氮素是植物生长的必需营养元素之一，施用氮肥对提高作物产量有重要作用。微生物在土壤氮素形态转化过程中起主导作用。以往的研究大多是针对整个土体或某一土层进行，在集中或大量施用肥料的背景下，施肥点(区)周围形成了特殊的肥际养分环境，养分浓度高且变化剧烈，其迁移转化等有明显的特异性，可能对养分的供应和有效性有重要影响。肥料养分在施肥点周围的区域内迁移转化特征与一般土体明显不同，但目前对这一区域内养分的迁移转化以及微生物效应方面研究资料还较少，认识仍然比较薄弱。本研究通过布置室内培育试验，观测了肥际微域内氮素转化特征，研究了添加不同碳源和不同用量葡萄糖(用以调节土壤C/N比)对肥际养分浓度下氮素转化及微生物特性的影响，分析了不同环境(温度和水分)条件下的变化规律，结果对于制定合理的农田土壤氮素管理措施、提高氮肥利用率、降低氮肥施用对环境的负面效应等都具有重要意义。　　 以红壤水稻土为供试土壤，布置室内培育试验，通过切片取样获得不同位点的土壤样品，分析了施肥点周围土壤剖面中的氮素含量及微生物响应。结果显示，培育期内，在模拟土柱中硫铵或尿素微域氮素变化非常大，同一土壤层次随培养时间或同一培养时间随土层深度其NH4+-N含量下降程度不同。施用硫铵后，其NO3--N含量随土层逐渐增加，0～10cm土层的NO3--N含量比对照低，但施用尿素NO3--N含量随土层深度下降(35d)。在0～10cm土层内，施用硫铵或尿素后随土层深度的增加，其微生物生物量碳提高了14.4％或65.5%，微生物生物量氮下降了55.5%或55.3%。施用硫铵后，0～2cm土层AWCD值、Shannon、Simpson、McIntosh指数一直很低，3cm土层的AWCD值最大，多样性指数也最大；施用尿素后，虽然总体来说上层土壤的AWCD值比下层高，但是在各土层之间的变化并不相同。在硫铵影响剧烈的范围内，距离施肥位点越近，微生物生物量碳及活性越低。　　 根据肥际微域内氮素养分含量变化结果，布置了模拟肥际养分浓度的培育试验，分析比较了不同碳源(葡萄糖、纤维素和木质素)和不同浓度的葡萄糖对氮素转化及微生物特性的影响。与只施肥处理相比，高量硫铵或尿素(A3/U3，添加量1200 mgN kg-1)处理下添加不同碳源，NH4+-N变幅为-46.0%～41.8%，NO3--N变幅为-67.6%～840.9%，微生物生物量碳氮变幅为-34.2%～210.9%。中量硫铵或尿素(A2/U2，添加量600 mgN kg-1)处理下添加不同碳源，NH4+-N和微生物生物量碳氮差异不显著。BIOLOG分析显示，中高量硫铵处理下AWCD值和多样性指数一直处于较低水平，而尿素处理的相应数值一直较高。单独添加不同碳源和常规硫铵或尿素(A1/U1，添加量120 mgN kg-1)用量处理下添加不同碳源，NH4+-N和NO3--N变幅分别为-14.6%～33.7%和25.3%～84.5%，而微生物生物量碳氮并没有显著增加，AWCD值和多样性指数一直较高。　　 高氮肥用量下添加葡萄糖处理，由于提供了碳源，胞壁酸、氨基葡萄糖和氨基半乳糖含量都显著增加，各处理的土壤微生物活性提高。添加葡萄糖后，代表真菌的氨基葡萄糖的增加幅度比代表细菌的胞壁酸要小，表明添加碳源对细菌生长的影响更明显。氨基半乳糖比较稳定，其增加幅度也比胞壁酸要小。高量硫铵或尿素处理，胞壁酸和氨基葡萄糖含量显著下降，而氨基半乳糖含量与对照差异不显著。　　 添加葡萄糖，各处理微生物磷脂脂肪酸(PLFA)总量、细菌和真菌PLFA含量比不添加葡萄糖处理明显增加，而放线菌PLFA含量变化不显著。适当浓度的养分可以刺激微生物(主要是细菌)的生长，而养分浓度过高则会限制微生物(细菌、真菌和放线菌)的生长，这也揭示了细菌对环境变化的敏感性。添加硫铵或尿素后，真菌/细菌PLFA比值比对照下降。添加硫铵处理G+/G-PLFA比值比对照高，而施用尿素处理，G+/G-PLFA比值与对照没显著差异。　　 设置不同硫铵用量，分别在15、25、35℃培养，研究高养分浓度下土壤硝化作用和微生物特性对温度变化的响应特异性。温度为15、25、35℃时，中高量硫铵处理硝化速率普遍较低，微生物生物量碳随硫铵用量的增加而显著降低，中高量硫铵处理在15、25、35℃时的AWCD值和多样性指数都较低。常规硫铵用量处理硝化速率随温度的升高而升高；硝化速率随硫铵用量的升高而降低，过量施用硫铵硝化作用降低。相同硫铵用量时，微生物生物量碳变化基本表现为：25℃>15℃>35℃。而各氮肥用量下的不同温度处理，25℃时对照处理的AWCD值和Shannon、Simpson、McIntosh指数最大，其次为25℃时的常规硫铵用量处理，然后为35℃时的对照和常规硫铵用量处理，而15℃各处理相对较小。　　 设置不同硫铵用量，调节土壤水分为饱和持水量(WHC)的40%、60%和80%，研究高养分浓度下土壤硝化和微生物特性对水分处理响应特异性。在40%、60%和80%WHC时，中高量硫铵用量处理其硝化速率和微生物生物量碳普遍较低。同硫铵用量时，微生物生物量碳的变化基本表现为：60%WHC>80%WHC>40%WHC。不同水分和硫铵用量处理之间存在交互作用。不同氮肥用量不同水分处理，60%WHC下常规硫铵用量处理的AWCD值和Shannon、Simpson、McIntosh指数最大，其次为60%WHC的对照处理，而不同水分下中高硫铵用量处理，其AWCD值和多样性指数都较低。不同氮肥用量和水分条件下土壤生物和生化性状不同，过量施用化肥后将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减。　　 综上所述，高量硫铵或尿素处理下，土壤微生物生物量和微生物群落碳源利用能力等都较低；高量氮肥下添加碳源，提高了土壤的C/N比，微生物生物量和微生物活性等都增加，增加了氮素的微生物固持效率，降低了土壤中无机氮的含量。高量硫铵处理在不同温度或水分环境条件下硝化作用和碳源利用能力也都较低。鉴于当前大量施肥的现实存在，若能保持一定数量的活性碳源，调控氮素转化过程，将可减少氮素损失，降低肥料施用的环境风险。