石灰性农田土壤水分落干过程中生物炭抑制N_(2)O排放OA

为探究玉米秸秆生物炭对石灰性农田土壤水分落干过程中N_(2)O排放的调控作用及微生物机制,本研究设置0、1%、2%、4%(质量比)生物炭添加处理(BC_(0)、BC_(1)、BC_(2)、BC_(4)),开展模拟降雨及水分落干实验,监测土柱N_(2)O排放通量,并分析微生物群落结构和氮循环功能基因。结果表明:玉米秸秆生物炭显著抑制N_(2)O排放(F_(3,8)=3275.81,P<0.001);与BC0相比,BC_(1)、BC_(2)和BC_(4)的N_(2)O累积排放量分别减少了35.11%、41.92%和60.16%。功能基因相对丰度变化分析表明,生物炭抑制N_(2)O排放的原因,一方面是抑制氨和羟胺氧化,减少硝化作用过程中的N_(2)O排放;另一方面是抑制N还原并促进N和N_(2)O还原,减少反硝化作用过程中的N_(2)O排放。此外,玉米秸秆生物炭改变了土壤微生物群落结构,在门水平上,提高了Bacteroidota(拟杆菌门)和Firmicutes(厚壁菌门)相对丰度,降低了Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteriota(酸杆菌门)和Chloroflexi(绿弯菌门)相对丰度;在属水平上,提高了Pontibacter(庞特杆菌属)和Bacillus(芽孢杆菌属)相对丰度,降低了Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)相对丰度。研究表明,玉米秸秆生物炭通过调控氮循环功能基因相对丰度及微生物群落结构,可有效抑制石灰性农田土壤水分落干过程中的N_(2)O排放,且减排效果与添加量正相关。