氮是一切生命的必需元素,氮是作物叶绿素的关键组成元素,氮的缺失会导致产量降低。氮肥过量应用所导致的环境问题和氮素利用率低下等问题一直是农业生产过程中主要矛盾。化肥的过度施用所造成的环境污染和破坏迫切的需要我们采取一些调控措施,在保证作物产量的同时,减少化肥尤其是氮肥的使用。在农业生产过程中,陆续研究出很多改良土壤环境,提高土壤肥力的增效措施。前人研究发现生物炭、秸秆还田、硝化抑制剂的添加以及叶面菌肥的喷施等调控措施在改善土壤性质,增产增肥方面起到积极的作用。同时有大量的研究围绕着氮素调控进行,但大多数研究只是围绕土壤中氮循环或者碳循环的某一部分或者某一点探究,对于氮素调控对于旱地土壤环境的碳氮循环及其相关功能活性,尤其是在根际方面的影响的认识尚有欠缺。本研究以两种典型旱作土壤:云南曲靖的酸性红壤和河南许昌弱碱性潮土为依托,在两地设置不同的减氮增效调控措施进行野外定位试验(2016年夏玉米播种开始),研究麦玉轮作体系“根际-非根际”土壤碳氮循环的功能活性对氮素调控的响应,探究在旱地土壤中不同减氮增效调控措施对土壤碳氮循环功能活性的影响及田间调控措施在减氮条件下的增益效果及机理,为优化农田土壤施肥管理,提高氮素利用效率及减少环境污染提供科学依据。通过野外样品采集与室内分析相结合的手段对根际与非根际土壤理化性质,土壤碳氮循环关键酶以及作物产量和氮素利用率进行测定分析。本研究所测得实验结果表明:(1)分别对不同调控措施下麦季和玉米季土壤理化性质以及作物产量和氮肥利用率进行分析,固氮菌剂的喷施促进了旱地农田土壤DON的积累;硝化抑制剂和生物炭的应用促进了土壤NH4+-N积累,秸秆还田与生物炭配施促进了土壤NO3--N积累;其次减氮增效措施均能达到稳产增产,促进作物对氮素吸收利用的效果,其中生物炭应用效果最佳。(2)利用土壤氮循环关键酶活性来表征氮素转化过程中氮循环相关微生物的功能特征结果表明:适量减氮有利于土壤固氮酶活性的增加,其中固氮菌剂喷施效果最为显著。硝化抑制剂的应用在潮土中发挥了抑制氨氧化潜势的作用,可能通过对硝化过程的抑制减小潮土中氮素以硝态氮损失的风险。在减氮条件下,秸秆还田和生物炭的应用促进了旱地土壤反硝化酶活性,可能增加旱地农田土壤N2O排放的风险;其中秸秆还田对土壤反硝化酶活性的增益作用主要表现在玉米季,生物炭的应用体现在麦季时期。根际土壤固氮酶活性和反硝化酶活性高于非根际土壤,根际土壤氨氧化潜势低于非根际土壤。(3)土壤碳循环相关碳水化合物分解酶活性测定是采用微孔板荧光法,数据分析结果表明:固氮菌喷施抑制潮土土壤基础呼吸,对红壤没有显著影响;生物炭应用促进了潮土麦季非根际土壤碳循环相关酶活性,秸秆还田保持了红壤较高的酶活性。根际土壤基础呼吸与碳循环相关酶活性一般高于非根际土壤。