自上世纪80年代以来,我国种植业结构发生巨大变化,传统粮食作物种植面积不断降低,而以高投入高产出为特征的果树、蔬菜种植面积不断扩大。设施蔬菜作为重要的蔬菜种植模式,成功解决了我国北方冬春季蔬菜生产以及南方避雨栽培难题,为保证我国蔬菜周年供应做出了巨大贡献。我国设施栽培以小农户为主,生产中“大水大肥”普遍,水氮过量问题突出,导致氮素在土壤大量累积,造成土壤盐渍化、土壤酸化等问题,氮素损失风险高。但有关设施菜地氮素累积动态以及与氮素投入（或氮素盈余）的定量关系,累积氮素特别是硝态氮在土壤剖面的迁移及动态变化过程,我国设施菜地从田块到区域尺度土壤剖面硝态氮累积及影响因素,减氮、控水及配施硝化抑制剂等不同措施阻控氮素累积的效果等尚缺乏系统的研究。因此,本研究采取田间试验与大数据分析相结合的方法研究了我国设施菜地土壤氮素累积及其影响因素。通过对黄土高原新建设施温室连续五年的定点监测,研究了设施菜地氮素投入、盈余、土壤氮素累积动态及其与氮素盈余的关系;通过大数据分析法研究了全国设施菜地硝态氮累积现状、影响因素及不同调控措施阻控硝态氮淋溶（下层硝态氮累积）的效果;通过连续两年3季的田间试验,比较了减氮、控水及配施硝化抑制剂等水氮调控措施阻控氮素累积及损失的效果。获得以下主要结论:（1）连续五年定点监测明确了新建设施菜地氮素投入、携出和盈余以及氮素动态累积状况。结果表明,设施菜地生产中过量施氮问题突出,年均氮素投入量为1871kg N ha-1。其中,有机肥带入的氮素量为1136 kg N ha-1,占总氮素投入量61%。年均氮素盈余量达1354 kg N ha-1。过量施氮导致土壤全氮和硝态氮快速累积,新建设施菜地种植5年后0-100 cm土壤全氮显著高于种植前。0-100 cm和0-200 cm土壤硝态氮累积量随种植年限显著增加,其年均增长速率分别为182 kg N ha-1yr-1和225 kg N ha-1yr-1。0-20 cm土壤pH随种植年限显著降低,0-100 cm土壤电导率（EC）随种植年限显著增加。过量氮素盈余导致设施菜地土壤全氮和硝态氮快速累积,由此引发的环境效应值得关注。（2）设施菜地土壤剖面硝态氮累积量高。测定的陕西杨凌15个设施菜地0-500 cm土壤硝态氮累积为2311-12157 kg N ha-1,平均累积量达5860 kg N ha-1。采用Meta分析首次估算了全国设施菜地硝态氮累积量,结果显示,全国设施菜地0-400 cm土壤硝态氮累积量为950-1487 kg N ha-1,占累积氮素投入量的13%-17%,硝态氮年均累积速率为16-62 kg N ha-1yr-1。其中,65%-70%的硝态氮分布在根区（0-100 cm）之下。氮素投入量和土壤pH是决定0-100 cm土壤硝态氮累积的正效应因素,而土壤有机碳含量和土壤C/N是决定0-100 cm土壤硝态氮累积的负效应因素;水分投入量和氮素投入量是决定100 cm以下土壤硝态氮累积的正效应因素,而土壤粘粒含量、土壤有机碳含量和土壤C/N是决定100 cm以下土壤硝态氮累积的负效应因素。因此,对于给定的设施菜地而言,其粘粒含量与pH相对稳定,减氮、控水和增碳可以作为阻控设施菜地硝态氮累积的主要措施。（3）降低根区硝态氮淋溶是阻控根区以下土壤硝态氮累积的关键。Meta分析结果显示,四种阻控措施:氮肥管理措施（包括减氮、氮肥增效剂和有机肥替代化肥）、水分管理措施、水氮综合调控措施、填闲作物措施分别使设施菜地根区硝态氮淋溶量降低了22%、24%、48%和35%,分别显著增加单位刻度硝态氮淋溶量蔬菜产量（蔬菜产量/硝态氮淋溶量）27%、31%、87%和44%。但对于氮素累积的设施菜地若只采取水分管理措施（减灌）存在降低蔬菜产量的风险。土壤理化性质（如土壤质地、pH等）显著影响阻控措施的效果。因此,氮素管理措施和水氮调控措施是消减设施菜地硝态氮淋溶损失的简便、高效的阻控措施。（4）有机碳源投入增加了设施菜地N2O排放的风险。田间试验表明,夏休闲期间设施菜地施用有机肥且灌溉后导致N2O排放显著增加,其N2O排放量可占年排放量的20%以上。培养试验表明,添加有机肥提取的水溶性有机物（WSOM）导致设施菜地土壤N2O排放增加了1-3倍。在高水分条件下（70%-90%土壤孔隙含水量）,N2O排放与CO2排放呈现极显著正相关关系,说明高水和碳源投入后,反硝化途径的N2O排放可能是设施土壤N2O排放的主要途径。因此,建议将设施菜地夏休闲期间的N2O排放纳入设施菜地N2O排放清单;应当降低硝态氮累积,合理管控土壤水分,来减少N2O排放风险。（5）连续两年3季田间试验表明,减氮40%、减水14%-28%措施对番茄和甜瓜产量和氮素携出量无显著影响,但显著提高了氮肥利用率29%-88%,显著降低0-200cm剖面硝态氮累积25%-74%。同时,水氮调控措施显著降低NH3挥发1%-17%,显著降低N2O排放50%-88%。与仅施化肥相比,化肥氮配施硝化抑制剂（DMPP）进一步降低土壤硝态氮累积和N2O排放,但存在增加NH3挥发的风险。与仅施化肥相比,有机肥替代以及有机肥替代加秸秆进一步降低土壤硝态氮累积,但存在增加N2O挥发的风险。可见,设施菜地具有较大的节氮和节水潜力,减氮控水是阻控设施蔬菜栽培中氮素累积与损失、提高氮肥利用率的有效措施。而在减氮控水基础上如何合理的配合其他调控措施需要进一步研究。综上所述,设施菜地生产过程中氮素盈余量高,导致土壤剖面累积了大量氮素,累积氮素以硝态氮为主。水氮投入共同驱动了硝态氮在土壤剖面的累积及分布。水氮调控是阻控设施菜地硝态氮累积及淋溶损失的主要措施;减氮控水措施在保证蔬菜产量的前提下,显著降低了土壤剖面硝态氮累积及氮素损失,提高了氮肥利用率。在减氮控水基础上配合硝化抑制剂、配施有机肥、配施有机肥加秸秆,进一步降低土壤剖面硝态氮累积,但存在增加其他氮素损失的风险。因此,设施栽培体系如何合理的施用硝化抑制剂和有机肥（秸秆）,需要进一步研究。