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祁阳站揭示土壤水分条件对长期施肥水稻土温室气体排放的调控机制
发布者：管理员发布时间：2024-07-02作者：黄晶来源：祁阳站点击量：
近日，资划所祁阳站在揭示土壤水分条件对长期施肥水稻土温室气体排放的调控机制研究中取得重要进展，相关成果以“Impact of soil moisture regimes on greenhouse gas emissions, soil microbial biomass, and enzymatic activity in long-term fertilized paddy soil”为题，发表在《欧洲环境科学（Environmental Sciences Europe）》。
农田温室气体排放一直是人们关注的热点，土壤水分和施肥措施是影响土壤CH4和N2O排放的重要因素，但长期不同施肥情况下，土壤水分条件如何改变水稻土微生物生物量化学计量和酶活性，及其与温室气体(CH4和N2O)和土壤性状的关系仍不明确。为此，本研究基于中国农业科学院祁阳红壤站开始于1982年的有机肥和化肥配施水田长期定位试验，选取长期单独施用化肥、单独施用有机肥和有机肥化肥配合施用处理，并设置60%WFPS（土壤体积含水量与总孔隙度的百分比）和淹水两种水分条件，深入探究水分条件对CH4和N2O排放通量、微生物生物量化学计量和酶活性的影响。研究结果表明，水分是影响温室气体通量、土壤养分有效性和活性的重要因素。淹水土壤的N2O排放量低于60%WFPS，CH4排放量则高于60%WFPS，长期有机肥化肥配施处理与单施化肥或有机肥相比较，在两种水分条件下都显示出更高的排放量。与60%WPFS相比较，淹水处理的溶解有机碳(DOC)均增加了15%-27%。淹水处理的微生物生物量碳、氮、磷（MBC、MBN、MBP）分别显著提高了8%-12%、14%-21%和4%-22%。水分条件对脲酶有一定的影响，淹水土壤中脲酶比水淹土壤中脲酶显著提高42%-54%，而对β-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的影响不大。DOC、MBC、pH与累积CH4呈显著正相关，DOC与累积N2O呈显著正相关。土壤水分、MBC、DOC、pH和酶活性是影响温室气体排放的最重要因子。PLS-PM分析表明，土壤性质和酶活性对CH4和N2O排放具有显著的直接影响，而土壤微生物生物量对CH4和N2O排放具有间接的正向影响。该研究为红壤区稻田通过调控水分降低温室气体排放提供了理论依据。
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士生Asad Shah和黄晶副研究员为共同第一作者，张会民研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金和井冈山农高区省级科技专项等项目资助。
https://doi.org/10.1186/s12302-024-00943-4
