近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域创新团队，明确了N₂O排放与生物炭电化学特性和表面官能团的相关性，揭示了生物炭影响土壤N₂O排放的微生物-电化学机制，为减少土壤N₂O排放提供了新的视角，并为后续制备具有增强N₂O还原能力的生物炭材料奠定了理论基础。相关研究成果发表在《总环境科学（Science of the Total Environment）》上。

反硝化过程是N2O的主要来源，生物炭的电化学性质和表面官能团是调控N₂O排放的驱动因素。因此，生物炭对反硝化过程中N2O排放的影响及其电化学机制亟待研究。本研究对比了原始生物炭和氧化的生物炭对N₂O/（N₂O + N₂）比率和N2O排放的影响，同时测定了反硝化菌群落结构及其绝对丰度，探究了生物炭电化学性质和表面含氧官能团对N2O和N2排放的影响。

研究表明，具有更优的电化学性能和更少的表面含氧官能团的原始生物炭通过提高氧化亚氮还原酶基因丰度（nosZ）和降低亚硝酸还原酶基因与氧化亚氮还原酶基因的比例[(nirS + nirK)/nosZ]，促进土壤N2O的还原，降低N₂O/（N₂O + N₂）比率，减少土壤N₂O排放，这对于减少农业氮肥施用中的N₂O排放，提升土壤健康及农业可持续发展具有重要意义。

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所硕士生柳晓婉为论文第一作者，刘杏认副研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S0048-9697(24)05722-X