氮素（N）在植物生長(zhǎng)和品質(zhì)發(fā)育中起著重要的作用。然而，農(nóng)作物的氮肥利用效率普遍較差。全球范圍內(nèi)，用于農(nóng)業(yè)的氮肥約有50%未被植物吸收，而是以氨（NH3）、硝酸鹽（NO3-）、氮氧化物（NOx）等形式流失到環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞和氣候變化。 

　　鉀（K）是主要的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素，是植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵。它對(duì)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)起著重要作用。因此，全球鉀肥需求將增加，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到約4570萬(wàn)公噸。長(zhǎng)期大規(guī)模施用鉀肥可能對(duì)土壤氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程和全球N₂O排放產(chǎn)生重大影響，因?yàn)樘砑?span style="font-size: 12pt; line-height: 150%">K⁺可以通過(guò)與NH₄⁺競(jìng)爭(zhēng)土壤吸附位點(diǎn)直接改變土壤氮的有效性，或通過(guò)植物對(duì)的N吸收利用影響根際環(huán)境而間接影響氮代謝相關(guān)微生物的活性。然而，很少有研究強(qiáng)調(diào)鉀肥對(duì)N₂O產(chǎn)生及其相關(guān)微生物的影響。 

　　中國(guó)科學(xué)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、陳鵬助理研究員和劉毅研究員，以武漢市郊區(qū)的農(nóng)田土壤為材料，采用六種肥料處理（含鉀和兩種氮源）進(jìn)行了盆栽試驗(yàn)。采用靜態(tài)氣相色譜法和高通量測(cè)序法，研究了K與不同形態(tài)氮的交互作用對(duì)N₂O通量和硝化反硝化微生物群落豐度的影響。與不施肥對(duì)照（CK）相比，硝態(tài)氮、氨氮和鉀肥的施用顯著增加了N₂O的排放。但是，鉀和硝態(tài)氮肥的聯(lián)合施用顯著降低了平均N₂O排放量28.3%，而鉀和銨態(tài)氮的聯(lián)合施用則增加了22.7%。氨氧化古菌（AOA）和氨氧化細(xì)菌（AOB）中硝化基因amoA的豐度隨施氮和鉀肥的變化而變化，而反硝化基因narG、nirK和norl與N₂O的排放量密切相關(guān)。說(shuō)明氮、鉀肥及其交互作用主要通過(guò)改變土壤-植物系統(tǒng)中反硝化微生物功能基因的豐度來(lái)影響N₂O的排放。氮鉀配施下，土壤反硝化微生物副球菌屬、Rubrivivax屬、地桿菌屬、鏈霉菌屬和菌絲屬是調(diào)控土壤N₂O的排放的關(guān)鍵物種。 

　　本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃（項(xiàng)目編號(hào)2016YFD0200108）、國(guó)家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)41501313）和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新計(jì)劃（項(xiàng)目編號(hào)Y455434I02）的資助。研究成果以K fertilizer alleviates N₂O emissions by regulating the abundance of nitrifying and denitrifying microbial communities in the soil-plant system為題，發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Environmental Management上(IF=5.641)。 

　　論文鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479721006411