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土壤是轮胎磨损颗粒（TWP）的重要汇，大约49–90%的TWP都沉积在城市或近郊高速公路附近的土壤中。TWP进入土壤后会经历一系列物理化学和生物转化过程，例如碎裂成更细小的颗粒、从表土到深层土的垂直输送、以及化学添加剂的分解和浸出。这些过程不可避免地会改变土壤环境，并影响土壤生物地球化学过程。然而，TWP对土壤生态系统功能和养分循环，特别是氮循环的影响有待研究。反硝化作用在氮循环网络中至关重要，尤其是在施氮土壤中，会导致氮损失和温室气体N2O的产生。因此，明确TWP及其渗滤液对土壤反硝化的影响，对于评估TWP在土壤中的生态环境风险至关重要。
本研究通过自动连续流培养系统（RoFlow）实现了对城郊土壤N2排放通量的直接测定，发现TWP暴露显著增加N2排放速率，并降低硝态氮含量，表明TWP暴露可以促进旱地土壤的完全反硝化过程，导致土壤硝态氮通过反硝化以气态氮形式损失。此外，TWP渗滤液单一暴露也增加了土壤N2和N2O排放速率，但没有显著降低土壤硝态氮含量。这主要归因于TWP渗滤液处理降低了土壤细菌的丰度，暗示TWP渗滤液中的添加物对细菌活性抑制作用，使得硝态氮的微生物同化（硝态氮固持）受到抑制，导致更高的硝态氮残留和更高的N2O排放。此外，TWP暴露也增加了土壤CO2排放，表明TWP提高了土壤碳的生物可利用性，刺激了包括异养反硝化菌在内的微生物活性。![]()
土壤DOM是反硝化过程的重要碳源，其化学分子组成决定了其生物可利用性的高低。傅里叶变换离子回旋共振质谱结果显示，TWP暴露会增加高活性易分解DOM分子的相对峰强，包括脂质、蛋白质、氨基糖和碳水化合物类化合物。TWP暴露也提高了DOM的热力学有利转化过程和反应的平均ΔG值，表明TWP影响下，土壤DOM分子的热力学稳定性相对较低。![]()
TWP暴露导致了土壤细菌群落组成和结构明显变化，如显著增加了变形菌门的相对丰度。微生物网络分析表明，变形菌门中Pseudomonas、Bradyrhizobium等是网络中的关键属，且这些属与N2排放通量显著正相关，在TWP暴露增加完全反硝化过程中发挥了重要作用。![]()
TWP暴露通过改变土壤DOM的稳定性，改变了N2O生成与还原之间的平衡，进而影响了土壤反硝化过程的产物比。其中，高活性易分解的DOM分子与nosZ-I丰度、N2排放速率之间呈现正相关关系，表明高活性易分解DOM分子是完全反硝化菌更倾向利用的碳源和电子供体。综上，本研究的结果表明TWP暴露可能会加剧城郊土壤温室气体排放和肥料氮损失，对土壤肥力和缓解气候变化产生不利影响。
