氧化亚氮是大气中最主要的温室气体之一，主要源自于土壤的硝化和反硝化过程。近年来，越来越多的研究表明，在中、高纬度和高海拔地区，冻融期间土壤氧化亚氮的排放量在全年排放总量中占有重要的比重。在全球变暖的背景下，如何抑制这部分排放量成为了该领域研究的热点。生物炭作为一种新型土壤改良剂，其在土壤氧化亚氮减排方面表现出了一定的潜力。然而过往研究的观测期主要集中在作物的生长季，对冻融过程中土壤氧化亚氮排放的影响尚不清晰。
针对这一科学问题，中国科学院新疆生态与地理研究所刘翔博士生在导师李兰海研究员的指导下，以伊犁河谷农田土壤为研究对象，通过室内模拟冻融过程的方法，研究了生物炭对土壤冻融过程中氧化亚氮排放的影响，分析了气体排放量与土壤有效氮含量、微生物量及氮转化相关酶活性之间的关系，初步探讨了生物炭对该过程下土壤氧化亚氮排放的影响机制。
研究结果表明：与未添加生物炭的对照处理相比，生物炭处理显著降低了冻融过程中土壤氧化亚氮的排放量；土壤硝态氮和铵态氮含量随着冻融次数的增加分别表现为递增和递减的趋势，且生物炭处理下的土壤硝态氮含量显著低于对照处理，表明生物炭可能通过抑制土壤的硝化过程来促进氧化亚氮的减排。该研究为中高纬度地区冻融期间土壤氧化亚氮的减排提供了理论依据和科学指导。
相关研究成果以Response of N2O emissions to biochar amendment in a cultivated sandy loam soil during freeze-thaw cycles为题发表于Scientific Reports。
文章链接：http://www.nature.com/articles/srep35411
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