三、现有的检测方法
硝化反应和反硝化反应对于土壤中N素的循环有着非常重要的意义。硝化仍就是倍受关注的反应，因为它是土壤中硝酸盐逐渐产生的最稳定因素，而且是产生硝酸盐的唯一可以量化的反应。不过，直到现在，测定土壤中总硝化量的唯一方法仍是N¹⁵稀释法。 但是这个方法比较复杂，且耗财耗力。在做总转化率测定时应该说明确切的转化反应，在进行单一反应的净转化量测定时可以不用说明反应过程。

图1 陆地生态系统中的N素循环和有关N素转化相关的专业术语的定义说明

N¹⁵稀释技术
这项技术是将带有N¹⁵标记的硝酸盐施入到土壤中。接下来随着时间的推移，由于硝化作用引起转化就将N¹⁵逐步稀释，这一变化是可以可以被检测的。（N¹⁵稀释法）（MOS1993，DAV1992）。但是N¹⁵本身以及检测用的大型分光计使得本方法费用昂贵（设备费用、购买标记物质、必要的重复测试、样品的重新处理），另外还得考虑下列问题：
1、应该尽量地选择结构相似的土壤，以便标记的硝酸盐能够均匀地分布。但是这样就破坏了土壤的自然结构。
2、加入的N¹⁵能促进微生物的降解反应，为了避免此类问题，所以最好在两天内完成N¹⁵的测定。

净转化率测定法
因为成本的原因，大多数研究N素循环的学者通常不测定有关的总硝化率，而仅仅检测硝化反应净转化率。净转化率能够说明硝酸盐在土壤中的动态变化。但是测定净转化率不是一个完善的方法，它得不到任何有关总硝化反应转化率的结论(如硝化反应中NH₄+到NO₃-的量的转变)。
通常检测硝化反应净转化率是从监测点取没有树根的土样（为了防止树根吸收铵盐或者硝酸盐，但是还有反硝化和微生物固氮作用）。然后，将土壤放在袋子里进行孵化，通常为一个月。通过测定开始培养和培养结束后NO₃库的大小就可以计算出净量（P_开始—P_一个月后=硝化反应的净量，与土壤干重相关连）。

抑制技术
抑制技术的应用与示踪气体N₂O和NO的产生和释放相关联，这两种气体和气候都有关系，并且在硝化反应和反硝化反应中都产生。反应中主要产生了示踪气体，就是说明发生了硝化和反硝化反应。
常用的抑制剂是乙炔，在低浓度时，乙炔能够抑制硝化反应。测定抑制前后土壤释放出来的N₂O和NO释放量的变化，就可以量化硝化反应和反硝化反应的作用。
此法有以下弊端：
1. 有些硝化剂可能对抑制剂不敏感
2. 土样中存在不明的乙炔（抑制不完全）
3. 一些不明确的反映也可能产生N₂O和NO，可能也被算做反硝化反应了
测定土壤中的反硝化主要用抑制法和N¹⁵技术。抑制法是根据10％（体积比）的乙炔能够抑制反硝化反应中最后的酶这个事实建立的。然而最新研究发现在有氧气和高浓度的乙炔存在的条件下，NO能够结合O₂变成NO₂，然后就变成亚硝酸盐和硝酸盐，这一步是不可计量的。自从1997年Bollmann和Conrad以及Mckenny和Drury发表了这一发现后，该项技术就没有再被使用了。

BaPS
IFU发明的BaPS技术是一个全新的测定土壤中硝化反应总转化率的技术。它有着N¹⁵技术和气体抑制剂技术不可比拟的优势。

四、可测参数
在密封、充气、有压力的恒温系统中放置着通气良好的壤芯，通过像记录O₂和CO₂的平衡一样来记录系统内空气压力的改变，BaPS就可以测定下列参数：
1、即时的反硝化率、硝化率和土壤呼吸率
2、观察某一特定时间微生物所起的作用(硝化(和)或反硝化)
3、通过观测N₂O释放，能够得出每个反应在其中的所占的含量

五、测试方法介绍
在充气的压力体系中放进土柱，土壤呼吸、硝化和反硝化这些微生物的活动就会影响系统压力的改变。顶部空间里的气态CO₂浓度和液相CO₂浓度保持动态平衡（ΔCO_2aq/Δt）。

单一过程
土壤呼吸是一个净气体既不产生也不消耗的过程，也就是说净气体产生量Δn/Δt=0，因为消耗的氧气的量和生成的CO₂气体量是相同的，所以呼吸系数等于1.0，这和在充气良好的土壤上是一样的。
硝化反应使得系统里的压力降低，因为每mol铵需要消耗0.5mol分子氧，但是不产生任何气体。
然而反硝化却使系统里压力增加，因为在4mol硝酸根完成还原反应后，除了产生N₂外，还有2.5mol CO₂气体产生。

测量原理

在密封、充气、有压力的恒温系统中放置着通气良好的土样，通过记录系统中O₂，CO₂，气压、温度等参数，即时得到硝化率、反硝化率和土壤呼吸率。

    土壤呼吸是一个净气体既不产生也不消耗的过程，也就是说净气体产生量Δn/Δt=0，因为消耗的氧气的量和生成的CO₂气体量是相同的，所以呼吸系数等于1.0，这和在充气良好的土壤上是一样的。

    硝化反应使得系统里的压力降低，因为每mol铵需要消耗0.5mol分子氧，但是不产生任何气体。

    然而反硝化却使系统里压力增加，因为在4mol硝酸根完成还原反应后，除了产生N₂外，还有2.5mol CO₂气体产生。

    如果发现净压力降低，那么系统中就发生了硝化反应。同样，如果压力增加就说明发生了反硝化反应。可以用下面的反应式来描述上面的三个微生物反应：

    a)土壤呼吸

CH₂O+O₂        CO₂+H₂O（压力平衡）

    b）硝化反应

NH₄⁺+2O₂        NO₃^-+H₂O+2H⁺（压力降低）

    c)反硝化反应

    5CH₂O+4NO₃^-+4H⁺          5CO₂+7H₂O+2N₂（压力增加）

土样顶部的CO₂浓度和O₂浓度（随意的N₂O浓度）可以随着系统压力一起被检测到。

通过测试系统压力的改变来确定4个反应过程总的平衡。

将氧气的平衡和二氧化碳的平衡合并，可以确定反硝化过程中产生的气体氮化合物的分子式。

如果通过气压测得系统总气体平衡不能被氧气平衡和二氧化碳平衡来说明的话（总气体    平衡        氧气平衡加二氧化碳平衡），那么平衡差就必须是在反硝化过程中产生的气态氮化合物。