Los suelos agrícolas son importantes fuentes antropogénicas de emisiones de NO. La aplicación del inhibidor de nitrificación fosfato de 3,4-dimetilpirazol (DMPP) ha demostrado ser una medida de gestión efectiva para mitigar las emisiones de NO. Sin embargo, el mecanismo de influencia de DMPP en la mitigación de las emisiones de NO del suelo bajo diferentes regímenes de riego sigue siendo desconocido. Por lo tanto, se realizó un experimento de lisímetro para estudiar los efectos del nivel de riego (límites de riego inferiores del 75%, 65% y 55% de la capacidad de campo (FC), denominados como WH, WM y WL) y la adición de DMPP (0% y 1% de la aplicación de N, denominados como D0 y D1) en las emisiones de NO, factores ambientales del suelo como nitrógeno amoniacal (NH-N), nitrógeno nítrico (NO-N), espacio poroso lleno de agua (WFPS), temperatura del suelo y las abundancias de genes relacionados con el NO (AOA, AOB, nirS y nirK). Los resultados mostraron que las emisiones de NO del suelo aumentaron con el aumento del nivel de riego. La eficiencia de DMPP en la mitigación de las emisiones de NO varía según el régimen de riego. En comparación con D0, D1 redujo significativamente las emisiones acumulativas de NO en un 11,27%, 18,96% y 15,05% en las condiciones WL, WM y WH, respectivamente. Mientras tanto, D1 causó una reducción notable en el gen AOB en un 29,73%, 47,02% y 22,41%, respectivamente, pero no tuvo un efecto significativo en el gen AOA. D1 fue efectivo para disminuir los genes nirS y nirK excepto en la condición WL; los porcentajes de reducción fueron del 48,45%, 40,84% y 37,18%, 44,97% en las condiciones WM y WH, respectivamente. Además, D1 provocó un aumento en el contenido de NH-N y una disminución en el contenido de NO-N, WFPS y temperatura del suelo en todos los regímenes de riego. Se observó una correlación significativa más alta entre las emisiones de NO y NH-N y AOB en las condiciones WL y WM, mientras que se observó una correlación significativa entre las emisiones de NO y NO-N, nirK y nirS en la condición WH. Se reveló que con el aumento del nivel de riego, la principal fuente de emisiones de NO podría cambiar de nitrificación a desnitrificación. En general, nuestro estudio indicó que en las condiciones WL y WM, la mitigación de las emisiones de NO por DMPP se debió principalmente a la inhibición del gen AOB, mientras que la inhibición de los genes nirS y nirK fue probablemente el mecanismo dominante en la condición WH. Los hallazgos de este estudio proporcionarán una base teórica para la aplicación de un inhibidor de nitrificación en campos de trigo de invierno con riego por goteo en la Llanura del Norte de China.