东北松嫩平原是世界上苏打盐碱地的主要分布区之一，区域盐碱地的大规模水田开发是保障国家粮食安全的重要途径。在“双碳”目标背景下，稻田生态系统的温室气体排放受到广泛关注。东北地理所水环境污染与防治团队前期研究发现，重度盐渍化稻田可能是甲烷(CH4)和氨气(NH3)的排放热区(Wang et al.,2023)，因此，在盐碱地稻田开发过程中，不同农田管理措施产生的碳氮气体排放问题尤其值得关注。土壤改良剂已被证实在缓解盐碱胁迫、改善土壤理化性状和提高作物产量方面具有显著效果，但其是否会影响稻田碳氮气体排放尚无统一结论。 聚焦盐碱地改良和全球温室效应关键科学问题，东北地理所水环境污染与防治团队通过控制实验，解析了施用脱硫石膏和有机肥两种改良措施对盐碱稻田碳氮气体排放的影响与机制。结果表明，脱硫石膏和有机肥添加处理可显著降低盐碱稻田CH4(78%和65%)和CO2(26%和11%)的排放，但增加了N2O(41%和18%)和NH3(26%和45%)的排放。对微生物群落结构分析发现，与对照组相比，土壤改良剂添加后微生物群落的竞争性降低，可能是促进N2O排放和NH3挥发的主要原因。相关研究结果可为盐碱稻田碳氮气体减排优化管理提供科学支撑。
图1 土壤改良剂影响盐碱稻田碳氮气体排放的效应与机制
上述成果发表在《Science of the Total Environment》期刊上，由崔虎特别研究助理(第一作者)和祝惠研究员(通讯作者)等共同完成。该研究得到吉林省自然科学基金优秀青年基金项目、中国科学院创新交叉团队项目、中国科学院青年创新促进会和东北地理所青年科学家小组项目的资助。
论文信息及链接如下：Cui,H.,Zhu,H*.,Zhang,F.M.,Wang,X.Y.,Hou,S.N.,Feng,W.D. 2024. Soil amendments reduce CH4 and CO2 but increase N2O and NH3 emissions in saline-alkali paddy fields. Science of the Total Environment,924.171673. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171673
