近日，南京农业大学农学院丁艳锋教授团队在国际知名期刊《Global Change Biology》上发表了题为 Soil pH determines nitrogen effects on methane emissions from rice paddies 的研究论文。研究揭示，土壤pH值调节了氮素施用对稻田甲烷(CH4)排放的影响，具体表现为，随着土壤pH值的升高，氮素对稻田甲烷排放的影响逐渐减弱。
氮肥作为提升作物产量的关键因素之一，同时也对温室气体排放产生重要影响。然而，关于氮肥施用对稻田甲烷排放的具体作用效果——包括正面、负面或无显著影响——目前仍存在较大的争议，这对准确预测稻田甲烷排放量及制定有效的减排措施构成了挑战。
氮肥的应用可以通过多种途径影响稻田中的甲烷排放。首先，氮肥能促进植物生长，增加产生甲烷的基质物质；同时，铵离子可能与甲烷争夺甲烷单加氧酶的结合位点，抑制甲烷的氧化过程，进而增加甲烷排放。另一方面，氮肥也能刺激甲烷氧化细菌的增长及其活性，加强甲烷的氧化，从而减少甲烷排放。这两种相反的作用机制使得氮肥对甲烷排放的影响具有高度不确定性。
基于元分析和一系列实验，南京农业大学水稻栽培团队发现，在酸性较强的稻田中，氮肥施用导致的甲烷排放增加效应比在中性或碱性土壤中更为明显。这是因为，在酸性条件下，氮肥更能促进土壤有机物的分解以及甲烷产生菌的活性。根据元分析的结果，氮肥的使用已经使全球稻田每单位面积和每单位产量的甲烷排放量分别增加了52%和8.2%。这一研究成果不仅深化了我们对全球稻田甲烷排放规律的理解，也为开发低排放的稻田管理技术及改善甲烷排放模型提供了重要的科学支持。
该成果以南京农业大学博士研究生唐浚棋和钱浩宇副教授为共同第一作者，丁艳锋教授和江瑜教授为通讯作者。英国Exeter大学Kees Jan van Groenigen教授、德国Goettingen大学Yakov Kuzyakov教授、南京农业大学邹建文教授、李刚华教授、刘正辉教授、王松寒教授、中国农业科学院张卫建研究员和江西农业大学黄山教授等参与了本项研究。研究得到了“十四五”国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。
