近期，中国农业科学院植物保护研究所土壤有害生物防控创新团队在环境领域TOP期刊Journal of Hazardous Materials上发表题为“Microbial regulation of nitrous oxide emissions from chloropicrin-fumigated soil amended with biochar”的研究论文，揭示了生物炭调控熏蒸剂消毒后土壤微生物群落恢复及土壤氮代谢的机制。

近年来，土壤有害生物防控创新团队开展了系列研究以明确熏蒸剂消毒对土壤微生物群落及生态功能的影响。研究表明土壤消毒对微生物多样性及群落结构的影响因熏蒸剂种类及土壤类型而异，微生物丰度在两个月内可恢复至对照水平。在土壤生态功能方面，熏蒸剂消毒抑制磷酸核酮糖途径和丝氨酸途径关键基因 pmoA/mmox 和 mdh1 的表达，阻断甲烷氧化和裂解过程、干扰土壤碳循环；抑制氨化氧化过程 amoA 、促进反硝化过程 nosZ 基因表达，促进土壤铵态氮累积及氧化亚氮排放；刺激磷循环中 phoD 微生物的丰度和多样性，促进矿物磷和有机磷向无机磷的转变，而显著提高土壤有效磷、淋溶磷和高活性磷形态等含量。从土壤微生态角度揭示了熏蒸剂消毒通过改变土壤有效氮、磷存在形态及数量的“肥料效应”及增产机制。

本研究是上述工作的进一步延伸，采用宏基因组分析技术及氮氧双同位素标记法，发现在熏蒸剂消毒后的农田混入生物炭有效促进氮循环AOA、AOB、 nirS、nirK、nosZ 功能微生物的恢复，促进铵态氮硝态氮的消耗、从而加速土壤氮代谢进程，氧化亚氮排放由反硝化过程转变为硝化细菌的反硝化路径。熏蒸剂消毒在土传病害防控、耕地质量提升方面发挥重要作用，本研究结果为消毒后土壤微生态的定向调控提供有效途径。

中国农业科学院植物保护研究所为论文第一完成单位，土壤有害生物防控创新团队方文生为论文第一作者，曹坳程研究员和颜冬冬副研究员为共同通讯作者。论文研究工作得到国家重点研发计划项目及中国农业科学院科技创新工程等项目资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389421030296?via%3Dihub