土壤盐渍化造成土地退化，影响农业经济的发展，还会降低生态系统的多样性和稳定性，带来潜在的生态环境风险。江苏滨海地区盐渍土分布广泛，且不断有滩涂被围垦造田。原有盐渍化农田和新垦农田均面临严重的盐渍化问题。已有研究表明，土壤盐渍化会导致作物氮素养分利用效率的降低。但是其对氮素迁移转化及作物吸收整个过程的影响，即土壤盐分对于氮素养分利用的影响机理尚不明确。同时，该区盐渍化土壤的改良和利用问题也亟待解决。基于此，本文同步开展培养试验和田间监测试验，系统地研究了土壤盐分对氮素迁移转化及作物吸收整个过程以及驱动微生物的影响，以揭示土壤盐分对作物氮素养分利用影响机理。同时，开展田间微区调控试验，探究盐渍化农田氮素养分增效途径。共设置有机无机肥配施、覆盖和秸秆隔层组合、土壤改良材料添加等三组调控试验。分析其对土壤盐碱障碍消减，土壤结构改善和氮素养分吸收的影响，探究优化改良措施，并阐明其氮素养分增效机制。主要研究结果如下:
　　(1)土壤盐分对硝化过程起到了明显的抑制作用。第一周非盐化土氮素累积硝化量即达到197.04mg kg-1，而随土壤含盐量的升高，高度盐化土氮素累积硝化量仍然接近于0。同时在培养过程中，氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的amoA基因拷贝均受到盐分的抑制，但培养过程中和培养结束后AOB的amoA基因拷贝数变化差异显著，而AOA的基因拷贝数变化不大。高通量测序结果表明AOA和AOB的群落多样性和群落结构均受盐分的显著影响。其中AOA群落多样性随土壤含盐量的升高先增加后降低，AOB的群落多样性随土壤含盐量的升高而显著降低。AOA和AOB群落结构在不同含盐量土壤中均存在显著差异。系统发育分析表明，在AOA和AOB中，亚硝化球菌属(Nitrosophaera)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)分别是其优势微生物。总结来看，土壤盐分对氨氧化微生物的活性产生了显著的抑制作用，同时改变了氨氧化微生物的群落结构和多样性，进而抑制了硝化过程。
　　就氮素矿化过程来看，氮矿化累积量随土壤含盐量的升高呈现先升高后降低的趋势。对土壤微生物活性的进一步研究表明，累积呼吸量也随土壤盐分的升高而呈现先升高后降低的趋势。土壤呼吸量与氮矿化量变化规律相一致。表明适当的低量盐分会促进氮矿化微生物的活性进而促进氮矿化过程，而当盐分继续升高，则会抑制其活性，进而抑制氮矿化过程。
　　(2)综合不同含盐量土壤的氨挥发状况来看，氨挥发速率和累积量均随土壤含盐量的升高而增加，其中氨挥发累积量从非盐化土的1.50mg kg-1增长到盐土的37.73mg kg-1。且土壤含盐量与NH3挥发累积量呈显著线性相关关系(P＜0.05)。对硝化过程的同步监测结果表明，平均硝化速率随土壤含盐量的升高而显著降低，而硝化过程被抑制会导致铵态氮的积累进而造成氨挥发的加剧。即土壤盐分抑制了硝化过程进而加剧了氨挥发。针对不同类型氮肥(磷酸一铵(MAP)、尿素和有机肥）的研究也进一步确认了这一结果。同时，不同类型氮肥氨挥发累积量在三个盐分梯度土壤中均呈尿素＞MAP＞有机肥的顺序。且随着土壤含盐量的增加，三种氮肥NH3挥发累积量的差异增大。
　　氮淋失是农田氮素损失的重要途径，田间监测试验结果表明，土壤盐分通过抑制作物养分吸收，导致氮素养分在土壤中大量残留，进而加剧养分的淋失。且研究区农田土壤无机氮淋失主要是以硝态氮淋失为主，淋溶液中铵态氮只占极小比重。对于作物养分吸收来说，盐分不仅影响作物的产量、秸秆量，而且还会降低作物体内氮素含量，进而降低作物的养分利用效率。
　　(3)等氮条件下(225kg ha-1N)，有机肥代替部分化肥，降低了土壤容重，提高了土壤水稳性大团聚体的含量，进而改善了土壤结构，促进了盐分的淋洗和减少了盐分的表聚，降低了滨海盐渍化农田土壤电导率。同时有机肥的分解促进了土壤有机酸的产生，也使得土壤pH有所降低。且两指标均随有机肥施用比例的增加而降低。同时有机肥的施用还提高了土壤有机质的含量和土壤含水率，进一步促进了土壤水稳性大团聚体含量的提升。
　　就作物增产和养分增效来看，有机肥替代1/4化肥(OM1/4)处理大麦产量、秸秆量和植株吸氮量均为最高。同时，氮肥当季回收率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等指标也较高。综合来看，施用有机肥不仅能消减土壤盐碱障碍，同时对于土壤结构、有机质含量和持水性均具有较好的改善和提高作用，进而提高农田地力水平。但是过高的有机肥施用比例并不能保证充足的氮素供应，OM1/4处理效果最好，可以兼顾农田地力提升和氮素养分高效利用。
　　(4)覆盖和秸秆阻隔调控处理均能较好的降低0～40cm土层土壤电导率，其中覆膜+秸秆沟埋(FM+SB)处理降盐效果最好，相较于CK，其降盐幅度可达33.29～41.57％。但是各处理对土壤pH的影响不显著。同时FM+SB处理可以显著提高0～20cm土层土壤含水率。各处理对土壤结构的改善存在一定的差异，其中FM+SB处理可以同时兼顾降低土壤容重和提高水稳性大团聚体含量。就氮素养分利用效率来看，FM+SB处理效果最好。在促进大麦显著增产的同时，对大麦秸秆量也有较明显的提升作用。不同处理籽粒和秸秆氮素含量相差不大，植株吸氮量的差异主要是由产量和秸秆量的差异所造成。在不同改良措施中，FM+SB处理的植株吸氮量一直为最高。同时，氮肥当季回收率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等指标也为最高。综合来看，FM+SB处理氮肥利用效率最高，其主要是通过降盐、改善土壤结构和提高土壤水分含量，进而促进作物增产，提高生物量，最终提高氮素养分利用效率。
　　(5)不同改良材料对土壤电导率和pH的影响差异较大。就土壤电导率来看，石膏(SG)处理会显著增加土壤电导率。生物质炭(BC)处理对土壤电导率有降低作用，且对20～40cm土层降盐效果更为显著，两年降幅均超过了20％。EM和FA处理对土壤盐分影响不明显。就土壤pH来看，SG处理对土壤pH有显著的降低作用。其他改良材料对土壤pH没有显著影响。各改良材料对土壤有机质含量均有不同程度的提高作用，但对土壤含水率的影响不显著。其中BC处理土壤有机质含量提升效果最为显著。就对土壤结构的改善作用来看，BC和SG处理均能显著降低土壤容重，但BC处理对土壤水稳性大团聚体含量也有明显的提升作用。
　　在各改良材料处理中，BC处理氮肥利用效率最高。其产量和秸秆量均为最高，同时两者氮素含量也最高，相应的植株吸氮量也为最高。同时，BC处理氮肥当季回收率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等指标也为最高。综合来看，BC处理通过降低土壤盐分，提高土壤有机质含量和改善土壤结构，进而促进作物生长，提高氮素养分利用效率。