）含量（P<0.01）,降低土壤p H值和电导率（Electrical Conductivity,EC）,与未添加生物炭（C1）相比,TN增加23.21%-45.32%,SOM增加18.51%-53.34%,p H和EC值分别下降0.03-0.24个单位和0.46-0.88m S/cm。施加生物炭处理（C2、C3和C4）的微生物生物量碳（Microbial Biomass Carbon,MBC）较C1增加3.20%-16.55%,微生物生物量氮（Microbial Biomass Nitrogen,MBN）分别增加7.25%-32.40%。添加生物炭促进土壤硝化作用,输入初期铵态氮（NH4+-N）含量较未添加生物炭处理降低13.41%-31.12%,后期硝态氮（NO3--N）累积量增加1.72%-25.63%,土壤亚硝酸盐氧化活性提高18.12%-44.34%,净硝化速率提高21.81%-70.23%。（2）生物炭输入培养初期显著增加土壤氨氧化古菌（AOA）amo A基因丰度,培养末期氨氧化细菌（AOB）amo A基因丰度显著增加,与（C1）相比,C2,C3和C4处理AOA amo A丰度分别增加26.31%、37.32%和40.23%,AOB amo A丰度分别增加48.94%,53.32%,26.51%。添加生物炭培养初期增加AOB群落Shannon指数5.44%-18.82%和Evennes指数26.21%-33.86%,培养末期降低Shannon指数15.01%-28.63%,AOB群落中256bp、58bp、21bp和491bp片段代表物种丰度增加,488bp代表物种丰度下降。生物炭输入条件下,发现土壤p H值、SOM、MBN和TN变化是引起AOB群落结构增加的主要环境因子。整个培养过程中没有显著影响氨氧化古菌（AOA）群落。（3）生物炭输入后期显著提升硝化杆菌属亚硝酸盐氧化细菌（Nitrobacter-like NOB）nxr A基因丰度4.42%-40.41%,培养初期提高Nitrobacter-like NOB群落Shannon指数7.69%-15.05%,后期提高0.30%-11.41%。增加Nitrobacter-like NOB群落Nitrobacter＿alkalicus菌种的OTU193和Nitrobacter＿vulgaris菌种的OTU42、OTU308、OTU229和OTU258丰度。生物炭输入条件下,MBN和NO3--N是影响NOB群落结构的主要环境因子。整个过程中没有显著影响硝化螺菌属亚硝酸盐氧化细菌（Nitrospira-like NOB）群落。由以上结果可知,生物炭输入通过降低土壤p H、NH4+-N和EC,增加SOM、NO3--N和TN,改善土壤微环境,提升AOB和AOA的amo A和NOB的nxr A基因丰度,改变了AOB和Nitrobacter-like NOB的群落结构,提高了土壤亚硝酸盐氧化活性和净硝化速率,促进土壤硝化作用,加快土壤氮素转化速率。