过量磷肥施用会改变土壤理化生性质,影响土壤水分及养分的迁移转化规律,并可能直接影响相关氮转化微生物,进而调控整个氮转化过程。目前针对施肥条件下土壤氮素转化的研究多集中于有机肥与氮肥,关于磷肥对其的影响报道较少。本研究以大田不同磷肥施用类型及施用量的长期定位试验土壤和实验室加磷土壤为研究对象,通过分子生物学方法测定其硝化与反硝化功能微生物丰度及群落结构,基于微宇宙培养试验测定其土壤硝化、反硝化过程及其N2O排放速率,基于15N同位素标记试验测定其土壤氮素转化关键过程速率,并通过水分一维垂直入渗试验测定其土壤水分运移规律,阐明了磷肥施用类型及不同施磷量对土壤氮素转化及水分运移的长期及短期影响机制,以期为氮磷减施、温室气体减排提供理论依据。本研究主要结论如下:(1)长期磷肥配施对硝化过程、硝化及反硝化过程N2O排放以及相关微生物功能基因丰度的影响存在显著差异。单施磷肥(P)较不施肥(CK)显著促进了硝化过程,其在好氧培养下的N2O累积量增大了 45.10%,厌氧培养下N2O累积量减小了 40.58%,氨氧化古菌(AOA)amoA和反硝化细菌nosZ功能基因丰度分别降低了35.71%和34.32%,其余功能基因丰度无显著差异;磷肥有机肥配施(MP)较单施有机肥(M)显著促进了硝化过程和反硝化过程,其在好氧条件下N2O累积量增大了 46.50%,厌氧条件下减小了29.25%,氨氧化细菌AOB-amoA和反硝化细菌nirK、nirS、nosZ等功能基因丰度分别提高了 191.77%、97.72%、64.96%、36.30%;氮磷配施(NP)较单施氮肥(N)显著抑制了硝化过程,其在好氧条件下N2O累积量降低了 15.13%,厌氧条件下减小了9.18%,除AOB-amoA无显著差异外,AOA-nirK、nirS、nosZ等功能基因丰度分别提高了76.25%、109.07%、56.01%、82.03%;氮磷有机肥配施(NMP)较氮肥有机肥配施(NM)在好氧条件下N2O累积量提高了 10.75%～15.53%,厌氧条件下无显著差异,AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ功能基因丰度降低了 29.16%、53.21%、41.05%、49.40%、50.90%.(2)长期施用不同梯度磷肥显著提高了土壤有机氮的矿化及微生物同化能力,促进N2O排放,改变氨氧化、反硝化微生物功能活性及群落结构。较CK处理而言,P2处理(100 kg P2O5/ha)的矿化速率(0～24h)提高了 5.73%,P1 处理(50 kg P2O5/ha购买MC3)的NO3·同化速率(24～48 h)提高了 19.4%,其余时间段处理间无显著差异:N2O累积量(0～48 h)随施磷量的增加呈现先增加后减小的趋势,其中P3处理(1 50kgP2O5/ha)N2O累积量最大,培养结束时P3处理的N2O累积量较CK提高了15.18%:P2处理的功能基因丰度最高,AOA-amoA、narG、nirK、nosZ 功能基因丰度较 CK 处理提高了 27.03%、37.79%、40.72%、26.76%,AOB-amoA、nirS功能基因丰度差异不显著:氨氧化、反硝化微生物群落多样性随施磷量不同呈现显著差异,基于氨氧化、反硝化微生物α多样性表明,施磷能够显著提高AOB和nirK、nirS型反硝化菌的菌种丰富度;除nirK型反硝化菌的群落多样性增强外,施磷措施均降低了氨氧化、反硝化微生物的群落多样性。(3)从不同梯度磷素添加对土壤水氮运移转化的影响来看,随水施磷在入渗过程中对土壤入渗特性无显著影响;土壤加磷培养90 d后,其水分入渗能力显著增强(P<0.05),相较于对照CK而言,处理P1、P2、P3、P4的累积入渗量分别增加了 7.82%、8.85%、9.82%、11.21%,所对应的入渗时间分别减少了 7.77%、14.56%、22.33%、27.18%;累积入渗量与湿润锋运移速度均随磷梯度增大而增大,拟合的Kostiakov、Philip公式和湿润锋运移距离-时间公式中的入渗参数与磷浓度呈现出很好的线性关系(R2均大于GDC-00680.99);推测土壤经加磷培养后改变了自身团聚体组成从而影响了水分入渗过程,P3、P4处理中0.25～2 mm粒级团聚体数量占比与未加磷素的对照CK相比,分别提高了 35.9%、51.28%。与CK处理相比,短期的磷素添加促进了土壤矿化、硝化、NO3-同化作用。综上,长期施磷能够提高硝化、反硝化微生物菌种丰富度以及相关氮转化功能基因丰度,促进硝化、反硝化过程进行,但在不同磷肥配施中呈现较大差异。选择合适的磷肥配施方式以及磷肥用量均可有效减少N2O排放。推测在合适的施磷量范围内施用磷肥可促讲土壤大团聚体的形成,促进土壤保水保肥,为作物提供良好的土壤环Biofertilizer-like organism境。