「IF=13.1」沈阳农业大学陈温福院士团队再取研究进展

近日，沈阳农业大学陈温福院士团队张伟明课题组博士生孙媛媛以第一作者在环境科学与生态学一区TOP期刊Biochar（IF=13.1）上发表了题为“Long‑term fertilization regimes modulate dissolved organic matter molecular chemodiversity and greenhouse gas emissions in paddy soil”的研究论文，揭示了长期施肥对稻田土壤溶解性有机质（DOM）分子多样性和温室气体排放的调控机制。张伟明副教授、陈温福院士为论文通讯作者。

研究团队基于生物炭-稻田长期定位试验，利用高精度傅里叶变换离子回旋共振质谱技术（FT-ICR MS），在分子水平上研究了不同施肥策略对DOM组成及化学特性的影响，结果表明，不同施肥策略显著改变了DOM分子丰度、结构复杂性及热力学稳定性，进而对温室气体排放产生差异化调控效应。研究发现，长期单施化肥明显增加了DOM分子多样性和功能复杂性，却显著降低了分子热力学稳定性（吉布斯自由能ΔG Cox°），促进了温室气体（CH4和N2O）排放。相比之下，生物炭配施化肥处理，则通过增加高O/C和稳定性木质素类化合物的积累，提高了DOM热力学稳定性，显著降低了CH4排放和全球变暖潜能（GWP）。而秸秆配施则促进了木质素和不饱和烃类化合物的富集，形成了独特的DOM分子特征谱。通过构建DOM分子特征与温室气体排放的关联网络研究，发现DOM不仅在数量上，而且在质量上与温室气体排放密切相关，即易降解DOM组分促进CH4和N2O排放，而高稳定性组分则抑制CH4排放。这一发现为解释DOM在土壤碳氮转化中的关键调控作用提供了依据。

该研究证实了生物炭配施化肥可能通过调控和优化DOM分子特性，实现减排增效的双重目标，不仅深化了对DOM生态功能的分子水平认知，也为优化稻田土壤与施肥管理、促进水稻生产绿色转型、实现稻作系统碳中和提供了理论依据与技术支撑。

该研究得到了中科院战略先导专项、国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系等项目的支持。

论文链接：

https://webofscience.clarivate.cn/wos/alldb/full-record/WOS:001436247700002

来源：沈阳农业大学