稻田N2O排放對水熱變化的響應及微生物驅動機制取得新進展
稻田是重要的農業土地利用方式，同時也是人工N2O的重要排放源。N2O排放主要由微生物調控，未來以氣候變暖和降雨格局改變為標志的全球氣候變化勢必影響微生物活動，從而影響N2O的排放。研究不同水熱條件下N2O排放相關微生物的響應機制，有助于深入理解稻田氮素轉化機制，減少稻田N2O排放量。
為此，中國科學院亞熱帶農業生態研究所桃源農業生態試驗站科研人員以水稻土為材料，設置不同水分和溫度條件，采用同位素標記法，結合土壤微生物分子學技術，研究了水熱條件改變對稻田土壤N2O排放速率、硝化及反硝化微生物群落的影響。結果表明，在25% WFPS至125% WFPS水分條件范圍內，5℃至35℃溫度變化范圍內，N2O排放速率隨土壤水分或溫度增加而增加，且N2O的排放均主要來自于反硝化作用。但水分和溫度變化條件下，N2O排放的微生物驅動機制不同。土壤水分含量增加主要影響含nirK和nosZ基因微生物的群落結構，刺激部分小豐度微生物的生長，包括含nirK基因的Bradyrhizobium，以及含nosZ基因的Tardiphaga，從而調控N2O的排放。而增溫對含nirK或nirS基因的反硝化微生物的群落結構影響不同，溫度主要通過影響nirS型反硝化微生物群落結構而調控N2O排放，且Rhodanobacter和Cupriavidus為驅動N2O排放關鍵物種。同時，溫度變化可顯著改變含nosZ基因的反硝化微生物的群落結構，從而影響N2O的還原，其中Azoarcus 和Azospirillum對N2O的還原尤為重要。
該項研究近期以A few key nirK- and nosZ-denitrifier taxa play a dominant role in moisture-enhanced N2O emissions in acidic paddy soil和Warming shapes nirS- and nosZ-type denitrifier communities and stimulates N2O emission in acidic paddy soil為題分別分表在Geoderma和Applied and Environmental Microbiology上。該研究得到了國家自然科學基金（41771335）項目的資助。
不同水分條件下N2O排放速率（左）及N2O排放的結構方程模型（右）
不同溫度條件下N2O排放速率（左）及N2O排放的方差分解圖（右）
