科创中国

本发明涉及了一种南方稻田土壤N2O产生机制的研究方法及控制策略。本发明通过采集不同时期不同深度的稻田土壤，利用ZnCl2区分非生物和生物过程产生的N2O；采用培养法测定N2O产生速率；同时使用稳定同位素示踪技术量化区分不同途径对N2O产生的相对贡献；结合土壤理化性质，评价驱动N2O产生的影响因素。多种技术手段结合应用，从多角度揭示了稻田土壤N2O产生机制。稻田N2O产生主要来自于耕作层生物过程，由异养反硝化过程主导，其贡献率随氮肥施加量增加而降低，因此我们基于研究结果提出一种减少氮肥施加量后，异养反硝化贡献率增加，进而通过添加反硝化抑制剂减少异养反硝化产生N2O从而控制稻田土壤N2O产生的方案。

1、稻田土壤N2O产生主要来自于耕作层土壤，主要由微生物过程产生，且种植中的N2O产生速率最大。2、稻田土壤生物N2O主要由异养反硝化过程产生，其次为硝化细菌反硝化过程。其中异养反硝化过程对于N2O贡献率在夏季休耕期小于水稻种植期小于冬季休耕期，随着种植过程增加。3、NH4+‑N与氨氧化过程贡献率呈现正相关关系，是驱动稻田土壤生物产N2O过程变化的主要驱动因素。4、提出一种在水稻种植时期减少施加氮肥量，减少氨氧化过程对于N2O产生贡献率，之后通过控制反硝化过程N2O排放，进而使稻田土壤N2O排放量显著减少的方案。

以往的研究没有对氨氧化过程进行具体划分，对N2O产生过程没有明确的区分与量化。本发明区分稻田剖面上不同时期微生物产生N2O过程从而制定合理的减排方案，有利于减少稻田N2O的产生，应用前景广阔。

研究室以大气复合污染成因、关键污染源及其关键污染物控制为主线，耦合实验室研究、外场观测和理论模拟等多种手段，系统开展：1）大气灰霾和光化学烟雾成因的物理化学机制研究；2）柴油车尾气和固定源烟气污染控制技术原理与应用研究；3）室内空气催化净化材料和技术研究；4）大气中痕量气体源和汇研究；5）温室气体资源化利用与光催化能源转化研究。

本发明提供一种稻田土壤N2O产生机制的研究方法，通过机制提出一种 N2O减排方案，解决了稻田土壤N2O产生机制不明确导致N2O减排方式不确定的问题，有利于减少稻田土壤N2O排放，对于缓解温室效应以及臭氧损耗具有重要意义。

本科技成果支持技术转让，服务等多种方式，有针对性进行指导转化