在施用低氮肥料的情况下，河流冲积土（Fluvisols）通过反硝化作用和硝酸盐驱动的方式吸收氮氧化物（N2O），这一过程实际上是一个被忽视的氮氧化物吸收途径

《European Journal of Soil Science》：Denitrification-Nitrate Driven N2O Uptake by Fluvisols With Low-N Fertiliser Is an Overlooked Sink of N2O

　　N?O汇在华北平原零氮肥小麦季显著高于玉米季，温度、硝酸盐和nosZ基因丰度是驱动机制，纠正了传统认知并助力双碳战略。

　　

摘要

频繁观察到的负N₂O通量表明土壤具有显著的碳汇作用，但这一现象长期以来被忽视。然而，在零氮（N）施肥条件下，其碳汇潜力及作用机制仍不明确，因为高氮肥施用导致的N₂O排放脉冲通常掩盖了N₂O吸收的作用。为了探究零氮施肥条件下的碳汇潜力及驱动机制，研究人员在华北平原进行了为期3年的田间研究（2013年6月至2016年5月），对玉米-小麦轮作系统中的N₂O通量及气象数据（每2-3天测量一次）进行了高精度采样，并在2015-2016年进行了生物分析。研究结果显示，小麦生长季节（N₂O排放量为-492.6克/公顷）与玉米生长季节（N₂O排放量为443.5克/公顷）的N₂O排放模式存在显著差异；在整个实验期间，小麦生长季节的N₂O碳汇量是玉米生长季节的1.10倍。进一步分析表明，温度、硝酸盐含量以及nosZ基因的丰度是影响小麦土壤N₂O吸收的关键因素，而玉米土壤的特点则是反硝化作用活跃、硝酸盐含量较高，以及AOA、AOB、NOB、nirS和/or nirK基因的相对较高丰度。因此，可以推测小麦土壤吸收N₂O的机制是：在小麦生长季节，低温显著抑制了微生物的反硝化活动，降低了硝酸盐的可利用性；而在地下土壤中，较高的温度和缺氧条件为微生物将N₂O转化为N₂提供了更有利的条件，同时nosZ基因的丰度也较高。总体而言，这项研究揭示了零氮施肥条件下小麦生长季节中N₂O碳汇作用的被低估程度。这些发现有助于修正“农田土壤始终是大气中N₂O主要来源”的传统认知，并为双碳战略下的温室气体（GHG）减排提供了新的见解。

亮点

• 填补了关于低氮施肥条件下Fluvisols土壤N₂O碳汇潜力的知识空白。
• 长期田间研究揭示了无氮施肥条件下土壤的N₂O碳汇潜力。
• 温度、反硝化作用以及nosZ基因是影响土壤N₂O碳汇的关键因素。
• 低氮农业有助于增强土壤的N₂O碳汇能力，从而促进双碳目标下的温室气体减排。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据获取说明

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