硝化作用联系着土壤矿化—生物固持等过程以及氮素的损失,是土壤中广泛存在而又非常重要的微生物过程。我国地域辽阔,土壤类型众多,土壤理化性质的不同可能会导致硝化作用活性的不同,土壤中硝化微生物数量以及种群的差异也可能会影响硝化作用活性。有一些主要的环境因素被认为是最深刻的影响着土壤微生物的群落与活性。比如土壤pH、温度、水分、铵态氮含量以及有机质含量等。耕作方式对土壤环境的影响主要是因为耕作改变了土壤有机碳的分布和微生物的活动环境,为土壤中有机质的分解转化创造条件。传统的耕作方式会使表层土壤受到各种条件的影响,从而限制某些微生物的活性,而免耕使得土壤在时间和空间上都具有相对的稳定性,减少了对土壤的扰动,可以保持和改善土壤结构。不同耕作方式下,稻田的氮素转化应具有不同的特点。因此研究土壤硝化微生物数量及其硝化活性,对于了解土壤中硝化作用具有重要的意义。现代分子生物学技术的发展使我们能够深入研究土地耕作方式、微生物群落及相关生态学过程之间的关系,尤其是氮循环过程。本文以紫色水稻土长期定位试验田的三种耕作方式(常规轮作、垄作免耕、冬水稻田)土壤以及重庆合川酸性冬水稻田土壤为研究材料。采回土样后风干、碾碎过1mm筛待用。设置CK对照和添加2mM硫酸铵处理,调节含水量为田间持水量的60%左右,在28＞的恒温培养箱中培养4周,在培养的第1d、7d、14d、21d、28d破坏性采样。通过测定样品的pH值、N03--N和NH4+-N含量、采用实时荧光定量PCR技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的amoA基因的丰度以及酸性水稻土中的交换性H+、交换性A13+,采用时间动力学方程模拟三种耕作方式下土壤的硝化过程及硝化潜势,结果如下：对不同耕作方式土壤硝化强度变化特征研究显示,不同耕作方式水稻土硝化作用强度有所不同,常规轮作水稻土硝化作用强度最大,其次为垄作免耕水稻土,冬水稻田水稻土硝化作用强度最小。并且通过添加硫酸铵处理和对照处理相比,三种耕作方式下水稻土的硝化作用强度在施加了氮肥的情况下均有显著的提高。常规轮作、垄作免耕、冬水稻田三种水稻土的硝化速率分别提高了1.34倍、1.52倍和1.47倍。对氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)在三种耕作方式水稻土中amoA基因拷贝数的研究表明,CK处理和硫酸铵处理下,其拷贝数在垄作免耕水稻土中最高,其次是常规轮作水稻土,而冬水稻田水稻土中最低。对不同pH冬水稻田土壤硝化强度变化特征研究显示,中性水稻土的硝化速率要显著高于酸性水稻土,在CK处理和添加硫酸铵处理条件下,中性水稻土中氨氧化古菌(AOA)的amoA基因拷贝数均显著高于酸性水稻土,是酸性水稻土中的10.1-13.3倍;而氨氧化细菌(AOB)amoA基因拷贝数在酸性水稻土中要显著高于中性水稻土,是中性水稻土中的2.4-6.4倍。AOA和AOB的拷贝数与硝化速率不表现相关性。我们推论,耕作方式对水稻土的硝化作用有显著的影响,各耕作方式水稻土在施加氮肥后,硝化作用均有所提高；土壤的硝化作用受土壤pH值的影响较大,较低的pH不利于硝化作用的进行；不同pH冬水田水稻土中,中性水稻土硝化作用强于酸性水稻土；中性水稻土中AOA丰度显著大于酸性水稻土,然而AOB丰度为酸性水稻土显著高于中性水稻土,AOA和AOB的基因拷贝数与硝化速率不表现相关性。