氮气（N2）是地球大气中最丰富的气体,化学性质稳定,不容易与其它物质反应。固氮是将大气中的N2转化成氨或其它生物可利用的分子的过程。生物固氮是将N2转化成植物可利用的形式的微生物过程,是土壤氮输入的重要来源。且氮是所有生物体的必需营养素,缺乏固定的氮会影响生态系统的生产力,所以固氮是氮循环的关键环节。本文以哈尔滨市松花江附近玉米农田土壤为主要研究对象,结合传统生物学,新一代高通量测序、生态网格分析以及统计学等方法和技术,阐述硝酸盐异化还原为铵（Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonia,DNRA）的细菌的群落结构及多样性,分析微生物的分布、活性、种群结构及其内在联系。通过数据对比夏季与冬季两个季节中根际与非根际土壤中相关微生物群落结构,探究不同深度土壤的硝酸盐还原微生物的分布和发生规律,并扩展研究相关氮循环过程如厌氧氨氧化和反硝化细菌的群落结构,探讨硝酸异化还原反应的耦合反应机制。DNRA菌拥有25个不同的属,其中占比21.84%的Anaeromyxobacter、17.78%的Sorangium sp.和15.94%的Hyalangium sp.占主导地位。通过网络分析与高通量数据分析,Anaeromyxobacter菌在DNRA过程中占据主导地位,为DNRA的关键菌。而通过对厌氧氨氧化的网络分析与高通量分析,Candidatus Brocadia sp.为厌氧氨氧化过程的优势菌。Bradyrhizobium sp.和Mesorhizobium sp.为反硝化微生物的优势菌属,丰度较高且与其他菌属联系最强。DNRA,厌氧氨氧化,反硝化以及三者耦合反应受到环境因子的影响较大。PCoA分析（OTUs水平）及聚类分析表明季节的差异性是导致样本之间差异性的关键。而根系与非根系对氮循环微生物的群落结构影响不大。环境因子碳、氮为影响硝酸盐异化还原与反硝化的重要环境因子。通过研究典型农田环境样点间环境因子与菌群结构之间的关系,不仅可以了解特殊区域内农田环境中微生物的进化模式,还可以揭示影响该区域农田环境氮循环功能的关键因素,为该区域生物固氮构建提供数据参考。因此,对于研究农田土壤对铵的巩固,植物对氮的最大应用有着重要意义,同时在新型氮循环及土壤氮持留方面也具有重要意义和应用价值。