从智能灌溉到澳大利亚甘蔗自然受益型水资源管理：灌溉技术、自然框架与整合路径

《Agronomy》：From Smart Irrigation to Nature-Positive Water Management in Australian Sugarcane: Irrigation Technologies, Nature Frameworks, and Integration Pathways

　　

稻田是氧化亚氮（N₂O）的主要农业热点源，约占全球农业排放量的11%。虽然单独升高的CO₂浓度和增温分别通过调节土壤碳、氮（N）可利用性和微生物活性来调控N₂O排放，但在田间条件下，CO₂浓度和温度同时升高（ECT）的影响及其潜在的微生物机制仍知之甚少。研究人员利用稻-麦轮作系统中的自由空气CO₂富集与增温系统（T-FACE），研究了ECT对稻田N₂O排放的影响，并揭示了其背后的生物地球化学和微生物机制。结果表明，ECT使面积尺度和产量尺度的N₂O排放分别增加了15.3%和17.6%。机制上，在排放高峰期，ECT显著提高了土壤NH₄⁺–N含量40.2%，并使反硝化基因比率[(nirK + nirS)/nosZ]提高27.5%。此外，ECT增加了硝化微生物群落的多样性，但降低了反硝化微生物群落的多样性，同时重塑了氨氧化古菌和反硝化菌的群落组成，从而改变了硝化和反硝化过程。总体而言，研究人员的田间证据表明，ECT主要通过增加土壤N底物可利用性和改变反硝化菌群落来刺激N₂O排放，这些变化可能有利于N₂O的积累。这些发现为气候驱动的N₂O排放提供了机制性见解。

稻田是氧化亚氮（N₂O）排放的重要农业源，约占全球农业排放的11%。大气CO₂浓度升高与气候变暖是当前气候变化的两大特征。已有研究分别探讨了CO₂富集或增温对稻田N₂O排放的影响，但二者同时升高（ECT）的交互效应及其微生物机制在田间条件下仍不清楚。