国际学术期刊Journal of Environmental Management（JCR 1区，IF=8.7）发表了我室作物耐盐碱研究与应用创新团队完成的研究论文“Incorporating straw into intensively farmed cropland soil can reduce N2O emission via inhibition of nitrification and denitrification pathways”。该研究基于野外大田试验，采用静态箱-气象色谱法，对冬小麦土壤N2O排放、氮转化功能基因丰度及功能微生物结构和组成进行系统分析。研究结果可深入认识秸秆还田对华北旱作农田N2O产排的作用机制，为制定秸秆资源利用和N2O减排策略提供重要依据。
华北作为典型的集约化农业生产区，秸秆产量大，此外也作为我国N2O排放的热点区域，因此如何实现秸秆资源利用和N2O减排一直是该地区所面临的重要挑战。秸秆还田已作为华北地区主要的农田管理模式，显著影响土壤N2O排放和氮转化功能微生物群落结构等。然而，该地区冬小麦季N2O排放、硝化和反硝化细菌群落结构及相关功能基因丰度对秸秆管理策略的响应尚不清楚。
基于此，本研究在河北省宁晋县设置大田小区试验，研究了4种处理:不施肥条件下秸秆还田(N0S1)和不还田(N0S0);施肥条件下秸秆还田(N1S1)和不还田(N1S0)，对N2O排放、土壤性质、作物产量以及硝化和反硝化微生物群落动态的影响。结果表明，秸秆还田能显著减少7.1–11.1% (p < 0.05) 的N2O排放，使产量提高2.6–4.3%，改变了微生物群落组成，并提高了Shannon和ACE指数，降低了AOA(9.2%)、AOB(32.2%, P<0.05)、nirS(35.2%, P<0.05)、nirK (21.6%, P<0.05)和nosZ(19.2%)基因丰度。进一步分析发现Nitrosavbrio (AOB), unclassifiied_Gammaproteobacteria, Rhodanobacter (nirS), Sinorhizobium (nirK)与N2O排放呈显著相关性，而秸秆还田会改变此类细菌活性而影响N2O排放。因此，在中国北方集约化农田中，秸秆还田有助于提高产量和减轻肥料引起的环境成本。
张鑫讲师为第一作者与通讯作者。该研究得到了河北省重点研发计划项目、华北作物改良与调控国家重点实验室创新团队项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118115
