依托位于江苏省扬州市小纪镇的中国稻麦轮作臭氧FACE (Free-air ozone concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台(32。35′5″N,119。42’0"E),研究了近地层臭氧浓度升高(当前空气臭氧浓度的1.5倍)对稻麦轮作农田中稻麦不同生育时期植株氮吸收量、土壤氮素含量与脲酶活性、土壤固氮微生物、氨氧化细菌和反硝化细菌数量、土壤硝化强度和反硝化强度以及固氮微生物群落结构的影响。主要结果如下：1、臭氧浓度升高条件下,单株小麦(Triticum aestivum L.)氮吸收量升高,土壤全氮与矿质氮含量下降,在小麦成熟期土壤全氮与铵态氮含量分别比对照显著下降9%和71%(p<0.05),硝态氮含量平均下降36%；土壤脲酶活性增强,在拔节期、抽穗期和灌浆期均显著高于对照(p<0.05)；土壤氨氧化细菌和反硝化细菌数量也趋于升高,在小麦成熟期均显著高于对照(p<0.05)。尽管单个氨氧化细菌的硝化活性趋于下降,但土壤整体硝化强度仍趋于升高；同时由于单个反硝化细菌的反硝化活性显著下降(p<0.05),土壤整体反硝化强度无明显变化。结果表明,臭氧浓度升高促进了小麦对土壤氮素的吸收,麦季土壤氮素含量降低,进而加速了麦季土壤中的氮素转化,其中脲酶活性升高,氨氧化细菌和反硝化细菌的数量增加,但它们的生理代谢活性趋于下降。2、臭氧浓度升高条件下,单株水稻(Oryza sativa L.)的氮吸收量趋于升高,而土壤全氮含量趋于下降、脲酶活性趋于增强,在成熟期土壤全氮与对照相比平均下降9%,土壤脲酶活性与对照相比平均升高13%。在水稻整个生长季节,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均呈现出先增多后减少的趋势,且均在开花期达到峰值,但土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量与对照相比趋于升高；在水稻成熟期,土壤中单个氨氧化细菌和反硝化细菌的活性均趋于下降,土壤硝化强度和反硝化强度与对照相比也平均下降17%和24%。结果表明,近地层臭氧浓度升高条件下,稻季土壤氮素转化因为水稻氮素吸收增强而加快,稻季土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均趋于增多,但它们的生理代谢活性均趋于下降。3、臭氧浓度升高条件下,稻麦轮作农田土壤中的固氮微生物数量趋于下降,通过实时荧光定量PCR分析,稻季土壤中固氮微生物数量在返青期和开花期分别比对照减少26%和7%；麦季土壤中固氮微生物数量也在分蘖期和抽穗期分别比对照减少7%和7%。通过PCR-DGGE分析,臭氧浓度升高条件下稻麦轮作农田土壤中的固氮微生物类群发生变化,种类数量减少。结果表明,臭氧浓度升高改变了稻麦轮作农田土壤中固氮微生物的群落结构和数量。其中,中国FACE试验区内稻麦轮作农田土壤中,固氮螺菌属(Azospirillum)是最主要的固氮微生物。综上研究,大气对流层臭氧浓度升高,加快了稻麦轮作农田土壤中氮素的转化,增多了氨氧化细菌和反硝化细菌的数量但降低了其代谢活性,减少了固氮微生物的种