砂姜黑土是我国典型的中低产田土壤类型,研究其在土壤微生物驱动下的氮素转化过程及其机制,可为定向调控土壤氮素转化过程,提高氮素利用效率并减少其负面效应提供科学依据。该试验于2014—2015年冬小麦生长季在河南省项城市秣陵镇（114.25°E,33.13°N）进行,在深松耕作的基础上设N0(0 kg?hm^-2)、N120(120 kg?hm^-2)、N225(225 kg?hm^-2)、N330(330 kg?hm^-2)共4个供氮水平。从砂姜黑土氮素转化微生物作用强度及酶活性的变化特点,土壤氮素矿化及氨挥发的动态变化,土壤理化因素与土壤氮素转化的关系,小麦对氮素的吸收与利用等方面系统研究了不同施氮量对土壤砂姜黑土氮素转化及麦田氮素利用的影响。主要研究结果如下:在砂姜黑土冬小麦整个生育时期,土壤氮素转化微生物作用强度（除反硝化作用强度）及酶活性均呈先升高后降低的趋势,不同的是,氨化作用强度、硝化作用强度及蛋白酶活性的峰值出现在开花期,而脲酶活性的峰值出现在拔节期。反硝化作用强度拔节期达全生育期的最高值,拔节期之后呈先降低后升高的趋势,谷值出现在开花期。增施氮肥可显著提高土壤氮素转化微生物作用强度及酶活性,但当施氮量增大至330 kg?hm^-2时,脲酶活性继续增大,而氨化作用强度、硝化作用强度、反硝化作用强度及蛋白酶活性则受到不同程度的抑制。麦田氨挥发速率、土壤净矿化速率与土壤净硝化速率在整个小麦季变化显著,土壤净氮素矿化速率与净硝化速率在越冬期前与抽穗-开花期前后分别出现两个峰值,其抽穗-开花期峰值分别是越冬前的1.7倍与2.0倍。麦田氨挥发分别在播种后21³3 d、播种后146¹49 d与播种后219 d出现3次高峰。在越冬前麦田有一个氨气集中释放的过程,播种后21³3 d内的氨挥发总量占全生育期总积累量的35.4%。增施氮肥促进了土壤净矿化速率、净硝化速率及麦田氨挥发,但过量施氮抑制土壤净氮素矿化速率及净硝化速率的提高,且显著提高了麦田氨挥发量。土壤有机碳、铵态氮、硝态氮含量呈先升高后降低的趋势,在抽穗期或开花期达到最高水平,而土壤全氮含量分别在抽穗期与灌浆期出现两次小高峰。增施氮肥有利于土壤有机碳、全氮、铵态氮与硝态氮含量的提高,但当施氮量增大至330 kg?hm^-2时,土壤铵态氮及全氮含量继续增大,土壤有机碳、硝态氮含量维持在225 kg?hm^-2施氮量水平,导致土壤碳氮比下降,不利于土壤净氮素矿化。土壤氮素转化微生物作用强度及酶活性之间联系紧密,并受土壤理化性状的影响,进而调控土壤氮素转化过程。土壤有机碳含量与氨化作用强度、硝化作用强度、脲酶活性及蛋白酶活性存在极显著的正相关关系;土壤全氮含量与硝化作用强度存在极显著的负相关关系,而与反硝化作用强度存在极显著的正相关关系;土壤碳氮比与氨化作用强度、硝化作用强度间有极显著的正相关关系;土壤温度对氨化作用强度及硝化作用强度影响较大,而土壤含水量对脲酶及蛋白酶活性影响较大。土壤理化性状对土壤氮素转化微生物作用强度及酶活影响显著,进而对土壤氮素转化过程产生影响。氨化作用强度与氨挥发速率联系较为紧密;氨化作用强度、硝化作用强度、脲酶活性与蛋白酶活性对土壤净矿化速率、净硝化速率均有显著影响。增施氮肥是砂姜黑土冬小麦增产的关键,但过量施氮对小麦产量的提高并无明显的促进作用,且降低了氮肥利用效率,增大了土壤与秸秆中氮素的残留。砂姜黑土冬小麦产量与植株氮素积累随着施氮量的增加而提高,当施氮量增至330 kg?hm^-2,植株氮素积累量比225kg?hm^-2施氮量处理提高28.2%,而产量仅提高1.1%。随着施氮量的增加,氮素收获指数、氮素吸收效率与氮肥偏生产力逐渐下降,氮肥回收效率表现为225 kg?hm^-2>330 kg?hm^-2>120kg?hm^-2,随着施氮量的增加,砂姜黑土麦田土壤铵态氮、硝态氮含量也出现不同程度的提高。深松方式下砂姜黑土冬小麦根系对氮素的吸收主要集中在0⁴0 cm土层,施氮后,在灌溉及降雨的作用下,矿质氮下移,深层土壤中铵态氮、硝态氮积累逐渐增多。随着施氮量的增加,土壤铵态氮、硝态氮含量在深层土壤中积累趋势更为明显,而小麦对深层土壤氮素的吸收能力有限,导致土壤中氮素的残留。