農(nóng)業(yè)土壤是人為N₂O排放的主要來(lái)源。而在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的釋放源中，大約有65%的N₂O都來(lái)自肥料的施用及間接排放，在我國(guó)，由于氮肥的過(guò)量和不合理施用，這個(gè)數(shù)值更是高達(dá)75%。如何降低農(nóng)田土壤N₂O排放成為我國(guó)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迫切需求解決的重大科學(xué)問(wèn)題。

　　合理的養(yǎng)分管理可實(shí)現(xiàn)土壤N₂O減排。前人研究顯示，鉀素與氮素在土壤、根際和植物體內(nèi)均具有顯著交互作用，增施鉀肥可以通過(guò)植物、凋落物、微生物數(shù)量和種類(lèi)影響，進(jìn)而調(diào)控N₂O排放。然而，關(guān)于鉀肥對(duì)N₂O排放的報(bào)道較少，數(shù)據(jù)零星，尚沒(méi)有充足的直接證據(jù)證實(shí)鉀肥對(duì)土壤N₂O排放所起的作用。

　　武漢植物園農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)學(xué)科組科研人員在劉毅研究員和李志國(guó)副研究員帶領(lǐng)下，通過(guò)利用¹⁵N同位素示蹤試驗(yàn)，研究了施氮條件下鉀肥對(duì)硝化和反硝化N₂O排放產(chǎn)物的影響。初步研究結(jié)果顯示，在固定初始氮濃度（80mg/kg）的15d培養(yǎng)期內(nèi)，施鉀顯著提高了N₂O的平均排放率（1.6-10.8倍）。土壤硝化和反硝化作用產(chǎn)生的N₂O排放量均增加，反硝化作用對(duì)N₂O排放量的貢獻(xiàn)更大，其貢獻(xiàn)率由不施K肥的32%提高到施鉀300mg/kg時(shí)的53%。鉀肥增加N₂O排放的原因可能是高K⁺濃度和低pH導(dǎo)致反硝化微生物和耐酸硝化微生物活性增加導(dǎo)致。氯化鉀比硫酸鉀產(chǎn)生的N₂O排放量低，氮肥和鉀肥對(duì)N₂O排放有顯著的交互作用。本研究結(jié)果表明，鉀肥在調(diào)節(jié)土壤N₂O排放中起著重要作用，然而，鉀肥在其它地區(qū)的不同的作物、不同類(lèi)型土壤的作用過(guò)程可能存在差異，需要進(jìn)一步的研究調(diào)查。

　　總體上，這些研究結(jié)果有助于我們更清晰的認(rèn)識(shí)鉀肥對(duì)農(nóng)田土壤N₂O 排放的調(diào)控機(jī)制，同時(shí)，為農(nóng)田N₂O的減排措施的制定提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。研究結(jié)果以“N₂O emissions and product ratios of nitrification and denitrification are altered by K fertilizer in acidic agricultural soils ”為題，發(fā)表于國(guó)際期刊Environmental Pollution上。中科院水生植物與流域生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、武漢植物園農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)學(xué)科組李志國(guó)副研究員為論文第一作者，劉毅研究員為通訊作者。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃（2016YFD0200108）、國(guó)家自然科學(xué)基金（41501313）和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新計(jì)劃（Y455434I02）的資助。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749119360452  

圖1 鉀肥和不施鉀肥土壤硝化和反硝化作用的N₂O排放量及貢獻(xiàn)