近日，資源環(huán)境學(xué)院盧瑛教授和李博副教授團(tuán)隊(duì)在知名期刊Science of the Total Environment（中科院一區(qū)，IF=10.754），Applied Soil Ecology（中科院二區(qū)，IF=5.509）以及《植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)》（北大核心梯隊(duì)期刊）上分別發(fā)表題為“Optimal biochar amendment rate reduced the yield-scaled N2O emissions from Ultisols in an intensive vegetable field in South China”、“Nonlinear effects of biochar on greenhouse gas emissions and soil microbial community composition under intensive vegetable production in South China”、“不同溫度條件下生物質(zhì)炭陳化對(duì)華南集約化菜地土壤反硝化過(guò)程的影響”的研究論文。該研究圍繞生物質(zhì)炭施用對(duì)華南集約化蔬菜生產(chǎn)中土壤溫室氣體減排效果以及微生物學(xué)機(jī)理等內(nèi)容進(jìn)行探索，在華南集約化農(nóng)田土壤碳氮管理與溫室氣體減排研究方向取得新進(jìn)展。

團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)置集約化蔬菜地種植田間試驗(yàn)，采用靜態(tài)暗箱法等對(duì)集約化蔬菜種植期間的溫室氣體排放進(jìn)行周年監(jiān)測(cè)，同時(shí)測(cè)定土壤理化與生物學(xué)性質(zhì)，探究不同生物質(zhì)炭施用量對(duì)溫室氣體排放的影響及其微生物作用機(jī)制。研究結(jié)果表明，生物質(zhì)炭的施用對(duì)菜地土壤CH4的排放無(wú)顯著影響，但是能夠顯著降低周年N2O排放，對(duì)蔬菜具有增產(chǎn)作用，因此能夠顯著降低集約化蔬菜生產(chǎn)的綜合溫室效應(yīng)和單位產(chǎn)量N2O排放量。但是，生物質(zhì)炭施用量與溫室氣體減排量并非線性相關(guān)，隨機(jī)森林分析的結(jié)果表明其主要受到土壤pH，C/N，胡敏酸和真菌含量的影響，而20噸/公頃的生物質(zhì)炭施用量能夠在保障蔬菜產(chǎn)量的同時(shí)最大程度上降低華南集約化蔬菜生產(chǎn)的綜合溫室效應(yīng)。

團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)置室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)合乙炔抑制法，探究了不同溫度下新鮮生物質(zhì)炭與陳化生物質(zhì)炭對(duì)華南集約化菜地土壤N2O排放的影響。結(jié)果表明在反硝化過(guò)程中，新鮮生物質(zhì)炭通過(guò)持留NO3-減少其參與反硝化過(guò)程，進(jìn)而減少N2O排放量。陳化生物質(zhì)炭則通過(guò)影響反硝化過(guò)程的底物NO3-、NO2-含量及反硝化功能基因nirK和nosZII的豐度，從而導(dǎo)致土壤氮以NO或N2形式損失，減少N2O的排放量。此外，低溫抑制微生物的活性，因此在30℃時(shí)生物質(zhì)炭對(duì)N2O減排效果更好，且陳化生物質(zhì)炭的減排效果優(yōu)于新鮮生物質(zhì)炭。該研究為生物質(zhì)炭對(duì)華南地區(qū)農(nóng)田土壤減排時(shí)間效應(yīng)以及陳化減排機(jī)理提供理論依據(jù)。

上述三篇論文中，兩篇第一作者均是資源環(huán)境學(xué)院2021級(jí)碩士研究生劉一戈，盧瑛教授和李博副教授為論文的通訊作者，相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41807021）的資助。

文圖/資源環(huán)境學(xué)院 李博