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农业是大气温室气体N2O的重要来源,而且通常认为,土壤硝化作用和反硝化作用过程均是产生N2O的重要途径。多年田间观测结果表明,土壤N2O总排放量主要取决于自然或人为干扰产生的N2O脉冲排放峰。在极高水肥投入的设施菜田种植体系,这些脉冲峰所占的比例更高。因而,对N2O排放关键期土壤硝化和反硝化过程及其因素影响的深入探讨,对农田土壤N2O减排和减少肥料氮的气态损失具有重要意义。本文以典型设施菜田种植体系土壤为研究对象,采取了两个定位试验地的土壤样品进行室内培养试验。利用Robot自动培养系统和静态培养技术等手段,定量监测了有机肥添加、不同O2分压、不同水分含量等条件下表层土壤气态产物和无机氮的动态变化,以及剖面土壤中反硝化潜势及气态产物特征。此外,还分析了 pH和初始C/NO3-比对反硝化过程N20排放及产物比的影响,以及以NO2-为底物时非生物学过程对N2O产生的相对贡献。主要结果和结论如下:（1）施用有机肥、增加土壤含水量,均能显著增加设施菜田土壤N2O和N2的产生量,并提高N2O/（N2O+N2）气态产物比。高土壤孔隙含水量下反硝化过程是设施菜田土壤产生N2O的主导过程,添加有机肥对这一过程有显著的促进作用。分子态N2损失是设施菜田氮素气态损失的主要组分,在添加有机肥的85%WFPS条件下,N2损失量占有机肥施用量与无机氮之和的比例高达30.7%。灌水和施肥过程均会显著增加土壤NO2-累积量,且土壤中累积的NO2-含量与气体产生量及气态产物比均显著相关。（2）设施菜田土壤在低氧至微厌氧阶段氮气态损失量显著低于微厌氧和厌氧阶段,且整体来看,在1%氧气浓度下N2O、NO和N2产生量和产生速率均显著高于3%。玉米秸秆的施入加速了土壤对氧气的消耗,促进低氧至微厌氧和完全厌氧的过渡,增加了N2O和N2的产生和反硝化潜势。设施菜田土壤气态氮损失总量显著高于农田土壤,农田土壤气态氮损失主要与硝态氮含量有关。（3）极高氮素投入的设施菜田种植体系中,在有氧（18%O2）和厌氧条件下,土壤累积的NO2-与N2O产生速率均呈极显著正相关关系（P<0.001）,且分别解释了土壤N2O变异量的76.3%和49.8%,土壤NO2-的累积与设施菜田土壤N2O的产生之间存在着一定的联系。低施氮水平下好氧硝化过程对土壤N20和NO排放的贡献很低,在高施氮水平（120 mgNkg-1）下土壤N2O排放系数可达1.61%。厌氧条件显著增加了 N2O和NO的产生,连续培养120 h后,约有26.5-60.4 mg N kg-1的NO3-被还原为N2O。秸秆的施入能够降低土壤N2O排放系数,却显著增加了土壤反硝化速率和CO2的产生速率。（4）增加土壤pH能显著降低设施菜田土壤N2O和NO的产生量,中性和碱性土壤中在高C/NO3-下有利于减少反硝化过程N2O的产生,而酸性条件下差异并不显著。土壤pH和初始C/NO3-比对土壤N2O的产生有极显著的交互效应（P<0.001）。不同pH的土壤添加有效性碳后均显著促进反硝化过程中N2O向N2的转化。酸性土壤的N20产物比在不同初始C/NO3-下均极显著高于碱性土壤（P<0.01）,且N2O产物比与土壤pH呈极显著线性负相关关系（P<0.01）。在利用N20排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时,土壤pH和有效碳含量,是必须考虑的两个重要因素。（5）设施菜田土壤中以N2O-为底物的非生物过程对N2O的产生有一定贡献。低pH（pH=6.59）下灭菌土壤有氧（21%O2）短期培养后N2O产生范围为0.14-9.44 nmol N g-1,非生物学过程对N2O的贡献比例在34.5-63.7%之间;高pH（pH=8.03）的灭菌菜田土壤非生物学过程对N2O的贡献仅占0-10.7%。厌氧条件下非生物学过程对N20产生量的贡献率很低,介于0-0.24%之间,同时,短期培养下的非灭菌土壤N2产生量与NO2-添加量呈反比。（6）设施菜田种植末季土壤在有氧（18%O2）培养条件不同土层N2O产生量均较低,且主要发生在表层土壤中。高土壤水分含量会使表层土壤N2O产生量显著增加,但对底层土壤（73-78 cm）的N2O产生量无显著影响。厌氧条件下表层土壤（0-20 cm）的反硝化潜势最大,大于20 cm土层的设施菜田土壤也具有反硝化的能力。添加有效性碳后,降低了表层土壤的反硝化产物比,底层土壤反硝化损失比例也会增加,同时反硝化过程明显随土层增加出现滞后效应。