近日，农业环境与可持续发展研究所气候变化与减排固碳团队揭示了大气CO₂浓度升高对旱地农田N2O排放的微生物学机理，量化了不同微生物学过程对夏玉米地N₂O排放的贡献，研究为旱地农田合理制定N₂O减排措施提供了理论依据，相关成果发表于《欧洲农学杂志(European Journal of Agronomy）》。

当前大气中CO₂浓度相比工业化革命前已升高了48%，作为植物光合作用的原料，大气CO₂浓度升高对作物产量及品质的研究已有大量报道，然而关于大气CO₂浓度升高如何通过“土壤-作物-大气”系统影响农业土壤中的碳氮循环及温室气体排放，还缺乏深入研究。

该研究基于研究室运行13年的华北典型农田“自由大气CO₂浓度升高（FACE）平台”，采用田间试验、15N同位素双标记的氮初级转化速率培养试验及高通量测序相结合的方法进行。研究发现，大气CO₂浓度富集使土壤有机氮矿化速率及氮素的自养硝化速率和微生物同化铵态氮的速率增加，同时显著增加了施肥后自养硝化过程中N₂O的排放速率及产物排放比例；N₂O排放增加也体现在氨氧化微生物和反硝化微生物的丰度增加及群落组成变化上。自养硝化作用的绝对贡献增加主导了大气CO₂浓度升高下土壤N₂O排放增加。该研究为合理制定N₂O减排措施及科学预测旱地农田土壤N₂O排放对气候变化的响应提供了理论依据。

该研究得到了国家重点研发计划课题和和中国农业科学院科技创新工程的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.127041