曲 植，李铭江，王全九，孙 燕，苏李君，李 健

（西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，西安710048）

0 引 言

在全球范围内，水资源短缺和氮肥施用过量是农业生产过程中存在的 2个突出问题。中国作为一个农业大国，农业用水占全国用水总量的 60%以上，农业水资源供需矛盾日益严重[1]。随着农业集约化程度的不断提高，人类在农业生产中施用大量化肥，其中氮肥所占比例最高。据统计，中国化学氮肥平均年施用量大于2 000万t，占到世界总量的 30%左右。大量氮肥的使用不仅造成资源的严重浪费，还产生了许多生态环境问题[2]。因此，在水资源不足的背景下，寻找提高水分、氮肥利用效率的新途径对实现农业可持续发展具有重要意义。

土壤氮素转化是一个多作用交织的综合过程，包括有机氮的矿化、氨挥发、硝化作用、硝态氮淋溶、反硝化脱氮以及铵的固定等[3]。其中，硝化作用作为微生物参与的氮素转化关键过程，受到土壤含水率[4]、温度[5]、pH[6]以及氧气[7]等诸多因素影响。土壤孔隙中氧气含量可直接影响好氧硝化微生物的功能活性，而土壤水分既可以直接影响微生物活性，又可以通过调节通气孔隙度（土壤中含氧量）影响硝化作用的发生。近年来，国内外学者针对含氧量和含水率对硝化作用的影响已经开展了大量研究，并取得重要进展。Miller等[8-9]认为当土水势为 0时，土壤中O2欠缺，进而硝化作用停止；杨艳菊等[10]通过室内模拟试验发现，在200 mL/L O2浓度下，硝化作用进行更彻底；……