根际分泌物与土壤细质构协同作用形成根际缺氧微区的机制及其对N2O排放的调控

本研究揭示了亚热带红壤区粪肥替代化肥对N2O排放的双重效应：在缺磷（N-only）条件下通过促进自养硝化（autotrophic nitrification）和反硝化（denitrification）使排放增加30%，而在磷充足（NP）条件下通过富集nosZ clade II基因使排放降低22%。该发现为有机肥替代策略的精准实施提供了重要理论依据。

　　

Highlight

【磷有效性调控粪肥替代对N₂O排放的双向效应】

在仅施氮（N-only）条件下，粪肥替代使N₂O排放量增加30%，这主要归因于土壤pH值升高和氨氧化菌（AOB）丰度增加导致的自养硝化（autotrophic nitrification）速率提升（提升42%）。有趣的是，虽然反硝化（denitrification）过程贡献率仅12%，但其速率也显著提高了35%。

【NP条件下粪肥的减排机制】

当磷肥协同施用（NP）时，粪肥替代展现出截然不同的效果：N₂O排放降低22%。DNA-SIP技术揭示这主要源于nosZ clade II基因的显著富集（增加1.8倍），该基因编码的N₂O还原酶能将N₂O彻底还原为N₂。值得注意的是，异养硝化（heterotrophic nitrification）速率虽未改变，但其对N₂O通量的贡献率从28%降至19%。

Conclusion

本研究创新性地提出：在亚热带红壤区，粪肥替代对N₂O排放的影响存在"磷依赖性开关效应"。缺磷条件下微生物被迫将过量氮素转向气态损失途径，而磷充足时则通过促进完全反硝化（complete denitrification）实现减排。这一发现为发展"因土制宜"的有机肥替代策略提供了重要科学依据。