随着暴雨和干旱等极端天气事件的增加，生态系统水分循环过程和强度发生显著变化，导致多数陆地生态系统，特别是农业生态系统中出现密集而频繁的干湿交替现象。土壤表层剧烈的干湿交替会在短时间内对土壤物理化学性质产生重要影响，从而改变土壤氮素矿化过程和有效性，对植物生长产生影响。本研究围绕土壤干湿交替对氮素净矿化和有效性的影响及其与土壤质地等性质的关系开展研究，以全国26个不同地点农田土壤样品为对象，通过设置恒定水分处理以及不同强度的干湿交替处理进行室内培养试验，以确定恒定水分与干湿交替条件下土壤氮矿化量与速率变化规律，明确土壤理化性质对土壤氮素矿化的影响，并利用氮素矿化一阶动力学模型，分析氮矿化速率与土壤水分的定量关系，确定参数与土壤理化性质的关系。取得的主要结论如下：

  （1）在恒定水分条件下，采样地点、培养周期与水分处理显著影响土壤氮素矿化以及矿化速率（P<0.05），并且培养周期与水分处理之间具有显著的交互作用（P<0.05）。在培养周期内，土壤累积净氮矿化量和土壤净氮矿化速率与土壤水分含量呈显著正相关关系。土壤累积净氮矿化量随时间的延长而呈现指数增加，符合一阶动力学模型拟合，并且水分含量越高增长越快。土壤水分含量与一阶动力学模型参数k值（氮矿化速率常数）显著正相关。粘粒含量与一阶动力学模型参数N₀（氮矿化势）显著负相关，砂粒含量与N₀显著正相关，土壤有机碳含量、全氮含量、pH和C/N与k呈显著正相关关系，初始铵态氮、硝态氮和矿质氮含量与k呈显著负相关关系。二元一次复合模型可以拟合土壤累积净氮矿化量对培养周期和土壤水分含量的响应关系。土壤净矿化量与净硝化量和净氨化量显著正相关。土壤净氨化量随初始铵态氮和矿质氮含量的增加而降低。净硝化量随初始硝态氮和矿质氮含量的增加而降低，随土壤有机质、全氮含量和C/N增加而增加。净矿化量随初始铵态氮、硝态氮和矿质氮含量的增加而降低，随土壤有机质、全氮含量和C/N增加而增加。

  （2）在干湿交替处理条件下，干湿交替次数与强度的增加显著增加土壤氮矿化以及矿化速率（P<0.01），并且对净硝化速率和矿化速率具有显著交互影响（P<0.05）。土壤累积净氮矿化量随时间的延长而呈现指数增加，符合一阶动力学模型拟合，并且100-20% FC干湿交替处理氮矿化高于60-0% FC处理。土壤有机碳和全氮含量与一阶动力学模型参数N₀呈显著正相关关系。土壤净矿化量与净硝化量成显著正相关，而与净氨化量关系不显著。土壤净氨化量随土壤粘粒含量和C/N的增加而增加，随土壤pH值、砂粒和初始铵态氮、硝态氮和矿质氮含量的增加而降低。净硝化量随粘粒含量的增加而降低，随pH、土壤砂粒、有机质、全氮、初始硝态氮和矿质氮含量增加而增加。净矿化量随粘粒含量的增加而降低，随土壤有机质、全氮、初始硝态氮和矿质氮含量增加而增加。

  （3）培养时间显著影响土壤氮素矿化对干湿交替的响应（P<0.05）。相比于恒定水分处理，干湿交替处理在时空尺度上增加土壤累积净氮矿化量和净氮矿化速率。在100-20% FC干湿交替处理条件下，NH₄⁺差异随着土壤pH值的增加而降低，NO₃^-差异随pH、土壤有机质和全氮含量增加而增加，总矿质氮差异随土壤全氮含量增加而增加；而60-0% FC干湿交替处理条件下，NH₄⁺差异随粘粒含量的增加而增加，随土壤pH值、砂粒和初始硝态氮含量的增加而降低。NO₃^-差异随土壤pH值、砂粒、初始硝态氮和矿质氮含量的增加而增加，随粘粒含量的增加而降低。总矿质氮差异随土壤pH值、砂粒、初始硝态氮和矿质氮含量的增加而增加，随粘粒含量的增加而降低。100-20% FC干湿交替处理土壤氮素矿化差异对土壤性质依赖性小于60-0% FC处理。