【獨家焦點】中國熱科院在熱帶農田土壤氧化亞氮排放機制方面取得重要進展

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中國熱科院環植所農業環境研究團隊在熱帶農田土壤溫室氣體氧化亞氮（N₂O）排放的微生物代謝機制上取得重要進展，首次報道了我國熱帶農田土壤氨氧化微生物群落結構變化對N₂O排放的影響，并分析了特定物種在驅動N₂O排放中的關鍵作用。該研究結果對減緩氣候變化和優化施肥模式具有重要理論指導意義。

N₂O是一種重要的溫室氣體，具有強大的全球增溫潛力。農田土壤是N₂O的重要排放源，氨氧化過程為其關鍵排放路徑。有機肥替代化肥模式雖然能夠改善土壤結構、增加土壤肥力并促使作物增產，但也會影響土壤N₂O排放。目前，有機肥替代化肥模式下土壤氨氧化過程驅動N₂O排放的代謝機制尚不明確。

本研究系統解析了氨氧化古菌（AOA）和氨氧化細菌（AOB）驅動N₂O排放的貢獻與機制，闡明連續四年不同有機肥替代化肥比例對氨氧化過程的影響。結果表明，熱帶農田土壤AOA對氨氧化過程的貢獻大于AOB。與不施肥相比，單施化肥未顯著影響氨氧化潛力，但通過降低土壤pH、AOA-amoA和AOB-amoA基因豐度降低了N₂O排放。有機肥替代化肥處理通過提高AOA和AOB的豐度和活性，顯著提高了土壤N₂O的排放。其中，50%有機肥替代化肥處理激發了AOA驅動的N₂O排放，并促進了亞硝化球菌屬（Nitrososphaera）的發育；30%有機肥替代化肥處理中AOB驅動的N₂O排放增量與氨氧化細菌（Nitrosospira multiformis）豐度增加有關?？傊?，不同配比有機肥替代化肥模式通過調控特定氨氧化微生物的分布進而增加氨氧化過程N₂O的排放。

相關研究結果以“Organic substitution stimulates ammonia oxidation-driven N₂O emissions by distinctively enriching keystone species of ammonia-oxidizing archaea and bacteria in tropical arable soils”為題發表在《Science of the Total Environment》。中國熱科院環植所聯合培養碩士研究生張琪和陳淼副研究員為論文共同第一作者，范長華副研究員和李勤奮研究員為該論文共同通訊作者。該研究在海南儋州熱帶農業生態系統國家野外科學觀測研究站完成，得到了國家自然科學基金、海南省重大科技計劃、海南省自然科學基金等項目的資助。

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