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城市环境研究所在生物炭降低茶园土壤N2O排放并改变微生物群落方面取得进展
姚槐应研究组 | 2020-10-21| 【 】【打印】【关闭

    氧化亚氮(N2O)作为一种重要的温室气体,其减排对策的研究逐渐受到人们的重视。土壤是N2O排放的重要来源之一,其中农田土壤占60%以上。茶园农田生态系统大量施氮和土壤酸化等问题导致其具有较高的N2O排放系数的农田土壤生态系统。

    生物炭可以很大程度上改变土壤物理性质和化学性质,其潜在的“石灰效应”可以提高土壤的pH。再者,生物炭通过降低铝等有害离子的毒性和移动性及营养元素的可利用性,来提高土壤的肥力、增加作物产量。近来,生物炭土壤N2O减排效应已经广为报道,并在一定程度对其中机制有所探究,比如在厌氧条件下,生物炭可以调节土壤pH、土壤持水量、通气性和底物的可利用性来限制或调节反硝化过程降低土壤N2O排放。然而,生物炭施用对于茶园土壤中氨氧化微生物和真菌的影响却不是非常明确。

    中国科学院城市环境研究所姚槐应团队以中国著名产茶区杭州西湖龙井种植区选取经过长期施肥的茶园土壤作为研究对象。通过不同生物炭添加来探究其对于茶园土壤的理化性质、N2O排放和土壤微生物群落的影响。通过对比对照处理和添加1%(质量比)的两种生物炭(豆科类生物质炭(legume biochar,LB)和非豆类生物质炭(Non-legume biochar,NLB))的微宇宙培养试验,系统研究了生物炭对茶园土壤N2O排放、理化性质和微生物群落结构的影响。生物炭添加改变了茶园土壤的理化性质并降低了土壤N2O的排放。其中,生物炭的减排效应是基于其添加对土壤pH、无机氮和DOC和真菌群落及反硝化过程功能基因nosZ丰度等的改变所引起。这些结果为茶园土壤生物炭添加提高茶园土壤健康提供了重要的理论支持与证据。

    研究结果以Biochar suppresses N2O emissions and alters microbial communities in an acidic tea soil为题,发表于Environmental Science and Pollution Research,2019, 26, 35978。博士生郑宁国为第一作者,姚槐应研究员为通讯作者。国家自然科学基金及相关人才计划的支持。

    论文链接

土壤pH(a)、无机氮(b、c)和溶解有机碳(DOC)(d)在30天的单独培养图

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