農業土壤是人為N2O排放的主要來源。而在農業系統的釋放源中，大約有65%的N2O都來自肥料的施用及間接排放，在我國，由于氮肥的過量和不合理施用，這個數值更是高達75%。如何降低農田土壤N2O排放成為我國當前農業生產迫切需求解決的重大科學問題。
合理的養分管理可實現土壤N2O減排。前人研究顯示，鉀素與氮素在土壤、根際和植物體內均具有顯著交互作用，增施鉀肥可以通過植物、凋落物、微生物數量和種類影響，進而調控N2O排放。然而，關于鉀肥對N2O排放的報道較少，數據零星，尚沒有充足的直接證據證實鉀肥對土壤N2O排放所起的作用。
武漢植物園農業環境生態學科組科研人員在劉毅研究員和李志國副研究員帶領下，通過利用15N同位素示蹤試驗，研究了施氮條件下鉀肥對硝化和反硝化N2O排放產物的影響。初步研究結果顯示，在固定初始氮濃度（80mg/kg）的15d培養期內，施鉀顯著提高了N2O的平均排放率（1.6-10.8倍）。土壤硝化和反硝化作用產生的N2O排放量均增加，反硝化作用對N2O排放量的貢獻更大，其貢獻率由不施K肥的32%提高到施鉀300mg/kg時的53%。鉀肥增加N2O排放的原因可能是高K+濃度和低pH導致反硝化微生物和耐酸硝化微生物活性增加導致。氯化鉀比硫酸鉀產生的N2O排放量低，氮肥和鉀肥對N2O排放有顯著的交互作用。本研究結果表明，鉀肥在調節土壤N2O排放中起著重要作用，然而，鉀肥在其它地區的不同的作物、不同類型土壤的作用過程可能存在差異，需要進一步的研究調查。
總體上，這些研究結果有助于我們更清晰的認識鉀肥對農田土壤N2O 排放的調控機制，同時，為農田N2O的減排措施的制定提供一定的技術指導。研究結果以“N2O emissions and product ratios of nitrification and denitrification are altered by K fertilizer in acidic agricultural soils ”為題，發表于國際期刊Environmental Pollution上。中科院水生植物與流域生態重點實驗室、武漢植物園農業環境生態學科組李志國副研究員為論文第一作者，劉毅研究員為通訊作者。本研究得到國家重點研究發展計劃（2016YFD0200108）、國家自然科學基金（41501313）和中國科學院知識創新計劃（Y455434I02）的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749119360452
圖1 鉀肥和不施鉀肥土壤硝化和反硝化作用的N2O排放量及貢獻
