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土壤植物互作团队发现控制农业旱地氧化亚氮排放温度敏感性的新机制
发布者：管理员发布时间：2018-01-26作者：宋阿琳来源：土壤植物互作研究室点击量：
近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所科研团队在农业旱地氧化亚氮（N2O）排放的温度敏感性机制方面取得了新的进展。相关研究成果12月7日在线发表于国际土壤学科Top期刊《Soil Biology and Biochemistry》上。
N2O是第三大重要的温室气体，人为导致的N2O排放大约60%来自于农田土壤，且源于氮肥和有机肥的施用。除了氮源，N2O排放还受土壤水分、有机碳、温度等许多其它因素影响，特别是温度不仅影响着当前N2O的排放，还可通过或正或负的反馈作用影响着未来的N2O排放。然而，迄今人们对施肥是否以及如何影响土壤N2O排放的温度敏感性缺乏明确的认识。前人普遍认为当温度升高时，土壤N2O排放速度不但取决于土壤中单位体积厌氧微域中的反硝化速率增加，还取决于呼吸加速导致的厌氧微域体积扩大程度。这种理论只考虑到了反硝化途径产生的N2O排放，而忽略了旱地土壤中普遍存在的由非反硝化途径产生的N2O，因此具有明显的局限性。
该研究首先通过对前人零散研究结果进行整合分析，明确了施肥对N2O排放温度敏感性具有正效应，然后通过对比研究施肥农田土壤和相邻自然土壤，并通过相互接种灭菌土壤和微生物的方法区分土壤生物和非生物的贡献，发现长期施肥后，土壤硝化细菌的群落特性发生了明显变化，不但对氮肥响应更加迅速，而且最适氮浓度也显著提高。当温度提高时，施肥土壤的氮矿化速率提高，硝化细菌快速生长，从而提高N2O排放的温度敏感性，而自然土壤中的硝化细菌则反应迟缓。硝化细菌群落变化对施肥提高农田土壤N2O排放温度敏感性的贡献高达53%。相反，传统观点认为的土壤N2O排放温度敏感性起主要作用的反硝化菌的贡献却很小。该结果表明，人类活动导致的土壤微生物群落的改变对生态系统功能和未来气候变化将产生深远影响。此外，该团队还在施肥影响土壤N2O排放温度敏感性的微生物互作网络和普遍性方面开展了深入研究（Cui et al. Soil Biology and Biochemistry 2016, 93, 131-141和Yin et al. Soil Biology and Biochemistry, 2017,108, 65-77）。
图1. N2O释放温度敏感性的整合分析（左）和控制农业旱地N2O释放温度敏感性的新机理
该研究由中国农科院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队完成，得到中国农科院科技创新工程、所优秀青年人才培育计划、重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。中国农科院资源区划所范分良副研究员为通讯作者。原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071717306685
