揭示生物炭對土壤凍融過程中氧化亞氮排放的影響

氧化亞氮是大氣中最主要的溫室氣體之一，主要源自于土壤的硝化和反硝化過程。近年來，越來越多的研究表明，在中、高緯度和高海拔地區(qū)，凍融期間土壤氧化亞氮的排放量在全年排放總量中占有重要的比重。在全球變暖的背景下，如何抑制這部分排放量成為了該領(lǐng)域研究的熱點。生物炭作為一種新型土壤改良劑，其在土壤氧化亞氮減排方面表現(xiàn)出了一定的潛力。然而過往研究的觀測期主要集中在作物的生長季，對凍融過程中土壤氧化亞氮排放的影響尚不清晰。

針對這一科學(xué)問題，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所博士生劉翔在導(dǎo)師李蘭海的指導(dǎo)下，以伊犁河谷農(nóng)田土壤為研究對象，通過室內(nèi)模擬凍融過程的方法，研究了生物炭對土壤凍融過程中氧化亞氮排放的影響，分析了氣體排放量與土壤有效氮含量、微生物量及氮轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性之間的關(guān)系，初步探討了生物炭對該過程下土壤氧化亞氮排放的影響機制。

研究結(jié)果表明：與未添加生物炭的對照處理相比，生物炭處理顯著降低了凍融過程中土壤氧化亞氮的排放量;土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量隨著凍融次數(shù)的增加分別表現(xiàn)為遞增和遞減的趨勢，且生物炭處理下的土壤硝態(tài)氮含量顯著低于對照處理，表明生物炭可能通過抑制土壤的硝化過程來促進氧化亞氮的減排。該研究為中高緯度地區(qū)凍融期間土壤氧化亞氮的減排提供了理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。